(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光の発光または受光を行う光電変換素子が形成された光電変換装置と、マルチモード方式の光ファイバとが取り付け可能とされ、前記光ファイバの取り付けの際における前記光ファイバの位置決めを行うための光ファイバ位置決め構造を備え、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされた光結合素子であって、
全体を樹脂の一体成形によって形成されており、
前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子に臨む光結合素子本体の第１の面に最表面となる接触面から凹入するようにして形成され、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第１のレンズ面と、
前記第１の面において、前記接触面と前記第１のレンズ面との深さ方向および面方向の中間部分に前記第１のレンズ面の全周を枠状に包囲する内側の面内に形成され、前記光電変換装置の取り付けの際における前記光電変換装置の位置決めを行うための光結合素子側の光電変換装置位置決め構造と、
前記光ファイバの取り付けの際に前記光ファイバの端面に臨む前記光結合素子本体の第２の面に形成され、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第２のレンズ面と
を備え、
前記第１のレンズ面における光軸が、前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子における光の出射または入射方向に対して平行になるように形成され、
前記光電変換装置として、前記光電変換装置の位置決めのために前記光結合素子側の光電変換装置位置決め構造に係合される光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造を備えたものが取り付けられるように形成され、
前記第１の面における中央の部分が、前記第１の面における前記中央の部分以外の部分から凹入されているとともに、この中央の部分に、前記第１のレンズ面が形成され、
前記第１の面における前記第１のレンズ面および内側の面以外の部分に、前記光電変換装置の取り付けの際に前記基板に接する前記接触面が形成され、
前記接触面が、前記第１のレンズ面における光軸に直交する同一平面上に形成されているとともに、前記第１のレンズ面および内側の面の全周を包囲する一体の枠状に形成され、
前記接触面と前記基板とが接着剤を介して接着されることによって、前記光電変換装置の取り付けが行われるように形成され、
次の（１）に示す条件式、
１．２≦β≦１．４            （１）
但し、
β：ＮＡ１／ＮＡ２（但し、ＮＡ１は、光結合素子本体における光電変換装置側の開口数、ＮＡ２は、光結合素子本体における光ファイバ側の開口数）
を満足するとともに、
前記光電変換装置と相まって、次の（２）に示す条件式、
ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５≦Ｗ     （２）
但し、
ｄ１：光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造についての理想形成位置からの変位量であって、光電変換素子における光の出射または入射方向に直交する方向への変位量
ｄ２：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形状からの変形量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変形量
ｄ３：第１のレンズ面についての理想形成位置からの変位量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変位量
ｄ４：光電変換素子についての理想形成位置からの変位量であって、光電変換素子における光の出射または入射方向に直交する方向への変位量
ｄ５：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形成位置からの変位量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変位量
Ｗ：取り付け位置余裕幅：光電変換装置を、その光電変換素子と光ファイバの端面との間の光結合効率が予め設定された最大効率を示すような光結合素子本体への取り付け位置から、最大効率に対する１ｄＢに相当する光結合効率の低下が示されるような取り付け位置まで第１のレンズ面における光軸に直交する方向に沿って移動させたと仮定した場合における移動前の取り付け位置と移動後の取り付け位置との間の距離
を満足することを特徴とする光結合素子。
【請求項２】
前記光電変換装置として、前記光電変換素子が複数形成されたものが取り付けられるように形成され、
前記光ファイバが、前記複数の光電変換素子に対応するように複数本取り付けられるように形成され、
前記第１のレンズ面および前記第２のレンズ面が、前記複数の光電変換素子および前記複数本の光ファイバに対応するようにそれぞれ複数形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の光結合素子。
【請求項３】
基板上に光の発光または受光を行う光電変換素子が複数形成された光電変換装置と、複数本のマルチモード方式の光ファイバとが取り付け可能とされ、前記光ファイバの取り付けの際における前記光ファイバの位置決めを行うための光ファイバ位置決め構造を備え、前記複数の光電変換素子と前記複数本の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされた光結合素子であって、
全体を樹脂の一体成形によって形成されており、
前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子に臨む光結合素子本体の第１の面に最表面となる接触面から凹入するようにして形成され、前記複数の光電変換素子と前記複数本の光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第１のレンズ面と、
前記第１の面において、前記接触面と前記第１のレンズ面との深さ方向および面方向の中間部分に前記第１のレンズ面の全周を枠状に包囲する内側の面内に形成され、前記光電変換装置の取り付けの際における前記光電変換装置の位置決めを行うための光結合素子側の光電変換装置位置決め構造と、
前記光ファイバの取り付けの際に前記光ファイバの端面に臨む前記光結合素子本体の第２の面に形成され、前記複数の光電変換素子と前記複数本の光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第２のレンズ面と
を備え、
前記第１のレンズ面における光軸が、前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子における光の出射または入射方向に対して平行になるように形成され、
前記光電変換装置として、前記光電変換装置の位置決めのために前記光結合素子側の光電変換装置位置決め構造に係合される光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造を備えたものが取り付けられるように形成され、
前記第１の面における中央の部分が、前記第１の面における前記中央の部分以外の部分から凹入されているとともに、この中央の部分に、前記第１のレンズ面が形成され、
前記第１の面における前記第１のレンズ面および内側の面以外の部分に、前記光電変換装置の取り付けの際に前記基板に接する前記接触面が形成され、
前記接触面が、前記第１のレンズ面における光軸に直交する同一平面上に形成されているとともに、前記第１のレンズ面および内側の面の全周を包囲する一体の枠状に形成され、
前記接触面と前記基板とが接着剤を介して接着されることによって、前記光電変換装置の取り付けが行われるように形成され、
次の（１）に示す条件式、
１．２≦β≦１．４            （１）
但し、
β：ＮＡ１／ＮＡ２（但し、ＮＡ１は、光結合素子本体における光電変換装置側の開口数、ＮＡ２は、光結合素子本体における光ファイバ側の開口数）
を満足するとともに、
前記光電変換装置と相まって、次の（３）に示す条件式、
ｄ２＋ｄ５≦２Ｗ     （３）
但し、
ｄ２：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形状からの変形量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変形量
ｄ５：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形成位置からの変位量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変位量
Ｗ：取り付け位置余裕幅：光電変換装置を、その光電変換素子と光ファイバの端面との間の光結合効率が予め設定された最大効率を示すような光結合素子本体への取り付け位置から、最大効率に対する１ｄＢに相当する光結合効率の低下が示されるような取り付け位置まで第１のレンズ面における光軸に直交する方向に沿って移動させたと仮定した場合における移動前の取り付け位置と移動後の取り付け位置との間の距離
を満足することを特徴とする光結合素子。
【請求項４】
前記光結合素子側の光電変換装置位置決め構造が、円柱状または丸穴状に形成され、
前記光電変換装置として、前記光結合素子側の位置決め構造に嵌合可能な丸穴状または円柱状に形成された光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造を備えたものが取り付けられるように形成されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光結合素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光結合素子と、
この光結合素子に対応する光の発光または受光を行う光電変換素子が形成された光電変換装置と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合素子およびこれを備えた光モジュールに係り、特に、光電変換装置とマルチモード方式の光ファイバとを光学的に結合するのに好適な光結合素子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、データ通信のさらなる高速化・大容量化にともなって、光ファイバを用いた光ファイバ通信技術の需要がさらに高まっている。
【０００３】
このような光ファイバ通信には、光ファイバと光電変換装置（例えば、半導体レーザやフォトディテクタ等）とが取り付けられる光結合素子が用いられており、この光結合素子は、光電変換装置の光電変換素子（発光部または受光部）に臨む面と、光ファイバの端面に臨む面とがレンズ面に形成されたものが多かった。
【０００４】
そして、この種の光結合素子においては、例えば、半導体レーザから出射された光を、レンズ面による光の透過および屈折を利用して光ファイバの端面に結合させることが行われていた。
【０００５】
また、光結合素子の中には、複数本の光ファイバ（多芯ファイバ等）に対応するために複数のレンズ面が整列されたレンズアレイ構造を有するものもあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
なお、このような光結合素子は、光電変換装置と光ファイバとが取り付けられることによって光モジュールを構成するようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３１５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、光電変換装置の発光部または受光部と光ファイバの端面との光学的な結合を適切に行って高い光結合効率を得るためには、光電変換装置と光ファイバとを光結合素子に取り付ける際に、光電変換装置および光ファイバを光結合素子の適切な位置に取り付けることが重要であった。
【０００９】
ここで、光ファイバは、その長手方向の端部がコネクタ内に保持された状態としてコネクタとともに光結合素子に取り付けられる場合があり、このような場合に用いられるコネクタ（例えば、ＭＴコネクタ：Mechanically transferable splicing connector）には、光結合素子に対する光ファイバの位置決めを行うための光ファイバ側の光ファイバ位置決め構造（例えば、位置決めピン）を備えたものがあった。
【００１０】
また、このような光ファイバ側の光ファイバ位置決め構造に対応した光結合素子には、光ファイバ側の光ファイバ位置決め構造に係合可能な光結合素子側の光ファイバ位置決め構造（例えば、位置決め穴）が備えられていた。
【００１１】
そして、従来から、光ファイバ位置決め構造には、規格化された寸法に形成されているものが多かったため、光ファイバの位置決めの際には、光ファイバ側の光ファイバ位置決め構造を、これに対応する光結合素子側の光ファイバ位置決め構造に係合（例えば、嵌合）させる機械的な作業のみで十分な位置決めの精度を出せる場合が多かった。
【００１２】
しかしながら、光結合素子に対する光電変換装置の位置決めを行うための光電変換装置位置決め構造については、規格化がなされていなかったため、機械的な作業のみでは十分な位置決めの精度を出すことが困難であった。
【００１３】
そこで、従来から、光電変換装置の位置決めの際には、高精度な位置決めを行うために、画像認識や、光電変換装置に実際に信号光を発光または受光させることによって光電変換装置の最適位置を求めるアクティブアライメントと称される調芯作業を行わなければならなかった。
【００１４】
なお、アクティブアライメントを行う際に、光電変換装置の発光部または受光部における光の出射または入射方向の調芯については、光結合効率に影響が少ないものとしてある程度の誤差が許容されていたが、発光部または受光部における光の出射または入射方向に直交する方向については、光結合効率への影響が大きく、特に高精度な調芯が求められていた。
【００１５】
以上のことも要因の一つとなって、従来は、十分な光結合効率が得られるような光電変換装置の適切な取り付けを簡便に行うことができないといった問題が生じていた。
【００１６】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、光電変換装置の取り付けを簡便かつ適切に行うことができ、ひいては、製造コストの削減および生産性の向上を図ることができる光結合素子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】
【００１７】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光結合素子の特徴は、基板上に光の発光または受光を行う光電変換素子が形成された光電変換装置と、マルチモード方式の光ファイバとが取り付け可能とされ、前記光ファイバの取り付けの際における前記光ファイバの位置決めを行うための光ファイバ位置決め構造を備え、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされた光結合素子であって、
全体を樹脂の一体成形によって形成されており、
前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子に臨む光結合素子本体の第１の面に最表面となる接触面から凹入するようにして形成され、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第１のレンズ面と、
前記第１の面において、前記接触面と前記第１のレンズ面との深さ方向および面方向の中間部分に前記第１のレンズ面の全周を枠状に包囲する内側の面内に形成され、前記光電変換装置の取り付けの際における前記光電変換装置の位置決めを行うための光結合素子側の光電変換装置位置決め構造と、
前記光ファイバの取り付けの際に前記光ファイバの端面に臨む前記光結合素子本体の第２の面に形成され、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第２のレンズ面と
を備え、
前記第１のレンズ面における光軸が、前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子における光の出射または入射方向に対して平行になるように形成され、
前記光電変換装置として、前記光電変換装置の位置決めのために前記光結合素子側の光電変換装置位置決め構造に係合される光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造を備えたものが取り付けられるように形成され、
前記第１の面における中央の部分が、前記第１の面における前記中央の部分以外の部分から凹入されているとともに、この中央の部分に、前記第１のレンズ面が形成され、
前記第１の面における前記第１のレンズ面および内側の面以外の部分に、前記光電変換装置の取り付けの際に前記基板に接する前記接触面が形成され、
前記接触面が、前記第１のレンズ面における光軸に直交する同一平面上に形成されているとともに、前記第１のレンズ面および内側の面の全周を包囲する一体の枠状に形成され、
前記接触面と前記基板とが接着剤を介して接着されることによって、前記光電変換装置の取り付けが行われるように形成され、
次の（１）に示す条件式、
１．２≦β≦１．４            （１）
但し、
β：ＮＡ１／ＮＡ２（但し、ＮＡ１は、光結合素子本体における光電変換装置側の開口数、ＮＡ２は、光結合素子本体における光ファイバ側の開口数）
を満足するとともに、
前記光電変換装置と相まって、次の（２）に示す条件式、
ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５≦Ｗ     （２）
但し、
ｄ１：光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造についての理想形成位置からの変位量であって、光電変換素子における光の出射または入射方向に直交する方向への変位量
ｄ２：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形状からの変形量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変形量
ｄ３：第１のレンズ面についての理想形成位置からの変位量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変位量
ｄ４：光電変換素子についての理想形成位置からの変位量であって、光電変換素子における光の出射または入射方向に直交する方向への変位量
ｄ５：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形成位置からの変位量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変位量
Ｗ：取り付け位置余裕幅：光電変換装置を、その光電変換素子と光ファイバの端面との間の光結合効率が予め設定された最大効率を示すような光結合素子本体への取り付け位置から、最大効率に対する１ｄＢに相当する光結合効率の低下が示されるような取り付け位置まで第１のレンズ面における光軸に直交する方向に沿って移動させたと仮定した場合における移動前の取り付け位置と移動後の取り付け位置との間の距離
を満足する点にある。
【００１８】
そして、この請求項１に係る発明によれば、（１）および（２）の各条件式を満足することにより、光電変換装置を光結合素子本体に取り付ける際に、光電変換素子における光の出射または入射方向（還元すれば、第１レンズ面における光軸の軸方向）およびこれに直交する方向のいずれの方向の調芯も要することなく、光電変換装置の位置決め構造を光結合素子側の位置決め構造と係合させる機械的な作業だけで十分な光結合効率を得ることができるので、光電変換装置の位置決めおよび取り付けを簡便かつ適切に行うことができ、ひいては、製造コストの削減および生産性の向上を図ることができる。
また、光電変換装置側の位置決め構造を光結合素子側の位置決め構造と係合させて光電変換装置の位置決めを行うとともに、光電変換装置の基板を、光結合素子の枠状の接触面に安定的に接触させつつ、この接触面に接着剤を介して接着することができるので、接触面の形状によって基板の接着の際における作業性および取付精度を確保して光電変換装置の取り付けを簡便かつ適切に行うことができる。また、接触面の形状によって基板の接着の際における第１のレンズ面側への接着剤の流動を抑止することができるので、第１のレンズ面への接着剤の付着を回避することができ、ひいては、光結合効率を維持することができる。
【００１９】
また、請求項２に係る光結合素子の特徴は、請求項１において、前記光電変換装置として、前記光電変換素子が複数形成されたものが取り付けられるように形成され、前記光ファイバが、前記複数の光電変換素子に対応するように複数本取り付けられるように形成され、前記第１のレンズ面および前記第２のレンズ面が、前記複数の光電変換素子および前記複数本の光ファイバに対応するようにそれぞれ複数形成されている点にある。
【００２０】
そして、この請求項２に係る発明によれば、複数の光電変換素子が形成された光電変換装置を取り付ける場合においても、調芯を要することなく適切な位置決めを行うことができる。
【００２１】
さらに、請求項３に係る光結合素子の特徴は、基板上に光の発光または受光を行う光電変換素子が複数形成された光電変換装置と、複数本のマルチモード方式の光ファイバとが取り付け可能とされ、前記光ファイバの取り付けの際における前記光ファイバの位置決めを行うための光ファイバ位置決め構造を備え、前記複数の光電変換素子と前記複数本の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされた光結合素子であって、
全体を樹脂の一体成形によって形成されており、
前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子に臨む光結合素子本体の第１の面に最表面となる接触面から凹入するようにして形成され、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第１のレンズ面と、
前記第１の面において、前記接触面と前記第１のレンズ面との深さ方向および面方向の中間部分に前記第１のレンズ面の全周を枠状に包囲する内側の面内に形成され、前記光電変換装置の取り付けの際における前記光電変換装置の位置決めを行うための光結合素子側の光電変換装置位置決め構造と、
前記光ファイバの取り付けの際に前記光ファイバの端面に臨む前記光結合素子本体の第２の面に形成され、前記光電変換素子と前記光ファイバの端面とを結ぶ光路を形成するための第２のレンズ面と
を備え、
前記第１のレンズ面における光軸が、前記光電変換装置の取り付けの際に前記光電変換素子における光の出射または入射方向に対して平行になるように形成され、
前記光電変換装置として、前記光電変換装置の位置決めのために前記光結合素子側の光電変換装置位置決め構造に係合される光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造を備えたものが取り付けられるように形成され、
前記第１の面における中央の部分が、前記第１の面における前記中央の部分以外の部分から凹入されているとともに、この中央の部分に、前記第１のレンズ面が形成され、
前記第１の面における前記第１のレンズ面および内側の面以外の部分に、前記光電変換装置の取り付けの際に前記基板に接する前記接触面が形成され、
前記接触面が、前記第１のレンズ面における光軸に直交する同一平面上に形成されているとともに、前記第１のレンズ面および内側の面の全周を包囲する一体の枠状に形成され、
前記接触面と前記基板とが接着剤を介して接着されることによって、前記光電変換装置の取り付けが行われるように形成され、
次の（１）に示す条件式、
１．２≦β≦１．４            （１）
但し、
β：ＮＡ１／ＮＡ２（但し、ＮＡ１は、光結合素子本体における光電変換装置側の開口数、ＮＡ２は、光結合素子本体における光ファイバ側の開口数）
を満足するとともに、
前記光電変換装置と相まって、次の（３）に示す条件式、
ｄ２＋ｄ５≦２Ｗ     （３）
但し、
ｄ２：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形状からの変形量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変形量
ｄ５：光結合素子側の光電変換装置位置決め構造についての理想形成位置からの変位量であって、第１のレンズ面における光軸に直交する方向への変位量
Ｗ：取り付け位置余裕幅：光電変換装置を、その光電変換素子と光ファイバの端面との間の光結合効率が予め設定された最大効率を示すような光結合素子本体への取り付け位置から、最大効率に対する１ｄＢに相当する光結合効率の低下が示されるような取り付け位置まで第１のレンズ面における光軸に直交する方向に沿って移動させたと仮定した場合における移動前の取り付け位置と移動後の取り付け位置との間の距離
を満足する点にある。
【００２２】
そして、この請求項３に係る発明によれば、光電変換装置の複数の光電変換素子のそれぞれと、複数本のマルチモード方式の光ファイバのそれぞれの端面とを光学的に結合する光結合素子において、（１）および（３）の各条件式を満足することにより、光電変換素子における光の出射または入射方向に直交する方向の調芯を要する場合においても、この調芯の際に、任意の一対の第１のレンズ面および第２のレンズ面を通る光が、これに隣接する他の一対の第１のレンズ面および第２のレンズ面を通る光であると誤認されることによって、例えば、１つのレンズ面の分だけ光電変換素子における光の出射または入射方向に直交する方向にずれた調芯がなされるようなことを回避することができる。この結果、一対の第１のレンズ面および第２のレンズ面を通る光のみを検出しながら調芯を行えば済むため、光電変換装置の調芯を最小限の労力によって行うことができる。
また、光電変換装置側の位置決め構造を光結合素子側の位置決め構造と係合させて光電変換装置の位置決めを行うとともに、光電変換装置の基板を、光結合素子の枠状の接触面に安定的に接触させつつ、この接触面に接着剤を介して接着することができるので、接触面の形状によって基板の接着の際における作業性および取付精度を確保して光電変換装置の取り付けを簡便かつ適切に行うことができる。また、接触面の形状によって基板の接着の際における第１のレンズ面側への接着剤の流動を抑止することができるので、第１のレンズ面への接着剤の付着を回避することができ、ひいては、光結合効率を維持することができる。
【００２３】
さらにまた、請求項４に係る光結合素子の特徴は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記光結合素子側の光電変換装置位置決め構造が、円柱状または丸穴状に形成され、前記光電変換装置として、前記光結合素子側の位置決め構造に嵌合可能な丸穴状または円柱状に形成された光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造を備えたものが取り付けられるように形成されている点にある。
【００２４】
そして、この請求項４に係る発明によれば、位置決め構造を簡易な形状に形成することによって、コストをさらに削減することができる。
【００２７】
また、請求項５に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光結合素子と、この光結合素子に対応する光の発光または受光を行う光電変換素子が形成された光電変換装置とを備えた点にある。
【００２８】
そして、この請求項５に係る発明によれば、光電変換装置を光結合素子に取り付ける際における調芯を要しないまたは最小限の労力によって行うようにすることができるので、光電変換装置の位置決めを簡便かつ適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、光電変換装置の取り付けを簡便かつ適切に行うことができ、ひいては、製造コストの削減および生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る光結合素子および光モジュールの第１実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３１】
ここで、図１は、本実施形態における光結合素子１を示す正面図である。また、図２は、図１の平面図である。さらに、図３は、図１の背面図である。さらにまた、図４は、図１の右側面図である。また、図５は、図１のＡ−Ａ断面図である。さらに、図６は、本実施形態における光モジュール４の分解右側面図である。
【００３２】
本実施形態における光結合素子１は、光の発光または受光を行う光電変換素子が複数形成された光電変換装置の複数の光電変換素子のそれぞれと、これら複数の光電変換素子に対応する複数本のマルチモード方式の光ファイバのそれぞれの端面とを光学的に結合することが可能に形成されている。
【００３３】
すなわち、図１〜図５に示すように、本実施形態における光結合素子１は、略直方体形状に形成されており、この略直方体形状を形成する各面のうちの第１の面としての図１における前面１ａ（手前側の面）には、光電変換装置が、また、第２の面としての図１における上面１ｂには、光ファイバが、それぞれ取り付け可能とされている。
【００３４】
ここで、図６に示すように、本実施形態に用いる光電変換装置は、光電変換素子の一形態としての光の発光のみを行う発光部５が、半導体基板６上に所定の方向に沿って複数整列形成された垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）７とされている。なお、図６は、垂直共振器面発光レーザ７を発光部５の整列方向から見た状態の図であるため、図６には、発光部５が１個だけ示されている。実際は、複数の発光部５が、図６における紙面垂直方向に沿って整列されている。このような垂直共振器面発光レーザ７は、その発光部５を光結合素子１の前面１ａに臨ませ、かつ、発光部５の整列方向を図１における横方向に沿わせるようにして光結合素子１に取り付けられるようになっている。なお、垂直共振器面発光レーザ７は、光の放射角度の正弦の絶対値（開口数）が０．２〜０．２５程度とされていることが多い。このような垂直共振器面発光レーザ７を光結合素子１に取り付ける際の位置決めについては後述する。
【００３５】
また、図６に示すように、本実施形態における複数本のマルチモード方式の光ファイバ８は、その端部側の部位が多芯一括型のコネクタ９内に保持されており、このコネクタ９内において、各光ファイバ８の端面８ａは、所定の方向に沿って整列されている。なお、図６は、複数本の光ファイバ８をその整列方向から見た状態の図であるため、図６には、光ファイバ８が１本だけ示されている。実際には、複数本の光ファイバ８が、図６における紙面垂直方向に沿って整列されている。このような複数本の光ファイバ８は、それらの端面８ａを光結合素子１の上面１ｂに臨ませ、かつ、端面８ａの整列方向を図１における横方向に沿わせるようにして光結合素子１に取り付けられるようになっている。このようなマルチモード方式の光ファイバ８は、例えば、開口数が０．２、直径が５０μｍとされている場合がある。なお、複数本の光ファイバ８は、一体のケーブルを構成していてもよい。このような光ファイバ８を光結合素子１に取り付ける際における位置決めについては後述する。
【００３６】
図１に示すように、光結合素子１の前面１ａは、その中央の部分１ａ’が背面１ｃ側（奥側）に向かって凹入されており、この凹入された部分１ａ’には、第１のレンズ面として、レーザ７側に向かって凸とされた第１レンズ面２が、図１における横方向に沿って互いに隣接するようにして複数（図１において１２個）整列形成されている。
【００３７】
各第１レンズ面２は、垂直共振器面発光レーザ７の複数（図１の場合には最大１２個）の発光部５のそれぞれと、これらに対応する複数本（図１の場合には最大１２本）の光ファイバ８のそれぞれの端面８ａとを結ぶ光路を形成することが可能とされている。
【００３８】
また、図６に示すように、各第１レンズ面２における光軸ＯＡ１は、光結合素子１への垂直共振器面発光レーザ７の取り付けの際に、発光部５における光の出射方向に対して平行になるように形成されている。
【００３９】
一方、光結合素子１の上面１ｂも、その中央の部分１ｂ’が下面１ｄ側に向かって凹入されており、この凹入された部分１ｂ’には、第２のレンズ面として、光ファイバ８側に向かって凸とされた第２レンズ面３が、図１における横方向に沿って互いに隣接するようにして複数（図１において１２個）整列形成されている。
【００４０】
各第２レンズ面３は、それぞれが、前述した複数の第１レンズ面２のそれぞれと対をなしており、対応する各第１レンズ面２とともに、垂直共振器面発光レーザ７の複数の発光部５のそれぞれと、これらに対応する複数本の光ファイバ８のそれぞれの端面８ａとを結ぶ光路を形成することが可能とされている。
【００４１】
また、図６に示すように、各第２レンズ面３における光軸ＯＡ２は、光結合素子１への光ファイバ８の取り付けの際に、光ファイバ８の端面８ａにおける光の入射方向に対して平行になるように形成されている。
【００４２】
さらに、図３および図５に示すように、光結合素子１の背面１ｃには、全反射面１０が凹入形成されており、この全反射面１０は、図６に示すように、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１および第２レンズ面３における光軸ＯＡ２の双方に対してほぼ４５°の傾斜角を有している。この全反射面１０は、垂直共振器面発光レーザ７から出射された後に第１レンズ面２を通って光結合素子１内に入射した光を、第２レンズ面３に向かって全反射させるようになっている。そして、この第２レンズ面３に向かって全反射された光は、第２レンズ面３を通って光結合素子１から出射された後に、光ファイバ８の端面８ａに入射することになる。したがって、全反射面１０は、第１レンズ面２および第２レンズ面３とともに、垂直共振器面発光レーザ７の各発光部５と各光ファイバ８の端面８ａとをそれぞれ結ぶ光路を形成することが可能とされている。
【００４３】
そして、図１に示すように、本実施形態において、光結合素子１の前面１ａにおける第１レンズ面２に対する左右の外側位置には、光結合素子側の光電変換装置位置決め構造として、垂直共振器面発光レーザ７を光結合素子１に取り付ける際における垂直共振器面発光レーザ７の位置決めを行うための一対の丸ボス穴状のレーザ位置決め用凹部１１が形成されている。
【００４４】
一方、図６に示すように、本実施形態において、垂直共振器面発光レーザ７は、その基板６における一対のレーザ位置決め用凹部１１にそれぞれ対応する位置に、光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造として、垂直共振器面発光レーザ７を光結合素子１に取り付ける際における垂直共振器面発光レーザ７の位置決めを行うための一対の円柱状のレーザ位置決め用凸部１２を有している。
【００４５】
レーザ位置決め用凹部１１とレーザ位置決め用凸部１２とは、垂直共振器面発光レーザ７を光結合素子１に取り付ける際に互いに嵌合されるようになっている。
【００４６】
また、図１に示すように、本実施形態において、光結合素子１の上面１ｂにおける第２レンズ面３に対する左右の外側位置には、複数本の光ファイバ８を光結合素子１に取り付ける際における光ファイバ８の位置決めを行うための一対の円柱状のファイバ位置決め用凸部１４が、光結合素子側の光ファイバ位置決め構造として形成されている。
【００４７】
一方、図６に示すように、本実施形態において、コネクタ９には、一対のファイバ位置決め用凸部１４にそれぞれ対応する位置に、光ファイバ８を光結合素子１に取り付ける際における光ファイバ８の位置決めを行うための一対の丸ボス状のファイバ位置決め用凹部１５が、光ファイバ側の光ファイバ位置決め構造として形成されている。
【００４８】
ファイバ位置決め用凸部１４とファイバ位置決め用凹部１５とは、光ファイバ８を光結合素子１に取り付ける際に互いに嵌合されるようになっている。
【００４９】
以上のような基本構成を有する光結合素子１は、金型を用いた樹脂材料の射出成形等によって一体的に形成されている。
【００５０】
ここで、コネクタ９に形成されたファイバ位置決め用凹部１５は、規格化された寸法によって形成されているため、光ファイバ８の位置決めは、調芯作業を要することなく、ファイバ位置決め用凹部１５とファイバ位置決め用凸部１４とを互いに嵌合させる機械的な作業だけで十分な位置決めの精度を出すことができる。
【００５１】
一方、垂直共振器面発光レーザ７の位置決めは、垂直共振器面発光レーザ７側の位置決め構造１１、１２の規格が定まっていないので、従来は、機械的な作業だけで位置決め精度を出すことは困難であった。
【００５２】
しかしながら、本実施形態においては、垂直共振器面発光レーザ７の位置決めについても、調芯作業を要することなく適切に行うための手段が講じられている。
【００５３】
すなわち、本実施形態における光結合素子１は、次の（１）に示す条件式を満足するようになっている。
【００５４】
１．２≦β≦１．４            （１）
但し、本実施形態において、（１）式におけるβは、光結合素子１における垂直共振器面発光レーザ７側の開口数ＮＡ１と光結合素子１における光ファイバ８側の開口数ＮＡ２との比ＮＡ１／ＮＡ２であり、このβの値は、第１レンズ面２と、これに対応する（同一の光路を形成する）第２レンズ面３とによって構成されるレンズの倍率とみなすことができる。
【００５５】
また、本実施形態における光結合素子１は、垂直共振器面発光レーザ７と相まって、次の（２）に示す条件式を満足するようになっている。
【００５６】
ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５≦Ｗ   （２）
但し、本実施形態において、（２）式におけるｄ１は、レーザ位置決め用凸部１２についての理想形成位置（設計位置）からの変位量であって、発光部５における光の出射方向（図６における横方向）に直交する方向への変位量（位置公差）〔μｍ〕である。この変位量としては、レーザ位置決め用凸部１２の中心点についての理想形成位置からの変位量を用いることができる。
【００５７】
また、本実施形態において、（２）式におけるｄ２は、レーザ位置決め用凹部１１についての理想形状（設計形状）からの変形量であって、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する方向への変形量（形状公差）〔μｍ〕である。この変形量としては、レーザ位置決め用凹部１１の半径についての理想半径（設計上の半径）からの変動量を用いることができる。
【００５８】
さらに、本実施形態において、（２）式におけるｄ３は、第１レンズ面２についての理想形成位置（設計位置）からの変位量であって、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する方向への変位量（位置公差）〔μｍ〕である。この変位量としては、第１レンズ面２の中心点についての理想形成位置からの変位量を用いることができる。
【００５９】
さらにまた、本実施形態において、（２）式におけるｄ４は、垂直共振器面発光レーザ７の発光部５についての理想形成位置（設計位置）からの変位量であって、発光部５における光の出射方向（図６における横方向）に直交する方向への変位量（位置公差）〔μｍ〕である。この変位量としては、発光部５の中心点についての理想形成位置からの変位量を用いることができる。
【００６０】
また、本実施形態において、（２）式におけるｄ５は、レーザ位置決め用凹部１１についての理想形成位置（設計位置）からの変位量であって、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する方向への変位量（位置公差）〔μｍ〕である。この変位量としては、レーザ位置決め用凹部１１の中心点についての理想形成位置からの変位量を用いることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態において、（２）式におけるＷは、取り付け位置余裕幅である。すなわち、Ｗは、垂直共振器面発光レーザ７を、その発光部５と光ファイバ８の端面８ａとの間の光結合効率が予め設定された最大効率を示すような光結合素子１への取り付け位置から、最大効率に対する１ｄＢに相当する光結合効率の低下が示されるような取り付け位置まで第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する方向に沿って移動させたと仮定した場合における移動前の取り付け位置と移動後の取り付け位置との間の距離である。この取り付け位置余裕幅は、光結合素子１の使用可能範囲を規定するものである（以下、同様）。
【００６２】
そして、本実施形態における光学素子１は、垂直共振器面発光レーザ７の仕様（光放射角度等）および光ファイバ８の仕様（開口数等）に応じて結合ロスを少なくすることができるβの範囲を（１）式のように規定し、規定されたβの範囲を満足する形状を有するような理想的な（設計上の）光結合素子（以下、理想結合素子と称する）を定め、この理想結合素子に対するシミュレーションによって求められた取り付け位置余裕幅Ｗに対して（２）式の左辺を満足するように製造されるものである。また、垂直共振器面発光レーザ７についても、光結合素子１と相まって（２）式を満足するように製造されるものである。
【００６３】
より具体的には、βの値としては、垂直共振器面発光レーザ７の光放射角度θ１の正弦の絶対値｜ｓｉｎθ１｜と、光ファイバ８の開口数ＮＡｆとの比｜ｓｉｎθ１｜／ＮＡｆを用いることができる。
【００６４】
また、図７は、理想結合素子の取り付け位置余裕幅Ｗを求めるための具体的なシミュレーション結果として、垂直共振器面発光レーザ７の発光部５と直径５０μｍのマルチモード方式の光ファイバ８の端面８ａとの間における理想結合素子を用いた光結合効率のシミュレーション結果を示したものである。
【００６５】
図７における縦軸は、光結合効率を、結合ロス〔ｄＢ〕として示したものであり、また、図７における横軸は、垂直共振器面発光レーザ７を、光結合効率が予め設定された設計上の最大効率となるような光結合素子１への取り付け位置（横軸の原点）から、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する方向（換言すれば、発光部５における光の出射方向に直交する方向）に沿って移動させると仮定した場合における原点からの移動幅〔μｍ〕を示したものである。なお、このシミュレーションの際における光ファイバ８の位置は、ファイバ側の位置決め構造による規格化された位置に固定されているものとする。
【００６６】
図７においては、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１の軸方向をＺ軸方向と仮定した上で、垂直共振器面発光レーザ７を、Ｚ軸方向に直交し、かつ、発光部５の整列方向に平行なＸ軸方向と、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の双方に直交するＹ軸方向とに移動させている。しかし、このようなＸ軸方向およびＹ軸方向の移動に限らず、垂直共振器面発光レーザ７の移動がＺ軸方向に直交する方向に行われるのであれば、図７と同様のシミュレーション結果が得られる。
【００６７】
このシミュレーション結果においては、予め設定された最大効率は、光結合効率１００％からの結合ロスが約０．７５ｄＢとなる効率である。そして、光結合効率が、最大効率から結合ロス１．０ｄＢに相当する効率だけ下がる際の横軸の幅は、１６μｍであり、この幅が取り付け位置余裕幅Ｗとなる。
【００６８】
したがって、例えば、ｄ１＝３μｍ、ｄ２＝１μｍ、ｄ３＝２μｍ、ｄ４＝３μｍ、ｄ５＝５μｍとなるようにすれば、図７に対応した（２）式を満足する光結合素子１および垂直共振器面発光レーザ７が製造されることになる。
【００６９】
そして、このようにして製造された光結合素子１に対する垂直共振器面発光レーザ７の位置決めを行う際には、レーザ位置決め用凹部１１とレーザ位置決め用凸部１２とを互いに嵌合させるだけで、予め設定された最大効率に対する結合ロスが１．０〔ｄＢ〕以内に収まるような高い光結合効率を実現することができる。
【００７０】
なお、図７のシミュレーションにおいては、垂直共振器面発光レーザ７のＺ軸方向の移動は考慮されていない。しかし、このＺ軸方向の移動に関する図８に示すシミュレーション結果によれば、光結合素子１に対する垂直共振器面発光レーザ７の取り付け位置が、最大効率（図８における結合ロス約０．７５ｄＢ）の位置（図８における横軸原点）からＺ軸方向に変位した場合であっても、変位量が１００μｍ以内であれば、最大効率とほぼ同じ光結合効率（図８における縦軸）が得られることになる。このことから、Ｚ軸方向については、垂直共振器面発光レーザ７の取り付け位置がずれることによる光結合効率への影響は少ないとみなすことができる。したがって、Ｚ軸方向への位置決めの精度は、図８の例で言えば、１００μｍ以下に納まれば、調芯を要しないとみなすことができる。このようなＺ軸方向に関する位置決めの精度は、（２）式のような式を規定して厳密な寸法管理の下に実現するようにしてもよいが、そうするまでもなく、この種の光結合素子の製造時に金型に求められる通常の寸法精度によって十分に実現することができる。
【００７１】
したがって、本実施形態においては、光結合素子１に対する垂直共振器面発光レーザ７の位置決めを行う場合には、発光部５における光の出射方向およびこれに直交する方向の調芯を要することなく、レーザ位置決め用凹部１１とレーザ位置決め用凸部１２とを嵌合させる機械的な作業だけて適切な位置決めを行うことができる。
【００７２】
上記構成に加えて、さらに、本実施形態において、光結合素子１の前面１ａには、図１、図４〜図６に示すように、垂直共振器面発光レーザ７の取付の際に半導体基板６に接する接触面１ａ’’’が形成されている。
【００７３】
より具体的には、光結合素子１の前面１ａは、その中央の部分１ａ’がこの部分１ａ’以外の部分から背面１ｃ側（発光部５から離間する方向）に向かって凹入されているとともに、中央の部分１ａ’以外の部分が、面の高さがわずかに異なる内側の部分１ａ”と外側の部分１ａ’’’との２段に分かれており、内側の部分１ａ”は、外側の部分１ａ’’’に対して相対的に面の高さが低く形成されている。
【００７４】
なお、中央の部分１ａ’に第１レンズ面２が形成されていることについては、前述した通りである。また、内側の部分１ａ”は、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する同一平面（仮想平面）上に、中央の部分１ａ’の全周を包囲する枠状に形成されており、この内側の部分１ａ”には、前述したレーザ位置決め用凹部１１が形成されている。
【００７５】
そして、外側の部分１ａ’’’は、第１レンズ面２における光軸ＯＡ１に直交する同一平面（仮想平面）上に、中央の部分１ａ’の全周および内側の部分１ａ”の全周を包囲する枠状に形成されており、この外側の部分１ａ’’’が、接触面１ａ’’’とされている。
【００７６】
そして、垂直共振器面発光レーザ７の取り付けの際には、接触面１ａ’’’における外周縁部と、これに対向する半導体基板６の表面との間に配置される接着剤（例えば、紫外線硬化樹脂等）を介して接触面１ａ’’’と半導体基板６とが接着されることによって、垂直共振器面発光レーザ７の取り付けが行われるようになっている。
【００７７】
このような構成によれば、半導体基板６を、接触面１ａ’’’にがたつきや傾きが無い状態として安定的に接触させながら接着することができるので、このような面の高さが揃った一体の枠状に形成された接触面１ａ’’’の形状によって、半導体基板６の接着の際における作業性および取付精度を確保することができる。この結果、垂直共振器面発光レーザ７の取り付けを簡便かつ適切に行うことができる。
【００７８】
また、このような構成によれば、接触面１ａ’’’の形状によって、半導体基板６の接着の際における第１レンズ面２側への接着剤の流動を抑止することができるので、第１レンズ面２への接着剤の付着を回避することができ、ひいては、光結合効率を維持することができる。
【００７９】
なお、特開２００５−３１５５６号公報の図１２〜１４には、光素子が形成された回路基板を取り付ける際に、光結合素子に形成された４個のスペーサに回路基板を当接させる構成が開示されている。しかし、これらのスペーサは、互いに間隔を設けて形成されているため、本実施形態における一体の枠状の接触面１ａ’’’のように、レンズ面への接着剤の流動を抑止することは困難である。また、これらのスペーサは、個別に寸法管理および成形が必要であるため、製造効率が悪くコストがかかる上に、スペーサの高さが揃わない場合もあるため、基板の取り付けの際に基板のがたつきや傾きが生じやすく、本実施形態における接触面１ａ’’のように垂直共振器面発光レーザ７の取り付けの際における作業性および取付精度を確保することが困難である。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光結合素子および光モジュールの第２実施形態について、図９を参照して説明する。
【００８１】
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、同一の符号を用いて説明する。
【００８２】
本実施形態における光結合素子１の基本構成は、第１実施形態と同様である。ただし、本実施形態における光結合素子１においては、第１実施形態よりも寸法精度を緩くして製造性を向上させる一方で、光電変換装置の調芯を要する場合があったとしても、調芯の労力を最小限に抑えるように工夫されている点で、第１実施形態とは異なっている。
【００８３】
すなわち、本実施形態における光結合素子１は、前述した（１）式に加えて、垂直共振器面発光レーザ７と相まって、次の（３）に示す条件式を満足するように構成されている。
【００８４】
ｄ２＋ｄ５≦２Ｗ （３）
なお、（３）式中の各変数は、第１実施形態における（２）式中の同一の文字で表された変数と同義である。
【００８５】
ここで、垂直共振器面発光レーザ７の調芯は、例えば、垂直共振器面発光レーザ７の各発光部５から出射された各光を、各発光部５にそれぞれ対応する各第１レンズ面２から光結合素子１内に入射させて光結合素子１内を進行させた後に、各第１レンズ面２にそれぞれ対応する各第２レンズ面３から光結合素子１外に出射させ、出射された各光を、各第２レンズ面３にそれぞれ対応するフォトディテクタの各受光部によって検出しつつ行うことになる。
【００８６】
この際に、フォトディテクタは、通常は、結合ロスが１５ｄＢ以内に収まる光を確実に検出することができる。
【００８７】
そして、図７に示すように、（３）式の右辺に示す２Ｗに対応する点における結合ロスは、ほぼ１５ｄＢになる。
【００８８】
また、図９に示すように、互いに隣接するレンズ面２（３）同士の中心間距離は、通常は２Ｗ（図７の場合には、約３２μｍ）よりも大きく取られる。
【００８９】
したがって、仮に、レーザ位置決め用凹部１１に、理想形状に対する変形および理想形成位置に対する変位が生じていたとしても、これらの総和を２Ｗ以下に納めることができれば、垂直共振器面発光レーザ７を発光部５における光の出射方向に直交する方向に調芯する際に、フォトディテクタが、受光部に本来受光されるべき光のみを確実に検出することができる。
【００９０】
すなわち、（３）式を満たせば、任意の一対の第１レンズ面２および第２レンズ面３を通る光が、これに隣接する他の一対の第１レンズ面２および第２レンズ面３を通る光であると誤認されることを防止することができ、これにより、例えば、１つのレンズ面２（３）の分だけ発光部５における光の出射方向に直交する方向にずれた調芯がなされるようなことを回避することができる。
【００９１】
この結果、複数対の第１レンズ面２および第２レンズ面３のうちの一対の第１レンズ面２および第２レンズ面３を通る光のみを検出しながら調芯を行えば済むため、垂直共振器面発光レーザ７の調芯を最小限の労力によって行うことができる。
【００９２】
なお、本実施形態においても、Ｚ軸方向の調芯を要しないことは、第１実施形態と同様である。
【００９３】
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、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００９４】
例えば、前述した各実施形態においては、光電変換装置側の位置決め構造を凸形状（レーザ位置決め用凸部１２）とし、光結合素子側の位置決め構造を凹形状（レーザ位置決め用凹部１１）としていたが、両者の凹凸形状を互いに逆転させるようにしてもよい。
【００９５】
また、光電変換装置として、光電変換素子としての光の受光を行う受光部を備えたフォトディテクタを用いるようにしてもよい。
【００９６】
さらに、図１０および図１１に示すように、必要に応じて、レーザ位置決め用凹部１１を、平面四角形（例えば、平面正方形）の角穴状に形成し、レーザ位置決め用凸部１２（図示せず）を、この角穴状のレーザ位置決め用凹部１１に嵌合する平面四角形の角柱状に形成してもよい。このような形状にレーザ位置決め用凹部１１およびレーザ位置決め用凸部１２を形成すれば、レーザ位置決め用凹部１１とレーザ位置決め用凸部１２とを互いに嵌合させた際に両者１１、１２の間に第１レンズ面２における光軸ＯＡ１（図６参照）に直交する方向への相対的な移動が生じたとしても、移動方向をＸ軸方向およびＹ軸方向の２方向に規制することができる。したがって、垂直共振器面発光レーザ７の位置決めがさらに容易になる。なお、図１０および図１１におけるレーザ位置決め用凹部１１は、その底面が平坦面ではなく凹の曲面に形成されているが、このような構成に限る必要はなく、底面が平坦面であってもよい。
【００９７】
さらにまた、図１０および図１１に示すように、光ファイバ側の規格等の事情に応じて、ファイバ位置決め用凸部１４を、平面四角形の角柱状に形成し、ファイバ位置決め用凹部１５（図示せず）を、この角柱状のレーザ位置決め用凹部１１に嵌合する平面四角形の角穴状に形成してもよい。このような形状にファイバ位置決め用凸部１４およびファイバ位置決め用凹部１５を形成すれば、前述したレーザ位置決め用凹部１１およびレーザ位置決め用凸部１２の場合と同様の理由により、光ファイバ８の位置決めがさらに容易になる。なお、図１０および図１１におけるファイバ位置決め用凸部１４は、その先端部端面が平坦面ではなく凸の曲面に形成されている。
【００９８】
また、本発明は、図１２および図１３に示すような第１レンズ面２と第２レンズ面３とが同一軸ＯＡ上に配置された反射面１０（図４参照）を有しない光結合素子１に適用してもよい。より具体的には、図１２および図１３に示す光結合素子１は、第２レンズ面３が、光結合素子１の背面１ｃにおける第１レンズ面２に光軸ＯＡ方向において対向する凹入部の底面１ｃ’に形成されている。また、図１２および図１３に示す光結合素子１は、その光電変換装置の位置決め構造２０および光ファイバの位置決め構造２１が、ともに、平面四角形の角柱状に形成されている。この位置決め構造２０、２１の形状は、図１１に示したファイバ位置決め用凸部１４と同様である。
【００９９】
さらに、本発明は、図１４および図１５に示すように、第１レンズ面２と第２レンズ面３とが同一軸ＯＡ上に配置された反射面１０（図４参照）を有しない光結合素子１であって、その光電変換装置の位置決め構造２０と光ファイバの位置決め構造２１とが、互いに同一の開孔部（図１４および図１５における平面円形の開孔部）に形成されたものにも適用することもできる。
【０１００】
さらに、本発明は、発光部５に隣接する位置に図示しない受光部が形成された光結合素子に適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係る光結合素子の第１実施形態を示す正面図
【図２】図１の平面図
【図３】図１の背面図
【図４】図１の右側面図
【図５】図１のＡ−Ａ断面図
【図６】本発明に係り光モジュールの実施形態を示す分解図
【図７】本発明に係る光結合素子の第１実施形態において、取り付け位置余裕幅を求めるための光結合効率のシミュレーション結果を示すグラフ
【図８】本発明に係る光結合素子の実施形態において、Ｚ軸方向の調芯を要しないことを説明するためのグラフ
【図９】本発明に係る光結合素子の第２実施形態において、各レンズ面と、各発光部からの出射光の光結合効率との位置関係を説明するための説明図
【図１０】本発明に係る光結合素子の実施形態における第１の変形例を示す正面図
【図１１】図１０の右側面図
【図１２】本発明に係る光結合素子の実施形態における第２の変形例を示す正面図
【図１３】図１２の右側面図
【図１４】本発明に係る光結合素子の実施形態における第３の変形例を示す正面図
【図１５】図１４の右側面図
【符号の説明】
【０１０２】
１  光結合素子
１ａ  前面
１ｂ  上面
２  第１レンズ面
３  第２レンズ面
４  光モジュール
５  発光部
７  垂直共振器面発光レーザ
８  光ファイバ
８ａ  端面
１１  レーザ位置決め用凹部
１２  レーザ位置決め用凸部
【図１】
0005550221.tif 000002
【図２】
0005550221.tif 000003
【図３】
0005550221.tif 000004
【図４】
0005550221.tif 000005
【図５】
0005550221.tif 000006
【図６】
0005550221.tif 000007
【図７】
0005550221.tif 000008
【図８】
0005550221.tif 000009
【図９】
0005550221.tif 000010
【図１０】
0005550221.tif 000011
【図１１】
0005550221.tif 000012
【図１２】
0005550221.tif 000013
【図１３】
0005550221.tif 000014
【図１４】
0005550221.tif 000015
【図１５】
0005550221.tif 000016