(57)【要約】【課題】モニタ光を確実に得ることができるとともに製造の容易化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。【解決手段】第１のレンズ面１１に入射した各発光素子ごとの光を、第１の光学面１４ａと第１のプリズム面１６ａとの間の反射／透過層１７によって第２のレンズ面１２側および第３のレンズ面１３側にそれぞれ分光し、第３のレンズ面１３側に分光された光に含まれるモニタ光を、第３のレンズ面１３によって受光素子８側に出射させるとともに、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを同一線上に位置させること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、
この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、
前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第２の光学面と、
前記凹部がなす空間内に配置され、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に近接する位置に配置された第１のプリズム面と、
前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の光学面に対して平行に配置された第２のプリズム面と、
前記第１の光学面と前記第１のプリズム面との間に介在され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、
前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間に充填された所定の屈折率の充填材と
を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記反射／透過層は、前記第１のプリズム面または前記第１の光学面にコーティング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】
前記充填材は、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または２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
前記レンズアレイ本体における前記第１のレンズ面と前記第１の光学面との間の前記複数の発光素子ごとの光の光路上に配置され、前記第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記第１の光学面に向けて全反射させる全反射面を備えたこと
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１の面と前記第２の面とが互いに垂直に形成され、
前記凹部が、前記レンズアレイ本体における前記第１の面に対向する第３の面に形成され、
前記全反射面は、その前記第３の面側の端部がその前記第１の面側の端部よりも前記凹部側に位置するような前記第１の面を基準とした４５°の傾斜角を有するように形成され、
前記第１の光学面は、その前記第３の面側の端部がその前記第１の面側の端部よりも前記全反射面側に位置するような前記第１の面を基準とした４５°の傾斜角を有するように形成され、
前記第１のレンズ面上の光軸および前記第３のレンズ面上の光軸が、前記第１の面に垂直に形成され、
前記第２のレンズ面上の光軸が、前記第２の面に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項４に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、
この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、
前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第２の光学面と、
前記凹部がなす空間内に配置され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第１のプリズム面と、
前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して平行に配置された第２のプリズム面と、
前記第１のプリズム面上に形成され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、
前記第１の光学面と前記反射／透過層との間に充填された前記プリズムと同屈折率の充填材と
を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項７】
前記充填材は、前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間にも充填されていること
を特徴とする請求項６に記載のレンズアレイ。
【請求項８】
複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、
この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、
前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第２の光学面と、
前記凹部がなす空間内に配置され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第１のプリズム面と、
前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第２のプリズム面と、
前記第１のプリズム面上に形成され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、
前記第１の光学面と前記反射／透過層との間および前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間に充填された前記プリズムと同屈折率の充填材と
を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項９】
複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、
この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して所定の僅かな傾斜角を有するように形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、
前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して所定の僅かな傾斜角を有するように形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第２の光学面と、
前記凹部がなす空間内に配置され、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第１のプリズム面と、
前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第２のプリズム面と、
前記第１のプリズム面上に形成され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、
前記第１の光学面と前記反射／透過層との間および前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間に充填された前記プリズムと同屈折率の充填材と
を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項１０】
前記光伝送体が、前記レンズアレイ本体に向けて光を出射させるように形成され、
前記第２のレンズ面に、前記光伝送体から出射された光が入射するように形成され、
前記光電変換装置が、前記光伝送体から出射された光を受光する第２の受光素子を備え、
前記第１の面における前記第２の受光素子に臨む位置に、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記光伝送体から出射された光を、前記第２の受光素子に向けて出射させる第４のレンズ面が形成され、
前記第２のプリズム面上に、前記第２のレンズ面に入射した前記光伝送体から出射された光を、所定の反射率で前記第４のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で透過させる第２の反射／透過層が形成されていること
を特徴とする請求項８または９に記載のレンズアレイ。
【請求項１１】
前記第２の反射／透過層は、前記第２のプリズム面にコーティングされていることを特徴とする請求項１０に記載のレンズアレイ。
【請求項１２】
前記光伝送体の近傍に、前記レンズアレイ本体に向けて光を出射させる第２の光伝送体が配置され、
前記光電変換装置が、前記第２の光伝送体から出射された光を受光する第２の受光素子を備え、
前記第２の面における前記第２のレンズ面に対してこれの整列方向に直交する方向において隣位する位置であって、前記第２の光伝送体の端面に臨む位置に、前記第２の光伝送体から出射された光が入射する第５のレンズ面が形成され、
前記第１の面における前記第２の受光素子に臨む位置に、前記第５のレンズ面に入射した光を前記第２の受光素子に向けて出射させる第４のレンズ面が形成され、
前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上であって前記凹部よりも前記第２の面側に位置する第２の凹部が凹入形成され、
前記第２の凹部における内面は、
前記第５のレンズ面に入射した光を前記第４のレンズ面側に全反射させる第２の全反射面と、
前記第２の面に対して平行に形成され、前記第２の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第３の光学面と、
前記第２の面に対して平行に形成され、前記第３の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第４の光学面と
を有す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１３】
前記光電変換装置が、前記第２の受光素子を複数備えており、
前記レンズアレイ本体には、前記第５のレンズ面および前記第４のレンズ面が、前記複数の第２の受光素子に対応するように前記第２のレンズ面の整列方向に沿って複数整列形成されていること
を特徴とする請求項１２に記載のレンズアレイ。
【請求項１４】
前記反射／透過層は、前記第１のプリズム面にコーティングされていることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１５】
前記充填材は、透光性の接着材からなり、
前記プリズムは、前記充填材によって前記凹部に接着されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１６】
請求項１〜１５に記載のレンズアレイと、これに対応する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、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】
この種の光モジュールにおいては、発光素子から出射された通信情報を含む光を、レンズを介して光伝送体の一例としての光ファイバの端面に結合させることによって、光ファイバを介した通信情報の送信を行うようになっていた。
【０００５】
また、光モジュールの中には、双方向通信に対応すべく、光ファイバを介して伝搬されて光ファイバの端面から出射された通信情報を含む光を受光する受光素子を発光素子とともに備えたものもあった。
【０００６】
ここで、従来から、このような光モジュールにおいては、温度等の影響によって発光素子の光の出力特性が変化することにより、通信情報の適切な送信に支障を来たす虞があるといった問題が生じていた。
【０００７】
そこで、これまでにも、この種の光モジュールにおいては、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）するための種々の技術が提案されていた。
【０００８】
例えば、特許文献１には、レンズ面（透過面部）の周辺に発光素子から発光された光の一部をモニタ光として受光素子側に反射させるための反射面（反射面部）を備えた光学素子が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、面発光レーザから出射されたレーザ光を光ファイバ側に全反射させる全反射ミラーと、面発光レーザから出射されたレーザ光の一部をモニタ光としてＰＤ側に反射させる切り欠き部とが連設された光学面を備えた光学ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１５１８９４号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４９１５号公報（特に、図１６Ａ、Ｂ参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の構成には、マルチチャンネルの光通信をコンパクトな構成で実現しようとする場合に有効に適用することが難しいといった問題点があった。すなわち、近年においては、マルチチャンネルの光通信を実現させる小型の光学部品として、複数のレンズを所定の整列方向に整列させたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。この種のレンズアレイでは、複数の発光素子が整列された発光装置を、その各発光素子がレンズアレイの入射側の各レンズ面に対向するように配置するとともに、複数の光ファイバをレンズアレイの出射側の各レンズ面に対向するように配置して、各発光素子から出射された光をレンズアレイの各レンズによって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通信（送信）を行うようになっていた。そして、このようなレンズアレイにおいても、発光素子から出射された光をモニタすることは光通信の安定性を確保する観点から非常に重要であるところ、このようなレンズアレイは、各レンズの１つ１つが非常に小径に形成されているばかりでなく、互いに隣位する各レンズ同士が非常に狭ピッチに形成されているため、特許文献１に記載の構成をレンズアレイに適用してレンズの周辺にモニタ光を反射させるための反射面を形成することは困難であった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の構成は、全反射ミラーと切り欠き部との境界の位置精度が要求されるため、製造が困難であるといった問題点を有していた。
【００１３】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、モニタ光を確実に得ることができるとともに製造の容易化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】
【００１４】
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、複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第２の光学面と、前記凹部がなす空間内に配置され、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に近接する位置に配置された第１のプリズム面と、前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の光学面に対して平行に配置された第２のプリズム面と、前記第１の光学面と前記第１のプリズム面との間に介在され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間に充填された所定の屈折率の充填材とを備えた点にある。
【００１５】
そして、この請求項１に係る発明によれば、第１のレンズ面に入射した各発光素子ごとの光を、第１の光学面と第１のプリズム面との間の反射／透過層によって第２のレンズ面側および第３のレンズ面側にそれぞれ分光し、第３のレンズ面側に分光されたモニタ光を、第３のレンズ面によって受光素子側に出射させることができるので、モニタ光を確実に得ることができ、また、このようなモニタ光を得るための構成として、ある程度の面積を有する平板状の反射／透過層を採用することによって、レンズアレイの製造の容易化を実現することができる。また、プリズムをレンズアレイ本体と同屈折率に形成することで、プリズム内での各発光素子ごとの光の光路を第２の面に対して垂直に維持することができ、さらに、プリズム内を進行した各発光素子ごとの光を第２のプリズム面および第２の光学面に順次垂直入射させることができるので、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。これにより、製品検査の際に第２のレンズ面に入射する光が第２の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少なくすることができ、更なる製造の容易化に寄与することができる。
【００１６】
その他にも、請求項１に係る発明によれば、第２の光学面を第２の面に平行に形成することによって、第２の光学面の設計および寸法精度の測定を簡便化することができる。さらにまた、例えば、レンズアレイ本体を射出成形する場合における金型からのレンズアレイ本体の離型時等において、第２の光学面にキズが形成された場合であっても、第２の光学面と第２のプリズム面との間に充填された充填材によって、第２の光学面のキズを原因とした反射光や散乱光の発生を抑制することができる。これにより、製造および取り扱い（例えば、寸法精度測定）の容易化と、反射／散乱光に起因する迷光の発生および結合効率の低下を抑制することによる光学性能の確保とを両立させることができる。
【００１７】
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、前記反射／透過層は、前記第１のプリズム面または前記第１の光学面にコーティングされている点にある。
【００１８】
そして、この請求項２に係る発明によれば、反射／透過層の構成を簡素化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。また、反射／透過層をコーティングによって十分に薄くすることができるので、各発光素子ごとの光が反射／透過層を透過する際の屈折を無視することができ、プリズムに対する入射の前後における光の直進性を確保することができる。これにより、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを確実に同一線上に位置させることができ、更なる製造の容易化に寄与することができる。
【００１９】
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、前記充填材は、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。
【００２０】
そして、この請求項３に係る発明によれば、第２のプリズム面と充填材との界面におけるフレネル反射および充填材と第２の光学面との界面におけるフレネル反射を抑制することができるので、迷光および結合効率の低下を更に確実に抑制することができる。
【００２１】
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、前記レンズアレイ本体における前記第１のレンズ面と前記第１の光学面との間の前記複数の発光素子ごとの光の光路上に配置され、前記第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記第１の光学面に向けて全反射させる全反射面を備えた点にある。
【００２２】
そして、この請求項４に係る発明によれば、第１のレンズ面と第３のレンズ面とを光電変換素装置に臨む同一の面（第１の面）に配置することを前提として、第１のレンズ面に入射した各発光素子ごとの光を凹部側に進行させる上で無理のないコンパクトな設計が可能となる。
【００２３】
また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項４において、更に、前記第１の面と前記第２の面とが互いに垂直に形成され、前記凹部が、前記レンズアレイ本体における前記第１の面に対向する第３の面に形成され、前記全反射面は、その前記第３の面側の端部がその前記第１の面側の端部よりも前記凹部側に位置するような前記第１の面を基準とした４５°の傾斜角を有するように形成され、前記第１の光学面は、その前記第３の面側の端部がその前記第１の面側の端部よりも前記全反射面側に位置するような前記第１の面を基準とした４５°の傾斜角を有するように形成され、前記第１のレンズ面上の光軸および前記第３のレンズ面上の光軸が、前記第１の面に垂直に形成され、前記第２のレンズ面上の光軸が、前記第２の面に垂直に形成されている点にある。
【００２４】
そして、この請求項５に係る発明によれば、レンズアレイ本体の形状を、設計および寸法精度の測定の更なる簡便化に適した形状にすることができる。
【００２５】
さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第２の光学面と、前記凹部がなす空間内に配置され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第１のプリズム面と、前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して平行に配置された第２のプリズム面と、前記第１のプリズム面上に形成され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、前記第１の光学面と前記反射／透過層との間に充填された前記プリズムと同屈折率の充填材とを備えた点にある。
【００２６】
そして、この請求項６に係る発明によれば、第１のレンズ面に入射した各発光素子ごとの光を、第１のプリズム面上の反射／透過層によって第２のレンズ面側および第３のレンズ面側にそれぞれ分光し、第３のレンズ面側に分光されたモニタ光を、第３のレンズ面によって受光素子側に出射させることができるので、モニタ光を確実に得ることができ、また、このようなモニタ光を得るための構成として、ある程度の面積を有する反射／透過層を採用することによって、レンズアレイの製造の容易化を実現することができる。また、第１の光学面を第２の面に対して平行に形成するとともに、プリズムを充填材と同屈折率に形成することで、充填材内およびプリズム内での各発光素子ごとの光の光路を第２の面に対して垂直に維持することができ、さらに、充填材内およびプリズム内を進行した各発光素子ごとの光を第２のプリズム面および第２の光学面に順次垂直入射させることができるので、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。これにより、製品検査の際に第２のレンズ面に入射する光が第２の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少なくすることができ、更なる製造の容易化に寄与することができる。
【００２７】
この他にも、請求項６に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面を第２の面に平行に形成することによって、第１の光学面および第２の光学面の設計および寸法精度の測定を簡便化することができる。また、その一方で、例えば、レンズアレイ本体を射出成形する場合における金型からのレンズアレイ本体の離型時等において、第１の光学面にキズが形成された場合であっても、第１の光学面と反射／透過層との間に充填された充填材によって、第１の光学面のキズを原因とした反射光や散乱光の発生を抑制することができる。
【００２８】
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、前記充填材は、前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間にも充填されている点にある。
【００２９】
そして、この請求項７に係る発明によれば、例えば、レンズアレイ本体を射出成形する場合における金型からのレンズアレイ本体の離型時等において、第２の光学面にキズが形成された場合であっても、第２の光学面と第２のプリズム面との間に充填された充填材によって、第２の光学面のキズを原因とした反射光や散乱光の発生を抑制することができる。
【００３０】
また、請求項８に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第２の光学面と、前記凹部がなす空間内に配置され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第１のプリズム面と、前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第２のプリズム面と、前記第１のプリズム面上に形成され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、前記第１の光学面と前記反射／透過層との間および前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間に充填された前記プリズムと同屈折率の充填材とを備えた点にある。
【００３１】
そして、この請求項８に係る発明によれば、第１のレンズ面に入射した各発光素子ごとの光を、第１のプリズム面上の反射／透過層によって第２のレンズ面側および第３のレンズ面側にそれぞれ分光し、第３のレンズ面側に分光されたモニタ光を、第３のレンズ面によって受光素子側に出射させることができるので、モニタ光を確実に得ることができ、また、このようなモニタ光を得るための構成として、ある程度の面積を有する反射／透過層を採用することによって、レンズアレイの製造の容易化を実現することができる。また、第１の光学面を第２の面に対して平行に形成するとともに、プリズムを充填材と同屈折率に形成することで、充填材内およびプリズム内での各発光素子ごとの光の光路を第２の面に対して垂直に維持することができ、さらに、充填材内およびプリズム内を進行した各発光素子ごとの光を第２の光学面に垂直入射させることができるので、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。これにより、製品検査の際に第２のレンズ面に入射する光が第２の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少なくすることができ、更なる製造の容易化に寄与することができる。
【００３２】
この他にも、請求項８に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面を第２の面に平行に形成することによって、第１の光学面および第２の光学面の設計および寸法精度の測定を簡便化することができる。また、その一方で、例えば、レンズアレイ本体を射出成形する場合における金型からのレンズアレイ本体の離型時等において、第１の光学面および第２の光学面にキズが形成された場合であっても、第１の光学面と反射／透過層との間および第２の光学面と第２のプリズム面との間に充填された充填材によって、第１の光学面および第２の光学面のキズを原因とした反射光や散乱光の発生を抑制することができる。
【００３３】
さらに、請求項９に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子が整列形成されるとともに前記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、レンズアレイ本体における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発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、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイ本体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、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、前記レンズアレイ本体における前記第１の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面と、前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成された凹部と、この凹部における内面の一部をなすとともに、前記第２の面に対して所定の僅かな傾斜角を有するように形成され、前記複数の第１のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第１の光学面と、前記凹部における内面の一部であって前記第１の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第２の面に対して所定の僅かな傾斜角を有するように形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の面に対して垂直な入射方向から入射する第２の光学面と、前記凹部がなす空間内に配置され、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成され、前記第１の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムにおける表面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第１のプリズム面と、前記プリズムにおける表面の一部であって前記第１のプリズム面に対向する部位をなすとともに、前記第２の光学面に臨む位置に前記第２の面に対して所定の傾斜角を有するように配置された第２のプリズム面と、前記第１のプリズム面上に形成され、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プリズム側に透過させ、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反射させる反射／透過層と、前記第１の光学面と前記反射／透過層との間および前記第２の光学面と前記第２のプリズム面との間に充填された前記プリズムと同屈折率の充填材とを備えたことを特徴としている。
【００３４】
そして、この請求項９に係る発明によれば、第１のレンズ面に入射した各発光素子ごとの光を、第１のプリズム面上の反射／透過層によって第２のレンズ面側および第３のレンズ面側にそれぞれ分光し、第３のレンズ面側に分光されたモニタ光を、第３のレンズ面によって受光素子側に出射させることができるので、モニタ光を確実に得ることができ、また、このようなモニタ光を得るための構成として、ある程度の面積を有する反射／透過層を採用することによって、レンズアレイの製造の容易化を実現することができる。また、プリズムおよび充填材をレンズアレイ本体と同屈折率に形成することで、充填材内およびプリズム内での各発光素子ごとの光の光路を第２の面に対して垂直に維持することができ、さらに、充填材内およびプリズム内を進行した各発光素子ごとの光の第２の光学面における屈折を抑制することができるので、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。これにより、製品検査の際に第２のレンズ面に入射する光が第２の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少なくすることができ、更なる製造の容易化に寄与することができる。
【００３５】
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８または９において、更に、前記光伝送体が、前記レンズアレイ本体に向けて光を出射させるように形成され、前記第２のレンズ面に、前記光伝送体から出射された光が入射するように形成され、前記光電変換装置が、前記光伝送体から出射された光を受光する第２の受光素子を備え、前記第１の面における前記第２の受光素子に臨む位置に、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記光伝送体から出射された光を、前記第２の受光素子に向けて出射させる第４のレンズ面が形成され、前記第２のプリズム面上に、前記第２のレンズ面に入射した前記光伝送体から出射された光を、所定の反射率で前記第４のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で透過させる第２の反射／透過層が形成されている点にある。
【００３６】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、第２の反射／透過層および第４のレンズ面によって光伝送体から出射された光を第２の受光素子に結合させることができるので、簡易な構成によって双方向の光通信（例えば、ＢｉＤｉ：bi-directional）にも対応することができ、利便性を向上させることができる。
【００３７】
また、請求項１１に係るレンズアレイの特徴は、請求項１０において、更に、前記第２の反射／透過層は、前記第２のプリズム面にコーティングされている点にある。
【００３８】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、第２の反射／透過層の構成を簡素化することによって更なる製造の容易化を実現することができるとともに、第２の反射／透過層を十分に薄くして第２の反射／透過層の透過の前後における各発光素子ごとの光の直進性を確保することによって、双方向の光通信を実現しつつも、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを確実に同一線上に位置させることができる。
【００３９】
さらに、請求項１２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、前記光伝送体の近傍に、前記レンズアレイ本体に向けて光を出射させる第２の光伝送体が配置され、前記光電変換装置が、前記第２の光伝送体から出射された光を受光する第２の受光素子を備え、前記第２の面における前記第２のレンズ面に対してこれの整列方向に直交する方向において隣位する位置であって、前記第２の光伝送体の端面に臨む位置に、前記第２の光伝送体から出射された光が入射する第５のレンズ面が形成され、前記第１の面における前記第２の受光素子に臨む位置に、前記第５のレンズ面に入射した光を前記第２の受光素子に向けて出射させる第４のレンズ面が形成され、前記レンズアレイ本体に、前記第１のレンズ面と前記第２のレンズ面とを結ぶ光路上であって前記凹部よりも前記第２の面側に位置する第２の凹部が凹入形成され、前記第２の凹部における内面は、前記第５のレンズ面に入射した光を前記第４のレンズ面側に全反射させる第２の全反射面と、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第２の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第３の光学面と、前記第２の面に対して平行に形成され、前記第３の光学面に入射した後に前記第２のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が垂直入射する第４の光学面とを有する点にある。
【００４０】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、第２の光伝送体から出射された光を、第５のレンズ面、第２の全反射面および第４のレンズ面によって第２の受光素子に結合させることができるので、光信号の受信にも対応することができ、その一方で、第２の凹部における第３の光学面および第４の光学面が、第２の光学面と第２の面との間の光路上を進行する各発光素子ごとの光を屈折させることはないため、光信号を受信するための構成が光信号の送信に与える影響を極力抑えることができる。
【００４１】
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１２において、更に、前記光電変換装置が、前記第２の受光素子を複数備えており、前記レンズアレイ本体には、前記第５のレンズ面および前記第４のレンズ面が、前記複数の第２の受光素子に対応するように前記第２のレンズ面の整列方向に沿って複数整列形成されている点にある。
【００４２】
そして、この請求項１３に係る発明によれば、多チャンネルの光信号の受信に対応することができ、利便性をさらに向上させることができる。
【００４３】
また、請求項１４に係るレンズアレイの特徴は、請求項６〜１３のいずれか１項において、前記反射／透過層は、前記第１のプリズム面にコーティングされている点にある。
【００４４】
そして、この請求項１４に係る発明によれば、反射／透過層の構成を簡素化することによって更なる製造の容易化を実現することができるとともに、反射／透過層を十分に薄くして反射／透過層の透過の前後における光の直進性を確保することによって、第１の光学面に対する入射側の光路と第２の光学面に対する出射側の光路とを確実に同一線上に位置させることができる。
【００４５】
さらに、請求項１５に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１４のいずれか１項において、更に、前記充填材は、透光性の接着材からなり、前記プリズムは、前記充填材によって前記凹部に接着されている点にある。
【００４６】
そして、この請求項１５に係る発明によれば、充填材が、プリズムをレンズアレイ本体に接着する接着材を兼ねることができるので、コストを削減することができる。
【００４７】
さらにまた、請求項１６に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のレンズアレイと、これに対応する光電変換装置とを備えた点にある。
【００４８】
そして、この請求項１６に係る発明によれば、モニタ光を確実に得ることができるとともに製造の容易化を実現することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、モニタ光を確実に得ることができるとともに製造の容易化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】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実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図２】図１に示すレンズアレイの平面図
【図３】図１に示すレンズアレイの左側面図
【図４】図１に示すレンズアレイの右側面図
【図５】図１に示すレンズアレイの下面図
【図６】第１実施形態の変形例を示す概略構成図
【図７】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２実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図８】図７に示すレンズアレイの平面図
【図９】図８の左側面図
【図１０】図８の右側面図
【図１１】図８の下面図
【図１２】第２実施形態の変形例を示す概略構成図
【図１３】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３実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図１４】図１３に示すレンズアレイの平面図
【図１５】図１４の右側面図
【図１６】第３実施形態の第１の変形例を示す概略構成図
【図１７】第３実施形態の第２の変形例を示す概略構成図
【図１８】本発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの第４実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図１９】第４実施形態の変形例を示す概略構成図
【図２０】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５実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図２１】第５実施形態の変形例を示す概略構成図
【図２２】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６実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図２３】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７実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図２４】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８実施形態において、光モジュールの概要をレンズアレイの縦断面図とともに示す概略構成図
【図２５】図２４に示すレンズアレイの平面図
【図２６】図２４に示すレンズアレイの左側面図
【図２７】図２４に示すレンズアレイの下面図
【図２８】第８実施形態の変形例を示す概略構成図
【図２９】レンズアレイの他の形態を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００５１】
（第１実施形態）
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６を参照して説明する。
【００５２】
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。図２は、図１に示すレンズアレイ２の平面図である。図３は、図１に示すレンズアレイ２の左側面図である。図４は、図１に示すレンズアレイ２の右側面図である。図５は、図１に示すレンズアレイ２の下面図である。
【００５３】
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。
【００５４】
ここで、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Ｌ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、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）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沿って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の左部近傍位置に、各発光素子７からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌ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。さらに、図示はしないが、光電変換装置３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Ｌ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３は、例えば、図示しないレンズアレイ２への当接部をレンズアレイ２に当接させるようにして、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、公知の固定手段によってレンズアレイ２に取付けられるようになっている。
【００５５】
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において、各光ファイバ５は、図１における紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、光ファイバ５は、発光素子７と同一ピッチで整列されている。各光ファイバ５は、その端面５ａ側の部位が多芯一括型のコネクタ１０内に保持された状態で公知の固定手段によってレンズアレイ２に取付けられるようになっている。
【００５６】
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。
【００５７】
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、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、その縦断面の外形がほぼ台形状に形成され、また、図２に示すように、その平面形状がほぼ長方形状に形成され、さらに、図３および図４に示すように、その側面形状が長方形状に形成されている。
【００５８】
図１および図５に示すように、レンズアレイ２は、第１の面としてのレンズアレイ本体４における光電変換素装置３に臨む図１の下端面４ａ（平面）に、発光素子７と同数の複数（８個）の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１１を有している。これら複数の第１のレンズ面１１は、発光素子７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５における縦方向）に整列するように形成されている。また、各第１のレンズ面１１は、発光素子７と同一ピッチで形成されている。さらに、図１に示すように、各第１のレンズ面１１上の光軸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Ｌの中心軸に一致している。
【００５９】
このような各第１のレンズ面１１には、図１に示すように、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Ｌ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Ｌをそれぞれコリメートした上でレンズアレイ本体４の内部へと進行させる。
【００６０】
また、図１および図３に示すように、レンズアレイ２は、第２の面としてのレンズアレイ本体４における光ファイバ５の端面に臨む図１の左端面４ｂ（平面）に、第１のレンズ面１１と同数の複数の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２を有している。これら複数の第２のレンズ面１２は、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。各第２のレンズ面１２は、第１のレンズ面１１と同一ピッチで形成されている。なお、各第２のレンズ面１２上の光軸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していることが望ましい。
【００６１】
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本体４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Ｌが、その中心軸を各第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）と一致させた状態でそれぞれ入射する。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Ｌを、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に向けてそれぞれ出射させる。
【００６２】
このようにして、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ようになっている。
【００６３】
さらに、図１および図５に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ａにおける第１のレンズ面１１に対する図１の左部近傍位置には、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）の第３のレンズ面１３が形成されている。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、各受光素子８と同一ピッチで形成されている。なお、各第３のレンズ面１３上の光軸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。
【００６４】
このような各第３のレンズ面１３には、図１に示すように、レンズアレイ本体４の内部側から各第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが入射する。そして、各第３のレンズ面１３は、入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを、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。
【００６５】
さらにまた、図１および図４に示すように、レンズアレイ本体４は、図１における右上端部に、全反射面４ｄを有しており、この全反射面４ｄは、その上端部がその下端部よりも図１における左側（すなわち、後述する凹部１４側）に位置するような傾斜面に形成されている。この全反射面４ｄは、第１のレンズ面１１と後述する凹部１４の第１の光学面１４ａとの間の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの光路上に配置されている。
【００６６】
このような全反射面４ｄ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Ｌが、図１における下方から臨界角以上の入射角で入射する。そして、全反射面４ｄは、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、図１における左側に向かって全反射させる。
【００６７】
なお、全反射面４ｄ上に、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等からなる反射膜をコーティングしてもよい。
【００６８】
また、図１および図２に示すように、第３の面としてのレンズアレイ本体４における図１の上端面４ｃ（平面）には、凹部１４が、第１のレンズ面１１と第２のレンズ面１２とを結ぶ光路上に位置するように凹入形成されている。なお、上端面４ｃは、下端面４ａに対して平行に形成されている。
【００６９】
ここで、図１に示すように、凹部１４は、その内面の一部（凹部１４の図１における右側面）をなす第１の光学面１４ａを有している。この第１の光学面１４ａは、その上端部がその下端部よりも図１における右側（すなわち、全反射面４ｄ側）に位置するような左端面４ｂに対して所定の傾斜角を有する傾斜面に形成されている。
【００７０】
このような第１の光学面１４ａには、図１に示すように、全反射面４ｄによって全反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが、所定の入射角で入射する。ただし、この入射角（換言すれば、入射方向）は、左端面４ｂに対して垂直な角度（入射方向）となっている。
【００７１】
また、図１に示すように、凹部１４は、その内面の一部であって、第１の光学面１４ａに対して図１の左方において対向する部位（凹部１４の図１における左側面）をなす第２の光学面１４ｂを有しており、この第２の光学面１４ｂは、左端面４ｂに対して平行に形成されている。
【００７２】
このような第２の光学面１４ｂには、図１に示すように、第１の光学面１４ａに入射した後に各第２のレンズ面１２側に向かって進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが垂直入射する。そして、第２の光学面１４ｂは、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを垂直に透過させる。
【００７３】
さらに、図１に示すように、凹部１４がなす空間内には、縦断面台形状のプリズム１６が配置されており、このプリズム１６は、レンズアレイ本体４と同一の屈折率に形成されている。なお、プリズム１６は、レンズアレイ本体４と同一の材料（例えば、ポリエーテルイミド等の樹脂材料）によって形成してもよい。例えば、レンズアレイ本体４とプリズム１６とをポリエーテルイミドとしてのSABIC社製Ultem（登録商標）によって形成した場合には、レンズアレイ本体４およびプリズム１６の屈折率は、波長８５０nmの光について１．６４となる。この他にも、レンズアレイ本体４とプリズム１６とを、環状オレフィン樹脂としてのＪＳＲ社製のARTON（登録商標）によって形成した場合には、波長８５０ｎｍの光についての屈折率が１．５０となる。
【００７４】
ここで、図１に示すように、プリズム１６は、その表面の一部（プリズム１６の図１における右側面）をなす第１のプリズム面１６ａを有しており、この第１のプリズム面１６ａは、第１の光学面１４ａに近接する位置に配置されている。なお、第１のプリズム面１６ａは、第１の光学面１４ａに対して平行に配置されていてもよい。
【００７５】
また、図１に示すように、プリズム１６は、その表面の一部（プリズム１６の図１における左側面）をなす第２のプリズム面１６ｂを有している。この第２のプリズム面１６ｂは、第２の光学面１４ｂに対して図１における右方向に所定の間隔をもって臨む位置に、第２の光学面１４ｂに対して平行に配置されている。
【００７６】
このプリズム１６は、第１の光学面１４ａに入射した後に第２のレンズ面１２側に向かって進行する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの光路を形成するようになっている。
【００７７】
さらに、図１に示すように、レンズアレイ本体４は、第１の光学面１４ａと第１のプリズム面１６ａとの間に介在された厚みが薄い反射／透過層１７を有している。この反射／透過層１７は、その第１の光学面１４ａ側の表面が第１の光学面１４ａに密接しているとともに、その第１のプリズム面１６ａ側の表面が第１のプリズム面１６ａに密接している。
【００７８】
ここで、図１に示すように、反射／透過層１７には、第１の光学面１４ａに入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが直ちに入射する。ただし、反射／透過層１７に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの入射角は、第１の光学面１４ａに対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの入射角と同一とされている。そして、反射／透過層１７は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、所定の反射率で第３のレンズ面１３側に反射させるとともに、所定の透過率でプリズム１６側に透過させる。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Ｌ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、Ｎｉ、ＣｒまたはＡｌ等の単一の金属からなる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、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。
【００７９】
そして、このような反射または透過の際に、反射／透過層１７は、図１に示すように、反射／透過層１７に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌのそれぞれの一部（反射率分の光）を、各発光素子７にそれぞれ対応する各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして各モニタ光Ｍに対応する各第３のレンズ面１３側に向かって反射させる。
【００８０】
そして、このようにして反射／透過層１７によって反射された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、各第３のレンズ面１３側に向かってレンズアレイ本体４の内部を進行した後に、各第３のレンズ面１３からこれらに対応する各受光素子８に向けてそれぞれ出射される。
【００８１】
一方、反射／透過層１７によって透過された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、透過の直後に第１のプリズム面１６ａに入射する。この第１のプリズム面１６ａに対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの入射方向は、第１の光学面１４ａに対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌ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が極めて薄く、この層１７でのレーザ光Ｌの屈折は殆ど無視することができることによるものである。そして、第１のプリズム面１６ａに入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、プリズム１６の内部の光路上を第２のレンズ面１２側に向かって進行する。
【００８２】
このとき、プリズム１６がレンズアレイ本体４と同屈折率に形成されていることによって、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが第１のプリズム面１６ａに入射する際に、各レーザ光Ｌに屈折が生じることはない。そして、プリズム１６の内部の光路上を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、第２のプリズム面１６ｂに垂直入射するとともにこの第２のレンズ面１６ｂからプリズム１６の外部に垂直に出射される。
【００８３】
また、図１に示すように、レンズアレイ本体４は、第２の光学面１４ｂと第２のプリズム面１６ｂとの間に充填された所定の屈折率の充填材１８を有している。ここで、図１に示すように、充填材１８における第２のプリズム面１６ｂ側の表面（以下、入射側の表面と称する）１８ａには、第２のプリズム面１６ｂから出射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが垂直入射する。そして、入射側の表面１８ａに入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、屈折せずに充填材１８の内部の光路上を第２のレンズ面１２側に向かって進行する。さらに、この充填材１８の内部の光路上を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、充填材１８における第２の光学面１４ｂ側の表面（以下、出射側の表面と称する）１８ｂに垂直入射するとともに、この出射側の表面１８ｂから充填材１８の外部に垂直に出射される。
【００８４】
このようにして充填材１８から垂直に出射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、出射の直後に、前述のように第２の光学面１４ｂに垂直入射する。そして、第２の光学面１４ｂに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、第２の光学面１４ｂ以後のレンズアレイ本体４の内部の光路上を各第２のレンズ面１２側に向かって進行した後に、各第２のレンズ面１２によって、これらに対応する各光ファイバ５の端面に向けてそれぞれ出射される。
【００８５】
以上の構成によれば、第１のレンズ面１１に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、第１の光学面１４ａと第１のプリズム面１６ａとの間の反射／透過層１７によって各第２のレンズ面１２側および各第３のレンズ面１３側にそれぞれ分光し、各第３のレンズ面１３側に分光されたモニタ光Ｍを、各第３のレンズ面１３によって各受光素子８側に出射させることができる。この結果、モニタ光Ｍを確実に得ることができ、また、このようなモニタ光Ｍを得るための構成として、ある程度の面積を有する形成が容易な反射／透過層１７を採用することによって、レンズアレイ２を容易に製造することができる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、プリズム１６をレンズアレイ本体４と同屈折率に形成することによって、プリズム１６内での各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの光路を左端面４ｂに対して垂直に維持することができる。さらに、このようなプリズム１６の内部の光路上を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、第２のプリズム面１６ｂおよび第２の光学面１４ｂに順次垂直入射させることができる。これにより、レンズアレイ本体４の内部における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの光路を、第１の光学面１４ａに対する入射側（図１における全反射面４ｄと第１の光学面１４ａとの間）と第２の光学面１４ｂに対する出射側とで互いに同一線上に位置させることができる。この結果、例えば、製品検査の際に、各第２のレンズ面１２に入射する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが各２のレンズ面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（金型形状の変更等）を要する箇所を少なくすることができる。具体的には、仮に、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを同一線上に位置させることが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解消するために、凹部１４の各光学面１４ａ、１４ｂやプリズム１６の各プリズム面１６ａ、１６ｂの寸法（傾斜角を含む）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、全反射面４ｄにおける全反射方向が左端面４ｂに垂直であること、および、第２の光学面１４ｂならびに第２のプリズム面１６ｂが左端面４ｂに平行であることについての寸法精度さえ確保されれば、各面１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂにそれぞれ最適な傾斜角を設定し直すような複雑な寸法調整は要しない。これにより、更なるレンズアレイ２の製造の容易化に寄与することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態によれば、第２の光学面１４ｂを左端面４ｂに平行に形成することによって、第２の光学面１４ｂの設計および寸法精度の測定を簡便化することができる。
【００８８】
さらにまた、本実施形態においては、第２の光学面１４ｂと第２のプリズム面１６ｂとの間に充填材１８が充填されていることによって、第２の光学面１４ｂにキズが形成されている場合であっても、このキズを原因とした第２の光学面１４ｂにおけるレーザ光Ｌの反射または散乱を抑制することができる。このような充填材１８による反射／散乱光の抑制作用は、すりガラスに水滴を落とすと、その部分の凹凸が水に覆われて透明になることと同様の原理である。ここで、レーザ光Ｌの反射や散乱は、迷光の発生やファイバ端への結合効率の低下を招くため、これを抑制することは光学性能を確保する上で大いに意義がある。特に、このような反射／散乱光の抑制作用は、レンズアレイ本体４を、金型を用いた樹脂材料（ポリエーテルイミド等）の射出成形によって得る場合に有効である。すなわち、レンズアレイ本体４を射出成形する場合には、凹部１４の形状が転写された成形品を金型から離型することになるが、本実施形態においては、前述のように、設計および寸法精度測定の簡便化等の観点から第２の光学面１４ｂが左端面４ｂに平行（換言すれば、上端面４ｃに垂直）に形成されている。このため、離型の際には、金型が、第２の光学面１４ｂの面方向に摺動するようにして離型が行われることになり、第２の光学面１４ｂが傷つきやすくなる。したがって、このようなキズの発生頻度が高い第２の光学面１４ｂの構成上、キズがもたらす光学性能上の不具合を回避する充填材１８を設ける意義はきわめて大きい。この結果、第２の光学面１４ｂを左端面４ｂに平行に形成することによる製造および取り扱い（例えば、寸法精度測定）の容易化と、第２の光学面１４ｂにおける反射／散乱光を抑えることによる迷光および結合効率の低下の抑制すなわち光学性能の確保とを両立させることができる。
【００８９】
上記構成に加えて、さらに、反射／透過層１７は、前述した金属の単層膜や誘電体多層膜を、第１のプリズム面１６ａまたは第１の光学面１４ａにコーティングすることによって形成してもよい。コーディングには、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。このようにすれば、反射／透過層１７の構成を簡素化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。また、反射／透過層１７を極めて薄く（例えば、１μｍ以下に）形成することができるので、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが反射／透過層１７を透過する際における屈折を無視できる程度に極めて小さくすることができ、プリズム１６に対する入射の前後における光の直進性を確保することができる。これにより、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを更に確実に同一線上に位置させることができ、更なる製造の容易化に寄与することができる。ただし、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、ガラスフィルタによって反射／透過層１７を構成してもよい。
【００９０】
上記構成に加えて、さらに、充填材１８として透光性の接着材を用いるとともに、この充填材１８によってプリズム１６を凹部１４に接着してもよい。このようにすれば、充填材１８が、プリズム１６をレンズアレイ本体４に接着する接着材を兼ねることができるので、コストを削減することができる。なお、このような透光性の接着材を兼ねる充填材１８としては、例えば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂を用いることができる。
【００９１】
上記構成に加えて、さらに、充填材１８は、レンズアレイ本体４との屈折率差が所定値としての０．３５以下とされていることが望ましい。このようにすれば、第２のプリズム面１６ｂと充填材１８との界面におけるフレネル反射および充填材１８と左端面４ｂとの界面におけるフレネル反射を抑制することができるので、迷光の発生および結合効率の低下を更に確実に抑制することができる。なお、レンズアレイ本体４を前述したSABIC社製Ultemによって形成する場合に、これに対応する充填材１８としては、例えば、三菱ガス化学社製ＬＰＣ１１０１を用いることができる。この製品は、メーカ公表値のｄ線に対する屈折率およびアッベ数を下に計算された波長８５０ｎｍの光の屈折率が１．６６とされている。この他にも、同社製のＬＰＪ１１０４を用いれば、波長８５０ｎｍに対して屈折率１．６４を得ることができる。
【００９２】
この他にも、レンズアレイ本体４を前述したＪＳＲ社製のARTONによって形成する場合は、これに対応する好適な充填材１８としては、ＵＶ硬化樹脂としての（株）テクス製のA１７５４Bを用いることができる。この製品は、波長８５０ｎｍの光の屈折率が１．５０とされており、この場合には、レンズアレイ本体４と充填材１８との屈折率差が０となる。
【００９３】
上記構成に加えて、さらに、全反射面４ｄの傾斜角は、好ましくは、下端面４ａを基準（０°）として図１における時計回りに４０°〜５０°（より好ましくは、４５°）とする。また、第１の光学面１４ａの傾斜角は、好ましくは、下端面４ａを基準（０°）として図１における反時計回りに４０°〜５０°（より好ましくは、４５°）とする。このような第１の光学面１４ａの傾斜角の好ましい範囲は、左端面４ｂを基準（０°）とした場合には、同図の時計回りに４０°〜５０°（より好ましくは、４５°）となる。このようにすれば、全反射面４ｄに入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを凹部１４側に向かって全反射させるとともに、第１の光学面１４ａに入射したレーザ光Ｌを第２のレンズ面１２側と第３のレンズ面１３側とに分光するのに無理がない設計が可能となる。特に、全反射面４ｄ、第１の光学面１４ａの傾斜角を４５°とした場合には、各面４ｄ、１４ａの設計や寸法精度測定が更に簡便なものとなる。
【００９４】
上記構成に加えて、さらに、下端面４ａと左端面４ｂとを互いに垂直に形成し、また、第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）および第３のレンズ面１３上の光軸ＯＡ（３）を下端面４ａに垂直に形成し、さらに、第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）を左端面４ｂに垂直に形成してもよい。このようにすれば、発光素子７と受光素子８とを結ぶ光路および発光素子７と光ファイバ５の端面とを結ぶ光路を確保するためにレンズアレイ２に要求される寸法精度を緩和することができ、更なる製造の容易化を実現することができる。すなわち、例えば、仮に、第３のレンズ面１３上の光軸ＯＡ（３）を第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）に対して鋭角の傾きを有するように構成する場合には、図１における縦方向のわずかな寸法誤差によって、第３レンズ面１３から出射されたモニタ光Ｍが受光素子８に結合しない虞がある。これに対して、本実施形態のように第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）と第３のレンズ面１３上の光軸ＯＡ（３）とを互いに平行に形成すれば、たとえレンズアレイ２に図１における縦方向のわずかな寸法誤差が生じたとしても、第３レンズ面１３から出射されたモニタ光Ｍは、そのビーム径が設計値に対して大きくまたは小さくなるだけで、各受光素子８に適正に受光されることになる。また、仮に、第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）を第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）に対して直角以外の角度を有するように構成する場合には、図１における横方向のわずかな寸法誤差によって、第２レンズ面１２から出射されたレーザ光Ｌが光ファイバ５の端面に結合しない虞がある。これに対して、本実施形態のように、第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）と第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）とを互いに垂直に形成すれば、たとえレンズアレイ２に図１における横方向のわずかな寸法誤差が生じたとしても、第２レンズ面１２から出射されたレーザ光Ｌは、そのビーム径が設計値に対して若干大きくまたは小さくなるだけで、光ファイバ５の端面に適正に結合されることになる。
【００９５】
上記構成に加えて、さらに、本実施形態においては、図１および図２に示すように、凹部１４が、上端面４ｃの面法線方向（図１における上方）から見た場合に、凹部１４における底面（図１における下端面）１４ｅおよび全ての側面１４ａ〜ｄが、凹部１４における開口部１４ｆ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、凹部１４は、底面１４ｅおよび全ての側面１４ａ〜ｄのそれぞれについての上端面４ｃの面法線方向への投影面が、開口部１４ｆ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。なお、図２に示すように、開口部１４ｆは、図２における縦方向に長尺な長方形状に形成されているとともに、上端面４ｃに四方を囲まれている。また、第１の光学面１４ａ以外の側面１４ｂ〜ｄは、上端面４ｃに垂直に形成されている。このような構成によれば、凹部１４を金型からの離型性を確保することができる形状に形成することができるので、金型を用いたレンズアレイ２の効率的な製造を実現することができる。
【００９６】
なお、第３のレンズ面１３およびこれに対応する受光素子８は、必ずしも発光素子７と同数設ける必要はなく、少なくとも１組設けるようにすればよい。この場合には、反射／透過層１７において、各第１のレンズ面１１に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌのうち、対応する第３のレンズ面１３が存在するレーザ光Ｌのみが、モニタ光Ｍとして反射されるようになり、他のレーザ光Ｌは、反射されるもののモニタ光Ｍとしては利用されないこととなる。
【００９７】
また、図１の構成では、プリズム１６の上端面１６ｃがレンズアレイ４の上端面４ｃと同一平面上に位置されており、プリズム１６の下端面１６ｄが凹部１４の底面１４ｅに接しているが、仮に、図６に示すように、プリズム１６の上端面１６ｃがレンズアレイ４の上端面４ｃよりも上方に突出された状態でプリズム１６の接着がなされた場合であっても、光学性能に影響はない。
【００９８】
さらに、下端面４ａにおける光電変換素装置３に臨む部位に、下端面４ａに平行な底面を有するザグリ部を凹設し、このザグリ部の底面に第１のレンズ面１１および第３のレンズ面１３を形成してもよい。この場合には、下端面４ａにおけるザグリ部の内周縁部に半導体基板６を当接させた状態で、光電変換素装置３をレンズアレイ２に固定すればよい。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、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２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に図７〜図１２を参照して説明する。
【０１００】
なお、第１実施形態と構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一を符号を用いて説明する。
【０１０１】
図７は、本実施形態における光モジュール２１の概要を、本実施形態におけるレンズアレイ２２の縦断面図とともに示した概略構成図である。図８は、図７に示すレンズアレイ２２の平面図である。図９は、図８の左側面図である。図１０は、図８の右側面図である。図１１は、図８の下面図である。
【０１０２】
本実施形態においては、第１実施形態との差異の１つとして、光電変換素装置３および光ファイバ５をレンズアレイ２２に固定する際に、光電変換素装置３および光ファイバ５の位置決めを機械的に行うための手段が講じられている。
【０１０３】
すなわち、図７および図１１に示すように、本実施形態において、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２は、レンズアレイ本体４の下端面４ａに凹設された第１のザグリ部２３の底面２３ａ（本実施形態における第１の面）に形成されている。この第１のザグリ部２３の底面２３ａは、下端面４ａに対して平行に形成されている。図１１に示すように、第１のザグリ部２３の図１１における縦方向（以下、レンズ整列方向と称する）における幅は、レンズ整列方向における最も外側に形成されたレンズ面１１、１３よりもわずかに外側に至るような幅に形成されている。そして、本実施形態においては、レンズアレイ本体４のレンズ整列方向における幅が、第１のザグリ部２３のレンズ整列方向における幅よりも大きく形成されており、これにともなって、図１１に示すように、下端面４ａが、第１のザグリ部２３に対してレンズ整列方向における両外側方向に延出されている。そして、図１１に示すように、この下端面４ａにおける第１のザグリ部２３からレンズ整列方向における両外側方向に延出した各延出部分には、光電変換素装置３の位置決め構造として、第１のザグリ部２３を挟んで２つずつの合計４つの平面円形状の嵌合穴部２４が形成されている。これらの嵌合穴部２４には、半導体基板６が下端面４ａの延出部分に当接した状態で、半導体基板６を貫通する図示しない嵌合ピンが嵌合されるようになっている。これによって、レンズアレイ２２に光電変換素装置３を固定する際の光電変換素装置３の位置決めを機械的に行うことができるようになっている。
【０１０４】
また、図７および図９に示すように、本実施形態において、第２のレンズ面１２は、レンズアレイ４の左端面４ｂに凹設された第２のザグリ部２６の底面２６ａ（本実施形態における第２の面）に形成されている。この第２のザグリ部２６の底面２６ａは、左端面４ｂに対して平行に形成されている。図９に示すように、第２のザグリ部２６のレンズ整列方向における幅は、レンズ整列方向における最も外側に形成されたレンズ面１２よりもわずかに外側に至るような幅に形成されている。そして、図９に示すように、本実施形態においては、左端面４ｂが、第２のザグリ部２６に対してレンズ整列方向における両外側方向に延出されており、これらの各延出部分には、光ファイバ５の位置決め構造として、図９に示すように、第２のザグリ部２６を挟んで１つずつの合計２つの嵌合ピン２７が凸設されている。これらの嵌合ピン２７は、コネクタ１０を左端面４ｂの各延出部分に当接させた状態で、コネクタ１０に形成された図示しない嵌合穴部に嵌合されるようになっている。これによって、レンズアレイ２２に光ファイバ５を固定する際の光ファイバ５の位置決めを機械的に行うことができるようになっている。
【０１０５】
また、図７に示すように、本実施形態においては、第１実施形態との差異の１つとして、凹部１４が、第１の光学面１４ａおよび第２の光学面１４ｂよりも上方に向かって延出形成されており、これにともなって、レンズアレイ本体４の上端部が、プリズム１６の上端面１６ｃよりも上方に位置されている。
【０１０６】
なお、図７において、レンズアレイ本体４の上端部は、凹部１４の左側においては、平面すなわち上端面４ｃとなっており、凹部１４の右側においては、凹部１４の内面における第１の光学面１４ａから上方に延出した部分と全反射面４ｄの延長部分とが交差されてなる稜線となっている。
【０１０７】
さらに、図７に示すように、本実施形態においては、充填材１８が、第２のプリズム面１６ｂと第２の光学面１４ｂとの間だけでなく、レンズアレイ本体４の上端部とプリズム１６の上端面１６ｃとの段差を埋めるようにして、プリズム１６の上端面１６ｃ上にも充填されている。
【０１０８】
このような本実施形態の構成においても、第１実施形態と同様の優れた作用効果を奏することができる。また、本実施形態においては、レンズアレイ２２に対する光電変換素装置３および光ファイバ５の位置決めを、位置決め構造２４、２７を用いて簡便に行うことができるので、光電変換素装置３および光ファイバ５をレンズアレイ２２に簡便に固定することができる。さらに、本実施形態においては、第１実施形態よりも充填材１８が増量されているとともに、プリズム１６と凹部１４との接着面積が増加していることによって、プリズム１６を凹部１４に更に強固に接着することができる。
【０１０９】
なお、前述した嵌合穴部２４の代わりに、レンズアレイ本体４を貫通する嵌合穴部２４と同径の貫通孔を形成してもよい。また、光ファイバ５の位置決め構造は、レンズアレイ本体４側が嵌合穴部または貫通孔であるとともに、光ファイバ５側が嵌合ピンであってもよい。同様に、光電変換素装置３の位置決め構造は、レンズアレイ本体４側が嵌合ピンであり、光電変換素装置３側が嵌合穴部または貫通孔であってもよい。なお、光ファイバ５および光電変換素装置３の位置決めは、機械的な位置決めに限定されるものではなく、例えば、レンズアレイ本体４に形成したマークを光学的に認識することによる光学的な方法によって行うようにしてもよい。
【０１１０】
（変形例）
次に、図１２は、本実施形態の変形例を示したものである。本変形例におけるレンズアレイ２２は、凹部１４の側面のうち、第２の光学面１４ｂを含む図１２の左側面のみが、プリズム１６の上端面１６ｃよりも上方に延出されており、他の部分は、プリズム１６の上端面１６ｃと同じ高さまで形成されている。そして、本変形例においては、充填材１８が、第２のプリズム面１６ｂと第２の光学面１４ｂとの間だけでなく、これよりも上方に溢れるようにして凹部１４の左側面における第２の光学面１４ｂに対する上方への延出部位およびプリズム１６の上端面１６ｃにおける左端部側の所定範囲の領域にまで亘るように充填されている。
【０１１１】
（第３実施形態）
次に、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３実施形態について、第１および第２実施形態との差異を中心に図１３〜図１６を参照して説明する。
【０１１２】
なお、第１および第２実施形態と構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一を符号を用いて説明する。
【０１１３】
図１３は、本実施形態における光モジュール３０の概要を、本実施形態におけるレンズアレイ３１の縦断面図とともに示した概略構成図である。図１４は、図１３に示すレンズアレイ３１の平面図である。図１５は、図１４の右側面図である。
【０１１４】
図１３に示すように、本実施形態においては、凹部１４の側面が第１の光学面１４ａおよび第２の光学面１４ｂよりも上方に延出され、充填材１８がプリズム１６の上端面１６ｃに亘るように充填されている点では、第２実施形態と構成が類似している。
【０１１５】
ただし、本実施形態においては、第２実施形態とは異なり、凹部１４の内面の一部に、プリズム１６の凹部１４内への設置を補助するための特徴的な面形状が形成されている。すなわち、図１３に示すように、本実施形態においては、凹部１４の底面１４ｅが２段構造に形成されており、凹部１４の底面１４ｅにおけるプリズム１６に対して図１３における左側に位置する部位が、凹部の底面１４ｅにおける残余の部位（プリズム１６の下端面１６ｄに接する部位）よりも上方に突出されている。なお、底面１４ｅにおける残余の部位は、その図１３における横方向の寸法が、プリズム１６の下端面１６ｄの同方向の寸法に一致している。
【０１１６】
そして、このような２段構造の凹部１４の底面１４ｅによれば、プリズム１６を凹部１４内に充填材１８の充填スペースを確保しつつ設置する際に、プリズム１６の図１３における横方向へのがたつきを底面１４ｅの段差によって規制することによって、プリズム１６の凹部１４内への設置を補助することができる。
【０１１７】
したがって、本実施形態によれば、第１実施形態の優れた作用効果を奏することができる上に、プリズム１６を凹部１４に接着する際のプリズム１６の設置を簡便に行うことができ、レンズアレイ３１をより簡便に製造することができるといった更に顕著な効果を奏することができる。
【０１１８】
（第１の変形例）
次に、図１６は、本実施形態の第１の変形例を示したものである。本変形例におけるレンズアレイ３１は、図７〜図１１に示した第２実施形態のレンズアレイ２２の凹部１４の底面１４ｅを、図１３と同様の２段構造にしたものに相当する。
【０１１９】
本変形例のレンズアレイ３１においても、図１３〜図１５に示したレンズアレイ３１と同様に、プリズム１６を凹部１４内に充填材１８の充填スペースを確保しつつ設置する際に、プリズム１６の図１６における横方向へのがたつきを底面１４ｅの段差によって規制することによって、プリズム１６の凹部１４内への設置を補助することができる。
（第２の変形例）
次に、図１７は、本実施形態の第２の変形例を示したものである。本変形例におけるレンズアレイ３１は、図１３または図１６に示した構成において、プリズム１６の底面１６ｄの図１７における横方向の寸法を、２段構造の凹部１４の底面１４ｅにおける下段側の部位の同方向の寸法よりも大きくすることによって、プリズム１６の底面１６ｄと凹部１４の底面１４ｅにおける下段側の部位との間に意図的に間隙が形成されるようにしたものである。本変形例のレンズアレイ３１によれば、図１７に示すように、プリズム１６の底面１６ｄと凹部１４の底面１４ｅにおける下段側の部位との間にまでも充填材１８を充填させることができるので、プリズム１６をより強固にレンズアレイ本体４に固定することができる。また、本変形例のレンズアレイ３１によれば、レンズアレイ本体４が、その第１の光学面１４ａおよび底面１４ｅの段差部を介してプリズム１６を左右から挟むように支承することができるので、プリズム１６を凹部１４内に安定的に配置することができ、また、充填材１８を用いたプリズム１６の固定作業を簡便に行うことができる。
【０１２０】
（第４実施形態）
次に、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４実施形態について、第１〜第３実施形態との差異を中心に図１８および図１９を参照して説明する。
【０１２１】
なお、第１〜第３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。
【０１２２】
図１８に示すように、本実施形態のレンズアレイ３５および光モジュール３４は、第１〜第３実施形態とは異なり、第１の光学面１４ａが左端面４ｂに対して平行に形成されている。
【０１２３】
また、図１８に示すように、本実施形態においては、反射／透過層１７が、左端面４ｂに対して傾斜角を有する第１のプリズム面１６ａ上に形成されている。この反射／透過層１７は、第１実施形態と同様に、金属の単層膜や誘電体多層膜を、第１のプリズム面１６ａにコーティングすることによって形成してもよい。また、第１のプリズム面１６ａの傾斜角の好ましい範囲は、第１実施形態に示した通りである。
【０１２４】
さらに、このような第１の光学面１４ａおよび反射／透過層１７の構成にともない、図１８に示すように、本実施形態においては、第１の光学面１４ａと反射／透過層１７との間に、断面直角三角形状の空間が形成されている。そして、図１８に示すように、本実施形態においては、充填材１８が、第２の光学面１４ｂと第２のプリズム面１６ｂとの間だけでなく、第１の光学面１４ａと反射／透過層１７との間にも充填されている。なお、第１の光学面１４ａと反射／透過層１７との間に充填されている充填材１８は、第２の光学面１４ｂと第２のプリズム面１６ｂとの間に充填されている充填材１８とひとつながり（一体）であってもよい。このようにするためには、プリズム１６のレンズ整列方向の寸法よりも凹部１４のレンズ整列方向の寸法を大きく形成して、この大きく形成された凹部１４の部分に充填材１８を回り込ませるようにしてプリズム１６の前後で充填材１８が互いに一体となるようにすればよい。このようにすれば、プリズム１６と充填材１８との接触面積を増やすことができ、より強固にプリズム１６をレンズアレイ本体４に固定することができる。
【０１２５】
なお、以下の説明においては、便宜上、第１の光学面１４ａと反射／透過層１７との間に充填されている充填材１８のことをプリズム前の充填材１８と称し、第２の光学面１４ｂと第２のプリズム面１６ｂとの間に充填されている充填材１８のことを、プリズム後の充填材１８と称することとする。
【０１２６】
さらにまた、本実施形態においては、プリズム１６と充填材１８とが互いに同屈折率に形成されている。なお、レンズアレイ本体４と充填材１８との界面におけるフレネル反射を抑制するためには、プリズム１６および充填材１８をレンズアレイ本体４と同屈折率に形成することが望ましい。
【０１２７】
また、図１８に示すように、本実施形態においては、第１の光学面１４ａが形成された凹部１４の右側面が、第１の光学面１４ａよりも鉛直上方に延出されている。また、本実施形態においては、プリズム１６の上端部が、第１のプリズム面１６ａの上端部よりも上方に位置されており、これにともなって、第１のプリズム面１６ａの上端部には、この第１のプリズム面１６ａの上端部からプリズム１６の上端部に向かって左端面４ｂに平行なプリズム１６の右端面が延出形成されている。そして、図１８に示すように、凹部１４の右側面における第１の光学面１４ａから上方に延出した部分には、プリズム１６の右端面が当接されるようになっている。これにより、プリズム１６をより簡便に凹部１４内の固定位置に配置させることができる。
【０１２８】
さらに、図１８に示すように、本実施形態においては、プリズム１６の上端部に、平板状の鍔部３６が、プリズム１６と一体的に形成されている。この鍔部３６は、図１８における横方向の寸法が、プリズム１６および凹部１４における同方向の寸法よりも大きく形成されている。そして、プリズム１６は、鍔部３６の下面をレンズアレイ本体４の上端面４ｃにおける凹部１４の周縁部に当接させるようにして凹部１４内に安定的に配置されている。なお、図１８においては、プリズム１６の下端面１６ｄが凹部１４の底面１４ｅに当接しているが、特に、本実施形態のように、鍔部３６によってプリズム１６の安定性を確保することができるのであれば、プリズム１６の下端面１６ｄが凹部１４の底面１４ｅよりも上方に位置されていてもよい。
【０１２９】
このような本実施形態の構成によれば、全反射面４ｄにおいて全反射された後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、第１の光学面１４ａに垂直入射した後に、直ちにプリズム前の充填材１８に垂直入射する。
【０１３０】
次いで、プリズム前の充填材１８に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、屈折されずにプリズム前の充填材１８の内部の光路上を進行した後に、反射／透過層１７に入射する。このときの入射方向は、左端面４ｂに垂直な方向となる。
【０１３１】
これ以後のレーザ光Ｌの進路は、反射／透過層１７を透過して第２のレンズ面１２側に進行する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌについては、第１実施形態で述べたものと同様である。
【０１３２】
一方、反射／透過層１７によって反射されて第３のレンズ面１３側に進行する各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、プリズム前の充填材１８の内部の光路上を進行した後に、凹部１４の底面１４ｅに入射する。そして、この底面１４ｅに入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、レンズアレイ本体４の内部の光路上を進行した後に第３のレンズ面１３に入射することになる。
【０１３３】
すなわち、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、反射／透過層１７によってモニタ光Ｍを確実に得ることができる。
【０１３４】
また、本実施形態によれば、第１の光学面１４ａを左端面４ｂに対して平行に形成するとともに、プリズム１６を充填材１８と同屈折率に形成することで、充填材１８の内部およびプリズム１６の内部での各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの光路を左端面４ｂに対して垂直に維持することができ、充填材１８の内部およびプリズム１６の内部を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを第２の光学面１４ｂに垂直入射させることができる。これにより、第１実施形態と同様に、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。
【０１３５】
さらに、本実施形態によれば、第２の光学面１４ｂだけでなく第１の光学面１４ａをも左端面４ｂに平行に形成することによって、第１の光学面１４ａの設計および寸法精度の測定の簡便化をも図ることができる。また、その一方で、例えば、レンズアレイ本体４を射出成形する場合における金型からのレンズアレイ本体４の離型時等において、第１の光学面１４ａにキズが形成された場合であっても、第１の光学面１４ａと反射／透過層１７との間に充填された充填材１８によって、第１の光学面１４ａのキズを原因とした反射光や散乱光の発生を抑制することができる。
【０１３６】
なお、第２の光学面１４ｂにおける反射光や散乱光の抑制効果を必要としない場合には、第１の光学面１４ａと反射／透過層１７との間にのみ充填材１８を充填させればよい。この場合においても、充填材１８の内部およびプリズム１６の内部を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを第２のプリズム面１６ｂおよび第２の光学面１４ｂに順次垂直入射させることができるので、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを同一線上に位置させることはできる。
【０１３７】
また、図１９に示すように、第２のプリズム面１６ｂを含むプリズム１６の左端面全体を、第２の光学面１４ｂを含む凹部１４の左側面全体に当接させるとともに、鍔部３６全体およびレンズアレイ本体４の上端面４ｃにおける鍔部３６の周縁部を上方から被覆するような充填材１８を新たに配置してもよい。
【０１３８】
さらに、本実施形態（図１８の構成）においても、第３実施形態と同様に、底面１４ｅに２段構造を設けてプリズム１６の凹部１４内への設置を補助するようにしてもよい。
【０１３９】
（第５実施形態）
次に、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５実施形態について、第４実施形態との差異を中心に図２０および図２１を参照して説明する。
【０１４０】
なお、第４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。
【０１４１】
図２０に示すように、本実施形態のレンズアレイ４０および光モジュール３９は、第４の実施形態と同様に、第１の光学面１４ａが左端面４ｂに対して平行に形成されている。
【０１４２】
ただし、図２０に示すように、本実施形態においては、第４実施形態とは異なり、第２のプリズム面１６ｂが、左端面４ｂに対して所定の傾斜角を有するように配置されている。より具体的には、図２０に示すように、第２のプリズム面１６ｂの傾斜角は、凹部１４の開口部１４ｆ側から底面１４ｅ側に向かうにしたがって、第１のプリズム面１６ａ側に傾くような傾斜角とされている。一方、第１のプリズム面１６ａの傾斜角は、凹部１４の開口部１４ｆ側から底面１４ｅ側に向かうにしたがって、第２のプリズム面１６ｂ側に傾くような傾斜角である。さらに、図２０に示すように、第１のプリズム面１６ａと第２のプリズム面１６ｂとは、これらの下端部において互いに交わっている。したがって、本実施形態においては、このようなプリズム面１６ａ、１６ｂの傾斜角を反映して、プリズム１６の全体的な側面形状がほぼホームベース形状を呈している。なお、第２のプリズム面１６ｂの傾斜角は、好ましくは、左端面４ｂを基準（０°）として、図２０における反時計回りに４０°〜５０°（より好ましくは、４５°）とされている。
【０１４３】
さらに、図２０に示すように、本実施形態においては、左端面４ｂに平行とされたプリズム１６の左端面が、同じく左端面４ｂに平行とされた凹部１４の左側面における第２の光学面１４ｂから鉛直上方に延出した部分に当接されている。
【０１４４】
本実施形態においても、第４実施形態で述べたものと同様のモニタ光Ｍの光路を実現することができるので、モニタ光を確実に得ることができる。
【０１４５】
また、本実施形態によれば、反射／透過層１７を透過した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、全反射面４ｄと第１の光学面１４ａとを結ぶ光路に対する直線性を維持しながらプリズム１６の内部の光路上を進行した後に、第２のプリズム面１６ｂを介してプリズム後の充填材１８に入射することになる。このとき、プリズム後の充填材１８がプリズム１６と同屈折率に形成されているので、プリズム後の充填材１８に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、屈折させずにこの充填材１８の内部の光路上を進行させ、その後、第２の光学面１４ｂに垂直入射させることができる。これにより、第１実施形態と同様に、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。
【０１４６】
なお、図２１に示すように、本実施形態においても、鍔部３６全体およびレンズアレイ本体４の上端面４ｃにおける鍔部３６の周縁部を上方から被覆するような充填材１８を新たに配置してもよい。
【０１４７】
（第６実施形態）
次に、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６実施形態について、第５実施形態との差異を中心に図２２を参照して説明する。
【０１４８】
なお、第５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。
【０１４９】
図２２に示すように、本実施形態のレンズアレイ４３および光モジュール４２は、第５実施形態と同様に、第１のプリズム面１６ａおよび第２のプリズム面１６ｂが傾斜面に形成されている。
【０１５０】
ただし、本実施形態においては、第５実施形態とは異なり、第１の光学面１４ａが、左端面４ｂに対して所定の僅かな傾斜角を有するように形成されているとともに、第２の光学面１４ｂも、左端面４ｂに対して所定の僅かな傾斜角を有するように形成されている。なお、第１の光学面１４ａの僅かな傾斜角は、凹部１４の開口部１４ｆ側から底面１４ｅ側に向かうにしたがって第２の光学面１４ｂ側に僅かに傾くような傾斜角とされ、第２の光学面１４ｂの僅かな傾斜角は、凹部１４の開口部１４ｆ側から底面１４ｅ側に向かうにしたがって第１の光学面１４ａ側に僅かに傾くような傾斜角とされている。
【０１５１】
例えば、第１の光学面１４ａの僅かな傾斜角は、左端面４ｂを基準（０°）として図２２における時計回りに１°〜３°（好ましくは２°）であってもよい。また、第２の光学面１４ｂの僅かな傾斜角は、左端面４ｂを基準（０°）として図２２における反時計回りに１°〜３°（好ましくは２°）であってもよい。
【０１５２】
また、本実施形態においては、レンズアレイ本体４、プリズム１６および充填材１８（プリズム前、プリズム後の双方）が、互いに同屈折率に形成されている。なお、レンズアレイ本体４およびプリズム１６の材料として前述したARTONを用いる場合は、充填材１８として前述したA１７５４Bを用いることができる。あるいは、レンズアレイ本体４およびプリズム１６の材料としてＰＭＭＡを用いる場合には、充填材１８として日本触媒株式会社製のAX4-LS-06を用いることができる。
【０１５３】
本実施形態においても、第５実施形態で述べたものと同様のモニタ光Ｍの光路を実現することができるので、モニタ光を確実に得ることができる。
【０１５４】
また、本実施形態によれば、全反射面４ｄによって全反射された後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、レンズアレイ本体４の内部の光路上を進行した後に第１の光学面１４ａからプリズム前の充填材１８に入射される。このとき、プリズム前の充填材１８がレンズアレイ本体４と同屈折率に形成されていることにより、プリズム前の充填材１８に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、屈折されることなく、全反射面４ｄと第１の光学面１４ａとを結ぶ光路に対する直線性を維持しながらプリズム前の充填材１８の内部の光路上を進行した後に、反射／透過層１７に入射する。そして、反射／透過層１７を透過した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、プリズム１６がプリズム前の充填材１８と同屈折率に形成されていることにより、全反射面４ｄと第１の光学面１４ａとを結ぶ光路に対する直線性を維持しながらプリズム１６の内部の光路上を進行した後に、第２のプリズム面１６ｂを介してプリズム後の充填材１８に入射する。このとき、プリズム後の充填材１８がプリズム１６と同屈折率に形成されているので、プリズム後の充填材１８に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、屈折されることなく、全反射面４ｄと第１の光学面１４ａとを結ぶ光路に対する直線性を維持しながらプリズム後の充填材１８の内部の光路上を進行する。その後、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、第２の光学面１４ｂを介してレンズアレイ本体４に入射する。このとき、レンズアレイ本体４がプリズム後の充填材１８と同屈折率に形成されていることにより、レンズアレイ本体４に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、屈折されることなく、全反射面４ｄと第１の光学面１４ａとを結ぶ光路に対する直線性を維持しながらレンズアレイ本体４の内部の光路上を進行して第２のレンズ面１２に向かう。これにより、第１実施形態と同様に、第１の光学面１４ａに対する入射側の光路と第２の光学面１４ｂに対する出射側の光路とを同一線上に位置させることができる。
【０１５５】
また、本実施形態によれば、第１の光学面１４ａおよび第２の光学面１４ｂが僅かな傾斜角を有することにより、レンズアレイ本体４を金型を用いて一体成形する場合におけるレンズアレイ本体４の離型性を確保することができる。
【０１５６】
なお、図２２においては、第１の光学面１４ａを含む凹部１４の右側面全体が僅かな傾斜角を有しており、これにともなって、プリズム１６の右端面（第１のプリズム面１６ａの上端部から上方に延出した部分）も、凹部１４の右側面と同様の傾斜角を有した状態で凹部１４の右側面のうちの第１の光学面１４ａの上端部から上方に延出された部分に当接している。しかし、このような構成に限定する必要はなく、例えば、凹部１４の右側面のうちの第１の光学面１４ａの上端部から上方に延出された部分については、左端面４ｂに平行（傾斜角０°）に形成し、これにともなって、プリズム１６の右端面も左端面４ｂに平行に形成してもよい。
【０１５７】
同様に、図２２においては、第２の光学面１４ｂを含む凹部１４の左側面全体が僅かな傾斜角を有しており、これにともなって、プリズム１６の左端面（第２のプリズム面１６ｂの上端部から上方に延出した部分）も、凹部１４の左側面と同様の傾斜角を有した状態で凹部１４の左側面のうちの第２の光学面１４ｂの上端部から上方に延出された部分に当接している。しかし、このような構成に限定する必要はなく、例えば、凹部１４の左側面のうちの第２の光学面１４ｂの上端部から上方に延出された部分については、左端面４ｂに平行に形成し、これにともなって、プリズム１６の左端面も左端面４ｂに平行に形成してもよい。
【０１５８】
（第７実施形態）
次に、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７実施形態について、第５実施形態との差異を中心に図２３を参照して説明する。
【０１５９】
なお、第５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。
【０１６０】
図２３に示すように、本実施形態のレンズアレイ４６および光モジュール４５は、第５実施形態と同様に、第１の光学面１４ａおよび第２の光学面１４ｂが左端面４ｂに対して平行に形成されているとともに、第１のプリズム面１６ａおよび第２のプリズム面１６ｂが傾斜面に形成されている。
【０１６１】
ただし、本実施形態の構成は、第５実施形態とは異なり、光信号の送信だけでなく、受信にも適用することができるようになっている。
【０１６２】
すなわち、図２３に示すように、本実施形態においては、各光ファイバ５の端面５ａから、レンズアレイ４６に向けて互いに同一波長のレーザ光が出射されるようになっており、これら各光ファイバ５から出射されたレーザ光は、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌとは異なる波長のレーザ光とされている。より具体的な手段としては、光ファイバ５におけるレンズアレイ４６に臨む端面５ａと反対側の端面に、光ファイバ５と同数の図示しない複数の発光素子を配置して、これらの発光素子から出射された光を対応する光ファイバ５にそれぞれ入射させるようにすればよい。
【０１６３】
そして、このようにして各光ファイバ５から出射されたレーザ光は、各光ファイバに対応する各第２のレンズ面１２にそれぞれ入力するようになっている。
【０１６４】
また、図２３に示すように、本実施形態においては、光電変換装置３が、半導体基板６におけるレンズアレイ４６に臨む面であって、受光素子８に対する図２３の左部近傍位置に、各光ファイバ５から出射されたレーザ光を受光する複数の第２の受光素子４７を備えている。これら複数の第２の受光素子４７は、第２のレンズ面１２の整列方向と同方向に沿って、第２のレンズ面１２と同数かつ同一ピッチで形成されている。各第２の受光素子４７は、フォトディテクタであってもよい。
【０１６５】
さらに、図２３に示すように、下端面４ａ（すなわち、ザグリ部２３の底面２３ａ）における各第２の受光素子４７に臨む位置には、レンズアレイ本体４の内部側から入射した各光ファイバ５から出射されたレーザ光を各第２の受光素子４７に向けて出射させる複数の第４のレンズ面４８が形成されている。これら複数の第４のレンズ面４８は、第２のレンズ面１２の整列方向と同方向に沿って、第２のレンズ面１２と同数かつ同一ピッチで形成されている。
【０１６６】
さらにまた、図２３に示すように、第２のプリズム面１６ｂ上には、第２の反射／透過層５０が配置されている。
【０１６７】
ここで、第２の反射／透過層５０には、各第２のレンズ面１２に入射した各光ファイバ５から出射されたレーザ光がそれぞれ入射する。そして、第２の反射／透過層５０は、これらの入射したレーザ光を、所定の反射率で各第４のレンズ面４８側に反射させるとともに所定の透過率で透過させる。
【０１６８】
このような構成によれば、各光ファイバ５から出射されたレーザ光を、各第２のレンズ面１２、第２の反射／透過層５０および各第４のレンズ面４８を経て、第２の受光素子４７に結合させることができるので、双方向の光通信に有効に対応することができる。
【０１６９】
なお、第２の反射／透過層５０を、反射／透過層１７と同じ材質および方法によって形成してもよい。
【０１７０】
また、設計の容易化の観点から、第４のレンズ面４８上の光軸ＯＡ（４）は、下端面４ａに垂直であることが望ましい。なお、第６実施形態の構成にも、本実施形態と同様な双方向通信に対応するための構成を適用してもよい。
【０１７１】
（第８実施形態）
次に、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８実施形態について、本実施形態に特有の構成を中心に図２４〜図２７を参照して説明する。
【０１７２】
なお、前述した各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。
【０１７３】
図２４は、本実施形態における光モジュール５５の概要を本実施形態におけるレンズアレイ５６の縦断面図とともに示した概略構成図である。図２５は、図２４に示すレンズアレイ５６の平面図である。図２６は、図２４に示すレンズアレイ５６の左側面図である。図２７は、図２４に示すレンズアレイ５６の下面図である。
【０１７４】
ここで、図２４に示すように、本実施形態のレンズアレイ５６および光モジュール５５は、凹部１４、プリズム１６、反射／透過層１７および凹部１４内の充填材１８の各構成が、第４実施形態の図１８の構成と同様とされている。なお、本実施形態においては、プリズム１６における鍔部３６の左端部が、第４実施形態よりも短く形成されていて凹部１４内の充填材１８上に位置されているが、このような第４の実施形態との構成を差異を設けるか否かは任意としてもよい。
【０１７５】
また、図２４に示すように、本実施形態においては、図２３に示した第７実施形態と同様に、光電変換装置３が、半導体基板６におけるレンズアレイ５６に臨む面であって受光素子８に対する図２４の左方近傍位置に、第２のレンズ面１２の整列方向に沿って整列形成された複数の第２の受光素子４７を備えている。さらに、図２４および図２７に示すように、本実施形態においては、第７実施形態と同様に、レンズアレイ４の下端面４ａ（ザグリ部２３の底面２３ａ）における各第２の受光素子４７に臨む位置に、第２のレンズ面１２の整列方向に沿って複数の第４のレンズ面４８が整列形成されている。
【０１７６】
これら第２の受光素子４７および第４のレンズ面４８は、第７実施形態と同様に光信号の受信に対応するための構成である。
【０１７７】
ただし、本実施形態においては、光信号の受信を、第７実施形態のような一心双方向（ＢｉＤｉ）によって行うのではなく、図２４に示すように、第２の伝送体としての受信専用の第２の光ファイバ５８を用いて行うようになっている。なお、第２の光ファイバ５８は、送信用の光ファイバ５の近傍（図２４における下方近傍）に、送信用の光ファイバ５と同一のコネクタ１０内に保持された状態で並列配置されている。本実施形態において、第２の光ファイバ５８は、送信用の光ファイバ５の整列方向と同方向に沿って、送信用の光ファイバ５と同一ピッチで同数（１２本）整列されている。また、第２の光ファイバ５８の本数は、第２の受光素子４７および第４のレンズ面４８と同数とされている。
【０１７８】
そして、本実施形態においては、これら複数の第２の光ファイバ５８におけるレンズアレイ５６に臨む各端面５８ａから、レンズアレイ５６に向けてレーザ光が出射されるようになっている。このレーザ光は、受信用の光信号に相当する。
【０１７９】
また、図２４および図２６に示すように、レンズアレイ４の左端面４ｂにおける各第２のレンズ面１２に対してこれらの整列方向に直交する方向（図２４における下方向）において隣位する位置であって、各第２の光ファイバ５８の端面５８ａに臨む位置には、各第２の光ファイバ５８から出射された光が入射する第２の光ファイバ５８と同数の第５のレンズ面６０が形成されている。これら複数の第５のレンズ面６０は、第２のレンズ面１２の整列方向に沿って第２のレンズ面１２と同一ピッチで整列形成されている。なお、第５のレンズ面６０は、第２のレンズ面と同径であってもよい。
【０１８０】
さらに、図２４および図２５に示すように、レンズアレイ４の上端面４ｃにおける凹部１４に対する左側の位置には、第２の凹部６１が、第１のレンズ面１１と第２のレンズ面１２とを結ぶ光路上であって凹部１４よりも左側に位置するように凹入形成されている。
【０１８１】
ここで、図２４に示すように、第２の凹部６１は、その内面の一部（第２の凹部６１の図２４における右側面）をなす第３の光学面６１ａを有しており、この第３の光学面６１ａは、左端面４ｂに対して平行に形成されている。
【０１８２】
このような第３の光学面６１ａには、図２４に示すように、凹部１４における第２の光学面１４ｂに入射した後に第２のレンズ面１２側に向かって進行した各発光素子７ごとのレーザ光ＬＴが、図２４における右方から垂直入射する。
【０１８３】
また、図２４に示すように、第２の凹部６１は、その内面の一部であって、第３の光学面６１ａに対して図２４の左方において対向する部位（第２の凹部６１の図２４における左側面）をなす第４の光学面６１ｂを有しており、この第４の光学面６１ｂは、左端面４ｂに対して平行に形成されている。
【０１８４】
このような第４の光学面６１ｂには、図２４に示すように、第３の光学面６１ａに入射した後に第２のレンズ面１２側に向かって進行した各発光素子７ごとのレーザ光ＬＴが、図２４における右方から垂直入射する。
【０１８５】
さらに、図２４に示すように、第２の凹部６１は、その内面の一部、すなわち、第２の凹部６１の図２４における底面の中央部をなす第２の全反射面６１ｃを有している。この第２の全反射面６１ｃは、その上端部がその下端部よりも図２４における左側に位置するような傾斜面に形成されている。なお、第２の凹部６１の底面における第２の全反射面６１ｃ以外の部位は、レンズアレイ本体４の上端面４ｃに平行に形成されている。第２の全反射面６１ｃは、前述した全反射面４ｄと平行に形成してもよい。
【０１８６】
このような第２の全反射面６１ｃには、各第５のレンズ面６０に入射した各第２の光ファイバ５８ごとのレーザ光ＬＲが、図２４における左方から臨界角以上の入射角で入射する。そして、第２の全反射面６１ｃは、入射した各第２の光ファイバ５８ごとのレーザ光ＬＲを、各第４のレンズ面４８側（図２４における下方）に向けて全反射させる。
【０１８７】
このような構成によれば、各第２の光ファイバ５８から出射されたレーザ光ＬＲを、各第５のレンズ面６０、第２の全反射面６１ｃおよび各第４のレンズ面４８を経て、各第２の受光素子４７に結合させることができるので、光信号の受信に有効に対応することができる。
【０１８８】
特に、本実施形態の構成は、最近提案されたＣＸＰ規格による１２０Ｇｂｐｓの光通信（2009年9月Annex A6、InfiniBandアーキテクチャ仕様Vol.2 Release1.2.1参照）に適用するのに最適である。
【０１８９】
また、本実施形態においては、前述のように、第３の光学面６１ａおよび第４の光学面６１ｂのいずれにもレーザ光ＬＴが垂直入射するので、第２の全反射面６１ｃを部品点数を増やさず且つ離型性が確保できる形状に形成するために有効な要素と言える第２の凹部６１が、レーザ光ＬＴを屈折させて進行方向を変更してしまうことはない。したがって、光信号の送受信の双方を確実に両立させることができる。
【０１９０】
さらに、図２７に示すように、本実施形態においても、図１１に示した構成と同様に、レンズアレイ４の下端面４ａに光電変換装置３の位置決め用の嵌合穴部２４が形成されているが、本実施形態においては、この嵌合穴部２４が、図１１とは異なり、ザグリ部２３を挟んで１つずつ形成されている。ただし、本実施形態においても、光電変換装置３および光ファイバ５、５８の位置決め手段は、図示されているものに限定されるものではない。
【０１９１】
さらにまた、図２４に示すように、レンズアレイ本体４には、全反射面４ｄを内面の一部とした断面台形状の第３の凹部６３が形成されており、この第３の凹部６３は、プリズム１６の鍔部３６上に充填材１８を配置する際に、充填材１８が鍔部３６上から流出した場合に、これを溜めることによって、充填材１８の流出の進行を抑制可能とされている。
【０１９２】
なお、図２５および図２７に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ａ（ザグリ部２３の底面２３ａ）に、光電変換装置３の位置決め用のマーク６５を形成し、光学的手段を駆使することによって光電変換装置３の位置決めを行うようにしてもよい。
【０１９３】
また、設計の容易化の観点から、第５のレンズ面６０における光軸ＯＡ（５）は、左端面４ｂに垂直であることが望ましい。
【０１９４】
さらに、本実施形態の変形例の１つとして、凹部１４、プリズム１６、反射／透過層１７および充填材１８の各構成を、第４実施形態の図１９に示した構成もしくは第１〜第３、第５または第６実施形態に示した構成に置き換えてもよい。このような場合においても、光信号の受信にも対応する本実施形態に特有の構成が損なわれることはない。
【０１９５】
さらにまた、本実施形態の他の変形例として、図２８に示すように、第２の凹部６１がなす空間内における第３の光学面６１ａと第４の光学面６１ｂとの間に、レンズアレイ本体４と同屈折率に形成された第２のプリズム６７を配置してもよい。ただし、第２のプリズム６７は、第２の全反射面６１ｃには至らないような形状に形成する。このようにすれば、図２４に示した構成に比べて部品点数の増加はあるものの、第３の光学面６１ａおよび第４の光学面６１ｂにおけるフレネル反射を有効に抑制することができる。
【０１９６】
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。
【０１９７】
例えば、図２９に示すように、第８実施形態において説明した光信号の受信に対応するための第２の全反射面６１ｃを、第２の凹部６１を設けずに、凹部１４の内面の一部として凹部１４に作り込んでもよい。
【０１９８】
また、レンズアレイ本体４を、樹脂材料以外の透光性材料（例えば、ガラス）によって形成してもよい。
【０１９９】
さらに、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】
【０２００】
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
１３  第３のレンズ面
１４  凹部
１４ａ  第１の光学面
１４ｂ  第２の光学面
１６  プリズム
１６ａ  第１のプリズム面
１６ｂ  第２のプリズム面
１７  反射／透過層
１８  充填材
【図１】
2011211152.tif 000003
【図２】
2011211152.tif 000004
【図３】
2011211152.tif 000005
【図４】
2011211152.tif 000006
【図５】
2011211152.tif 000007
【図６】
2011211152.tif 000008
【図７】
2011211152.tif 000009
【図８】
2011211152.tif 000010
【図９】
2011211152.tif 000011
【図１０】
2011211152.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011211152.tif 000018
【図１７】
2011211152.tif 000019
【図１８】
2011211152.tif 000020
【図１９】
2011211152.tif 000021
【図２０】
2011211152.tif 000022
【図２１】
2011211152.tif 000023
【図２２】
2011211152.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2011211152.tif 000026
【図２５】
2011211152.tif 000027
【図２６】
2011211152.tif 000028
【図２７】
2011211152.tif 000029
【図２８】
2011211152.tif 000030
【図２９】
2011211152.tif 000031