JP5758725B2 - Lens array and optical module having the same - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a lens array and an optical module including the same, and more particularly to a lens array suitable for optically coupling a plurality of light emitting elements and an end face of an optical transmission body, and an optical module including the same.
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。 In recent years, application of so-called optical interconnection has become widespread as a technique for transmitting signals at high speed within a system apparatus or between apparatuses or between optical modules. Here, the optical interconnection refers to a technology in which an optical component is handled as if it were an electrical component and mounted on a mother board or a circuit board used for a personal computer, a vehicle, an optical transceiver, or the like.
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。 Optical modules used for such optical interconnections include, for example, internal connections between media converters and switching hubs, optical transceivers, medical equipment, test equipment, video systems, high-speed computer clusters, and other parts within equipment. There are various uses such as.
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。 As an optical component applied to this type of optical module, there is a demand for a lens array in which a plurality of small-diameter lenses are arranged and arranged, which is effective for realizing multi-channel optical communication in a compact configuration. Increasingly increasing.
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。 Here, conventionally, a photoelectric conversion device having a plurality of light emitting elements (for example, VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) can be attached to the lens array, and a plurality of optical fibers as an optical transmission body can be attached. It was possible.
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。 The lens array is thus arranged between the photoelectric conversion device and the plurality of optical fibers, and optically emits light emitted from each light emitting element of the photoelectric conversion device to the end face of each optical fiber. By combining them, it was possible to perform multi-channel optical transmission.
また、光電変換装置の中には、光送受信(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り、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、光ファイバの端面から出射された光を、受光素子に光学的に結合させるようになっていた。 In addition, in the photoelectric conversion device, a light receiving element that receives light including communication information that is propagated through the optical fiber and emitted from the end face of the optical fiber emits light so as to support optical transmission / reception (bidirectional communication). Some lens arrays are provided together with the elements, and the lens array corresponding to such a photoelectric conversion apparatus optically couples the light emitted from the end face of the optical fiber to the light receiving element.
さらに、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。 Further, the photoelectric conversion device includes a light receiving element for monitoring for monitoring light (particularly intensity or light amount) emitted from the light emitting element in order to stabilize the output characteristics of the light emitting element. Some lens arrays corresponding to such photoelectric conversion devices reflect a part of light emitted from the light emitting element to the light receiving element side for monitoring as monitor light.
このようなモニタ光を発生させる反射機能を備えた光送受信対応の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。
As an optical transmission / reception compatible lens array having a reflection function for generating such monitor light, for example, a proposal as shown in
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。
The lens array described in
また、特許文献1に記載のレンズアレイにおいては、レンズアレイ本体が、レンズ面の整列方向において、光送信用の領域(すなわち、反射/透過面および送信用のレンズ面を形成する領域)と光受信用の領域(すなわち、反射/透過面を形成せず、受信用のレンズ面を形成する領域)とに分割され、光送信用の構成部が光受信用の光路外に位置されるように構成されている。これにより、光送信用の構成部(反射/透過面)が光送信用の光路上だけでなく光受信用の光路上にまで位置される場合のように、光受信用の光路を設計する際に、光送信用の構成部による光受信用の光の進行方向の変更(屈折等)を加味する必要がなく、光受信用の独自の光路を容易に設計することを可能ならしめている。
In the lens array described in
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念頭に置きつつ、更なる付加価値を見出す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。
As a result of intensive studies to find further added value while keeping in mind the advantages of the lens array described in
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光送受信対応の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。 The present invention has been made in view of the above points, and includes an optical transmission / reception compatible lens array capable of efficiently obtaining monitor light and further reducing the size and increasing the number of channels. It is an object to provide an optical module.
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、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第1の受光素子および光伝送体を介して伝送された光を受光する複数の第2の受光素子が形成された光送受信用の第1の光電変換装置と、前記光伝送体との間に配置され、光送信のために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るとともに、光受信のために前記光伝送体の端面と前記複数の第2の受光素子とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記第1の光電変換装置として、前記複数の発光素子が所定の第1の方向に沿って整列形成され、前記発光素子の列に対して前記第1の方向に直交する第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記複数の第1の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成され、前記第1の受光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に、前記複数の第2の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成されたものが配置され、前記第1の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から、前記第3の方向側であって前記第1の光電変換装置と反対側に向かって延出され、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第1の光電変換装置に臨む第1の面に、前記第1の方向に沿って整列形成され、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の方向に沿って整列形成され、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、前記第1の面における前記第1のレンズ面の列に対して前記第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の方向に沿って整列形成され、前記第1の板状部の内部側から入射した前記複数の発光素子ごとのモニタ光を前記複数の第1の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第3のレンズ面と、前記第2の面における前記第2のレンズ面の列に対して前記第3の方向側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記光伝送体の端面から出射された前記伝送された光が入射する複数の第4のレンズ面と、前記第1の面における前記第3のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の第4のレンズ面にそれぞれ入射した前記伝送された光を、前記複数の第2の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第5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第1の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、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光の光路および前記複数の第4のレンズ面に入射した後の前記伝送された光の光路をそれぞれ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、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後の前記伝送された光を前記複数の第5のレンズ面側に透過させる第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の板状部側に近づくように直線状に傾斜する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の発光素子ごとの光を前記複数の第2のレンズ面に向けて全反射させ、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第1のプリズム面への入射前の前記伝送された光を前記第1のプリズム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遠くなるように直線状に傾斜する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の発光素子ごとの光が前記プリズムの内部側から入射し、また、前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第2のプリズム面への入射前の前記伝送された光が入射し、この入射した前記伝送された光を前記第2のプリズム面側に透過させる第3のプリズム面と、この第3のプリズム面上に、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置を含むとともに前記伝送された光の入射位置を除外する所定の範囲にわたって形成され、前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第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の前記間隙に充填された第1の充填材と、前記第3のプリズム面と前記第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。
In order to achieve the above-described object, the lens array according to
そして、この請求項1に係る発明によれば、複数の第1のレンズ面に入射した複数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第3のプリズム面上の反射/透過層によって複数の第2のレンズ面側および複数の第3のレンズ面側にそれぞれ分光させ、複数の第2のレンズ面側に分光された複数の発光素子ごとの光を、複数の第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、複数の第3のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数の発光素子ごとのモニタ光を、複数の第3のレンズ面によって複数の第1の受光素子側に出射させることができる。一方、複数の第4のレンズ面に入射した光伝送体を介して伝送された光を、第3のプリズム面における反射/透過層の非形成領域において透過させた後に、第2のプリズム面において複数の第5のレンズ面側に全反射させ、そして、これら複数の第5のレンズ面によって複数の第2の受光素子側に出射させることができる。これにより、光送信のための複数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、かつ、光受信のための光伝送体の端面と複数の第2の受光素子との光学的な結合を適正に行うことができる。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、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向に直交する方向において分割するとともに、光送信用光路・光受信用光路の別を反射/透過層の形成の有無によって選択することによって、多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体におけるレンズ面の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部(反射/透過層)外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、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。 According to the first aspect of the present invention, the light on each of the plurality of light emitting elements incident on the plurality of first lens surfaces is totally reflected on the second prism surface and then on the third prism surface. The light for each of the plurality of light emitting elements, which is split into the plurality of second lens surface sides and the plurality of third lens surface sides by the reflection / transmission layer, and is split into the plurality of second lens surface sides, The second lens surface can emit light toward the end surface of the optical transmission body, and monitor light for each of the plurality of light emitting elements dispersed with sufficient reflectance on the plurality of third lens surface sides can The three lens surfaces can emit light toward the plurality of first light receiving elements. On the other hand, after the light transmitted through the optical transmission body incident on the plurality of fourth lens surfaces is transmitted through the non-formation region of the reflection / transmission layer on the third prism surface, It is possible to totally reflect the plurality of fifth lens surfaces, and to emit the plurality of fifth lens surfaces to the plurality of second light receiving elements. As a result, it is possible to appropriately perform optical coupling between the plurality of light emitting elements for optical transmission and the end face of the optical transmission body, and to obtain monitor light reliably and efficiently, and for optical reception. Therefore, the optical coupling between the end face of the optical transmission body and the plurality of second light receiving elements can be appropriately performed. Further, by integrating the total reflection function (second prism surface) and the spectral function (reflection / transmission layer) at positions close to each other on one member (prism), a compact and easy design is possible. Further, the optical transmission area and the optical reception area are divided in a direction perpendicular to the alignment direction of the lens surfaces, and the optical transmission optical path and the optical reception optical path are separated depending on whether a reflection / transmission layer is formed. By selecting, when realizing multi-channel, it is possible to prevent the width of the lens surface alignment direction in the lens array body from becoming too large, and the optical path for optical reception can be used for optical transmission by a simple method. Therefore, a compact design and a simple design of the optical path for reception can be achieved while being multi-channel. Furthermore, by forming the refractive index difference between the prism and the second filler to be a predetermined value or less, the optical path between the second prism surface and the third prism surface, and the inside of the second filler Since it is confirmed that the light incident on the plurality of second lens surfaces is deviated from the center of each lens surface at the time of product inspection, this can be ensured. Locations that require dimensional adjustment to be eliminated can be reduced, and as a result, manufacturing can be facilitated.
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1の光電変換装置は、前記第2の受光素子の列が、前記発光素子の列と前記第1の受光素子の列との間の位置に配置され、前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列と前記第3のレンズ面の列との間の位置に配置され、前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部側の一部の領域上に形成され、前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部側の位置に配置されている点にある。 The lens array according to a second aspect of the present invention is the lens array according to the first aspect, wherein the first photoelectric conversion device includes a row of the second light receiving elements, a row of the light emitting elements, and the first light receiving element. The fifth lens surface column is disposed at a position between the first lens surface column and the third lens surface column; and In the second prism surface, the total reflection position of light for each of the plurality of light emitting elements is set closer to the first plate-like part than the total reflection position of the transmitted light, and the third prism surface is The light incident position for each of the plurality of light emitting elements is set closer to the first plate-like part than the transmitted light incident position, and the reflection / transmission layer is on the third prism surface. The second lens surface array is formed on a partial region on the first plate-like portion side, and the fourth lens surface is arranged on the fourth lens side. A said third direction relative to the column surface in that it is arranged at a position of the first plate-shaped portion.
そして、この請求項2に係る発明によれば、光伝送体の端面に対する所期の結合効率が高精度に求められる複数の発光素子ごとの光について、第2の充填材よりも密度の均一性に基づく光学的安定性に優れたプリズムの内部における光路長が、第2の充填材の内部における光路長よりも長くなるように光路設計することができるので、光伝送体の端面に対する結合効率を安定的に確保することができる。 According to the second aspect of the present invention, the density of the light for each of the plurality of light emitting elements for which the desired coupling efficiency with respect to the end face of the optical transmission body is required with high accuracy is more uniform than the second filler. It is possible to design the optical path so that the optical path length inside the prism with excellent optical stability based on the optical path length inside the second filler is longer, so that the coupling efficiency with respect to the end face of the optical transmission body can be improved. It can be secured stably.
さらに、請求項3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1の光電変換装置は、前記第2の受光素子の列が、前記発光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に配置され、前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に配置され、前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部と反対側の一部の領域上に形成され、前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部と反対側の位置に配置されている点にある。 The lens array according to a third aspect of the present invention is the lens array according to the first aspect, wherein the first photoelectric conversion device is configured such that the second light receiving element column is the second light emitting element column relative to the light emitting element column. The fifth lens surface row is located on the second direction side with respect to the first lens surface row, and is disposed at a position opposite to the optical transmission body. The second prism surface is disposed at a position opposite to the second plate-like portion, and the total reflection position of the light for each of the plurality of light emitting elements is higher than the total reflection position of the transmitted light. The third prism surface is set on the side opposite to the first plate-like portion, and the light incident position of each of the plurality of light emitting elements is greater than the incident position of the transmitted light. The reflection / transmission layer is opposite to the first plate-like portion on the third prism surface. The second lens surface row is on the third direction side and opposite to the first plate-like portion with respect to the fourth lens surface row. It is in the point arranged at the position of.
そして、この請求項3に係る発明によれば、第2のプリズム面以後の複数の発光素子ごとの光の光路を短縮することができるので、第2のプリズム面の傾斜角に製造上または組立上の誤差が生じた場合においても、この誤差が与える複数の発光素子ごとの光の結合効率への影響を緩和することができる。 According to the third aspect of the invention, the optical path of the light for each of the plurality of light emitting elements after the second prism surface can be shortened, so that the inclination angle of the second prism surface can be set in the manufacturing or assembly. Even when the above error occurs, the influence of the error on the light coupling efficiency of each of the plurality of light emitting elements can be reduced.
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3の面は、前記複数の第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。 Still further, the lens array according to a fourth aspect is characterized in that in any one of the first to third aspects, the third surface is orthogonal to an optical axis of the plurality of first lens surfaces. And the first prism surface is arranged in parallel with the third surface.
そして、この請求項4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。 According to the fourth aspect of the present invention, since the light for each of the plurality of light emitting elements can be vertically incident on the first filler and the first prism surface, the plurality of first lenses. A simple design that ensures the linearity of the optical path between the surface and the second prism surface can be performed, and the lens array body, the first filler, and the prism material (refractive index) can be freely selected. It is also possible to expand the degree.
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。
The lens array according to
そして、この請求項5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、光送受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。 According to the fifth aspect of the invention, since light refraction and Fresnel reflection can be suppressed for each of the plurality of light emitting elements at the interface between the third surface and the first filler, the third surface And a simple design in which the linearity of the optical path before and after the third surface is ensured without being constrained by the orthogonality between the first lens surface and the optical axis of the plurality of first lens surfaces. In addition, the generation of stray light that becomes an obstacle to the monitor can be suppressed.
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。
Further, the lens array according to
そして、この請求項6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、光送受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。 According to the sixth aspect of the present invention, light refraction and Fresnel reflection for each of the plurality of light emitting elements at the interface between the first filler and the first prism surface can be suppressed. A simple design in which the linearity of the optical path before and after the first prism surface is ensured without being constrained by the orthogonality between the prism surface and the optical axes of the plurality of first lens surfaces, In addition, it is possible to suppress the generation of stray light that hinders optical transmission and reception and monitoring.
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4の面は、前記複数の第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。
Still further, the lens array according to
そして、この請求項7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。 According to the seventh aspect of the invention, a simple design in which the linearity of the optical path before and after the fourth surface is ensured can be performed, and the lens array body and the second filler It is also possible to increase the degree of freedom in selecting the material (refractive index).
また、請求項8に係るレンズアレイの特徴は、請求項1〜7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。
The lens array according to
そして、この請求項8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、光送受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。 According to the eighth aspect of the invention, since light refraction and Fresnel reflection for each of the plurality of light emitting elements at the interface between the second filler and the fourth surface can be suppressed, A simple design in which the linearity of the optical path before and after the fourth surface is secured without being restricted by the orthogonality between the surface and the optical axes of the plurality of second lens surfaces can be performed. It is possible to suppress the generation of stray light that becomes an obstacle to transmission and reception and monitoring.
さらにまた、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、前記プリズムに対して前記第3の方向側から対面する前記第1の板状部の面の一部を凹入させて前記第3の面を形成し、前記第1の充填材を充填させる前記間隙を形成した点にある。
Furthermore, the lens array according to
そして、この請求項9に係る発明によれば、第1の板状部の面の一部を凹入させて第3の面を形成することによって、第1の充填材を充填させる間隙を容易に確保することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, a gap for filling the first filler can be easily formed by forming a third surface by recessing a part of the surface of the first plate-like portion. Can be secured.
また、請求項10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の板状部に対して前記第3の方向側から対面する前記プリズムの面の一部を凹入させて前記第1のプリズム面を形成し、前記第1の充填材を充填させる前記間隙を形成した点にある。 The lens array according to a tenth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the first to eighth aspects, further comprising a surface of the prism facing the first plate-like portion from the third direction side. The first prism surface is formed by recessing a part of the first prism surface, and the gap for filling the first filler is formed .
そして、この請求項10に係る発明によれば、プリズムの面の一部を凹入させて第1のプリズム面を形成することによって、第1の充填材を充填させる間隙を容易に確保することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, a gap for filling the first filler can be easily secured by forming a first prism surface by recessing a part of the prism surface. Can do.
さらにまた、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。
Still further, the lens array according to claim 11 is characterized in that, in any one of
そして、この請求項11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。 According to the eleventh aspect of the invention, since the filler also serves as the adhesive, the prism can be stably held and the number of parts can be reduced.
また、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。 A lens array according to a twelfth aspect is characterized in that, in any one of the first to eleventh aspects, the first filler and the second filler are the same. is there.
そして、この請求項12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。
According to the invention of
さらに、請求項13に係るレンズアレイの特徴は、請求項1〜12のいずれか1項において、更に、前記第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。
Furthermore, the lens array according to
そして、この請求項13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。
According to the invention of
さらにまた、請求項14に係るレンズアレイの特徴は、請求項1〜13のいずれか1項において、更に、前記プリズムは、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。
Furthermore, the feature of the lens array according to claim 14 is the lens array according to any one of
そして、この請求項14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。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the wall portion can suppress the outflow of the second filler onto the second prism surface, so that the total reflection function of the second prism surface is achieved. It can be secured properly.
また、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。 The lens array according to a fifteenth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the prism is formed on the edge of the third prism surface by the second filler. It has the convex step part for preventing the outflow onto the second prism surface.
そして、この請求項15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。 According to the fifteenth aspect of the present invention, the outflow of the second filler onto the second prism surface can be suppressed by the convex stepped portion, and thus the total reflection of the second prism surface. The function can be secured appropriately.
さらに、請求項16に係るレンズアレイの特徴は、請求項1〜15のいずれか1項において、更に、前記第1の光電変換装置に代わり、光送信専用の第2の光電変換装置として、前記第2の受光素子の列の代わりに前記発光素子の列が形成されていることによって前記発光素子の列を複数列有するとともに、これら複数列の発光素子に対応して前記第1の受光素子の列を複数列有するものを配置し、かつ、前記反射/透過層が前記第3のプリズム面上に前記所定の範囲にわたって形成された前記プリズムに代わり、前記反射/透過層が前記第3のプリズム面上に全面的に形成された前記プリズムを配置した状態で、光送信専用として、前記複数列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、前記第1の面には、前記第3のレンズ面の列が、前記第2の方向において互いに隣位するようにして複数列配置され、光送信専用としての使用状態において、前記複数の第5のレンズ面には、前記複数列の発光素子における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の発光素子ごとの光が入射し、前記第1のプリズム面には、前記複数の第5のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、前記第2のプリズム面は、前記複数の第5のレンズ面への入射後に前記第1のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記複数の第4のレンズ面に向けて全反射させ、前記反射/透過層は、前記複数の第5のレンズ面、前記第1のプリズム面および前記第2のプリズム面を経た後に前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第4のレンズ面側に透過させ、前記複数の第4のレンズ面は、前記反射/透過層によって透過され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点にある。
Furthermore, the feature of the lens array according to
そして、この請求項16に係る発明によれば、レンズアレイ本体に第3のレンズ面の列を初めから複数列形成しておけば、反射/透過層が全面的に形成されたプリズムを選択することによって光送信専用のレンズアレイを選択することができ、一方、反射/透過層が所定の範囲にわたって形成されたプリズムを選択することによって光送受信用のレンズアレイを選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。 According to the sixteenth aspect of the present invention, if a plurality of third lens surface rows are formed from the beginning in the lens array body, a prism having a reflection / transmission layer formed entirely is selected. Thus, a lens array dedicated to optical transmission can be selected, while a lens array for optical transmission / reception can be selected by selecting a prism having a reflection / transmission layer formed over a predetermined range. It is possible to easily and inexpensively select a usage pattern between transmission / reception and optical transmission only.
さらにまた、請求項17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、請求項1に記載の第1の光電変換装置とを備え、光送受信に用いられる点にある。
Furthermore, the optical module according to
そして、この請求項17に係る発明によれば、光送信のための複数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、かつ、光受信のための光伝送体の端面と複数の第2の受光素子との光学的な結合を適正に行うことができる。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る。さらに、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向に直交する方向において分割するとともに、光送信用光路・光受信用光路の別を反射/透過層の形成の有無によって選択することによって、多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体におけるレンズ面の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、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。 According to the seventeenth aspect of the present invention, the optical coupling between the plurality of light emitting elements for optical transmission and the end face of the optical transmission body can be appropriately performed, and the monitor light can be reliably and efficiently transmitted. In addition, the optical coupling between the end face of the optical transmission body for receiving light and the plurality of second light receiving elements can be performed appropriately. Further, by integrating the total reflection function and the spectral function at positions close to each other on one member, a compact and easy design is possible. Further, the optical transmission area and the optical reception area are divided in a direction perpendicular to the alignment direction of the lens surfaces, and the optical transmission optical path and the optical reception optical path are separated depending on whether a reflection / transmission layer is formed. By selecting, when realizing multi-channel, it is possible to prevent the width of the lens surface alignment direction in the lens array body from becoming too large, and the optical path for optical reception can be used for optical transmission by a simple method. Therefore, a compact design and a simple design of the optical path for reception can be achieved while being multi-channel. Furthermore, the linearity of the optical path between the 2nd prism surface and the 3rd prism surface, and the optical path inside a 2nd filler is ensured, and several 2nd lens in the case of product inspection When it is confirmed that the light incident on the surface is deviated from the center of each lens surface, it is possible to reduce the number of locations that require dimensional adjustments to eliminate this, contributing to easier manufacturing. Can do.
また、請求項18に係る光モジュールの特徴は、請求項16に記載のレンズアレイと、請求項16に記載の第2の光電変換装置とを備え、光送信専用に用いられる点にある。
The optical module according to
そして、この請求項18に係る発明によれば、請求項16に記載のレンズアレイおよび第2の光電変換装置を選択することによって光送信専用の光モジュールを提供することができる。 According to the eighteenth aspect of the present invention, an optical module dedicated to optical transmission can be provided by selecting the lens array and the second photoelectric conversion device according to the sixteenth aspect .
本発明によれば、光送受信に対応しつつ、モニタ光を効率的に得ることができるとともに、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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to respond | correspond to optical transmission / reception, while being able to obtain monitor light efficiently, further size reduction and multi-channeling can be achieved.
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12を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a lens array and an optical module including the same according to the present invention will be described with reference to FIGS.
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。
Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an outline of the
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、光送受信用の第1の光電変換装置5と光伝送体としての光送信用の光ファイバ6および光受信用の光ファイバ26との間に配置されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、第1の光電変換装置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Lt(光束のうちの中心光のみを図示)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Lt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整列(本実施形態においては12個)形成されていることによって発光素子8の列(一列)をなしている。さらに、図1に示すように、第1の光電変換装置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、発光素子8の列に対して第2の方向側であって光伝送体側の位置としての図1における左方位置に、複数の発光素子8からそれぞれ出射されたレーザ光Lt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(中心光のみを図示)を受光する発光素子8と同数の複数の第1の受光素子9を有している。第1の受光素子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整列形成されていることによって第1の受光素子9の列(一列)をなしている。また、各第1の受光素子9は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子8との間で、整列方向における位置が互いに一致している。第1の受光素子9は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図1に示すように、第1の光電変換装置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、発光素子8の列と第1の受光素子9の列との間の位置としての発光素子8の左方近傍位置に、光受信用の光ファイバ26を介して伝送された光Lr(中心光のみを図示)を受光するための発光素子8と同数の複数の第2の受光素子29を有している。第2の受光素子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整列形成されていることによって第2の受光素子29の列(一列)をなしている。第2の受光素子29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、第1の光電変換装置5には、第1の受光素子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Ltの出力を制御する制御回路が接続されている。このような第1の光電変換装置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、この第1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。
Here, the first
また、本実施形態における光送信用の光ファイバ6は、発光素子8および第1の受光素子9と同数本配設されており、図1における紙面垂直方向に沿って整列配置されている。これら光送信用の複数の光ファイバ6は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子8との間で、整列方向における位置が互いに一致している。さらに、本実施形態における光受信用の光ファイバ26は、第2の受光素子29と同数(本実施形態においては、発光素子8、第1の受光素子9および光送信用の光ファイバ6とも同数)配設されており、図1における紙面垂直方向に沿って整列配置されている。これら光受信用の複数の光ファイバ26は、整列方向の一方から数えて同じ順番の第2の受光素子29との間で、整列方向における位置が互いに一致している。また、図1に示すように、光受信用の光ファイバ26の列は、光送信用の光ファイバ6の列の上方に配置されている。各列の光ファイバ6、26は、例えば、それぞれ同寸のマルチモード方式の光ファイバ6、26とされているとともに、その端面6a、26a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。このような各列の光ファイバ6、26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。
In addition, the same number of
そして、レンズアレイ2は、このような第1の光電変換装置5と光送信用・光受信用の光ファイバ6、26との間に配置された状態で、光送信のために複数の発光素子8と光送信用の複数の光ファイバ6の端面6aとを光学的に結合させ、また、光受信のために光受信用の複数の光ファイバ26の端面26aと複数の第2の受光素子29とを光学的に結合させるようになっている。
The
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、第1の光電変換装置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から、第3の方向側における第1の光電変換装置5の反対側としての上方に向かって直角に延出された平面矩形状の縦板状の第2の板状部3bを有している。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、光送信用・光受信用の光ファイバ6、26の端面6a、26a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。
The
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、第1の光電変換装置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整列形成されていることによって第1のレンズ面11の列(一列)をなしている。これら複数の第1のレンズ面11は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子8との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図5に示すように、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、各発光素子8から出射されるレーザ光Lt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。
The lower end surface (plane) of the first plate-
このような複数の第1のレンズ面11には、図1に示すように、複数の発光素子8ごとに出射されたレーザ光Ltが入射する。より具体的には、任意の1つの第1のレンズ面11には、複数の発光素子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、各第1のレンズ面11は、入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltを第1の板状部3aの内部(上方)へと進行させる。なお、各第1のレンズ面11は、入射した各発光素子8ごとのレーザ光Lt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Ltを発散させてもよい。
As shown in FIG. 1, the laser light Lt emitted for each of the plurality of
一方、第2の板状部3bの左端面(平面)は、光送信用・光受信用の光ファイバ6、26の端面6a、26a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整列形成されていることによって第2のレンズ面12の列(一列)をなしている。これら複数の第2のレンズ面12は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子8との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図4に示すように、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、光送信用の各光ファイバ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。
On the other hand, the left end surface (plane) of the second plate-
このような複数の第2のレンズ面12には、図1に示すように、複数の発光素子8ごとに出射されたレーザ光Ltが、複数の第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、任意の1つの第2のレンズ面12には、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、各発光素子8ごとのレーザ光Ltの中心軸は、各第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、各第2のレンズ面12は、入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、収束させて各第2のレンズ面12に対応する光送信用の各光ファイバ6の端面6aに向けてそれぞれ出射させる。
As shown in FIG. 1, the laser light Lt emitted for each of the plurality of
このようにして、各発光素子8と光送信用の各光ファイバ6の端面6aとが各第1のレンズ面11および各第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。
In this manner, each
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、第1のレンズ面11の列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整列形成されていることによって第3のレンズ面13の列(一列)をなしている。これら複数の第3のレンズ面13は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子8との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図5に示すように、互いに隣位する第3のレンズ面13同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第3のレンズ面13の光軸OA(3)は、各第1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。
Further, as shown in FIGS. 2 and 5, on the first surface S <b> 1 and on the left side with respect to the row of the first lens surfaces 11, the same number of planar circular thirds as the
このような各第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)から各発光素子8ごとのモニタ光Mが入射する。より具体的には、任意の1つの第3のレンズ面13には、整列方向の一方から数えて任意の1つの第3のレンズ面13と同じ順番の発光素子8のモニタ光が、同じ順番の第1のレンズ面11を経由して入射する。そして、各第3のレンズ面13は、入射した各発光素子8ごとのモニタ光Mを、収束させて各第3のレンズ面13に光学的に対応する各第1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。
As shown in FIG. 1, monitor light M for each light emitting
さらにまた、図2および図4に示すように、第2の面S2上であって、第2のレンズ面12の列に対して第3の方向側における第1の板状部3aと反対側である上方位置には、光受信用の光ファイバ26と同数の平面円形状の第4のレンズ面(凸レンズ面)24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4のレンズ面24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整列形成されていることによって第4のレンズ面24の列(一列)をなしている。これら複数の第4のレンズ面24は、整列方向の一方から数えて同じ順番の光受信用の光ファイバ26との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図4に示すように、互いに隣位する第4のレンズ面24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、このような隣接状態は、図4に示すように、第2のレンズ面12との間においても成立するようにしてもよい。さらに、各第4のレンズ面24の光軸OA(4)は、光受信用の各光ファイバ26の端面26a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4のレンズ面24の光軸OA(4)は、第2の面S2に直交するようにする。
Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 4, on the second surface S <b> 2, the side opposite to the first plate-
このような複数の第4のレンズ面24には、図1に示すように、光受信用の複数の光ファイバ26ごとに出射されたレーザ光Lrが入射する。より具体的には、任意の1つの第4のレンズ面24には、光受信用の複数の光ファイバ26のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第4のレンズ面24と同じ順番の1つの光ファイバ26の端面26aからの出射光が入射する。そして、各第4のレンズ面24は、入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrを第2の板状部3bの内部(右方)へと進行させる。なお、各第4のレンズ面24は、入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lr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、各第4のレンズ面24を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Lrを発散させてもよい。
As shown in FIG. 1, laser light Lr emitted for each of the plurality of
また、図2および図5に示すように、第1の面S1上であって、第1のレンズ面11の列と第3のレンズ面の列との間の位置としての第1のレンズ面11の列に対する左方近傍位置には、光受信用の光ファイバ26と同数の平面円形状の第5のレンズ面(凸レンズ面)25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5のレンズ面25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整列形成されていることによって第5のレンズ面25の列(一列)をなしている。これら複数の第5のレンズ面25は、整列方向の一方から数えて同じ順番の光受信用の光ファイバ26との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図5に示すように、互いに隣位する第5のレンズ面25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、このような隣接状態は、図5に示すように、第1のレンズ面11との間においても成立するようにしてもよい。さらに、各第5のレンズ面25の光軸OA(5)は、各第2の受光素子29の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第5のレンズ面25の光軸OA(5)は、第1の面S1に直交するようにする。
Also, as shown in FIGS. 2 and 5, the first lens surface on the first surface S1 as a position between the first lens surface 11 row and the third lens surface row. In the vicinity of the left side of the eleventh row, the same number of planar circular fifth lens surfaces (convex lens surfaces) 25 as the optical receiving
このような複数の第5のレンズ面25には、図1に示すように、光受信用の複数の光ファイバ26ごとに出射されたレーザ光Lrが、複数の第4のレンズ面24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、任意の1つの第5のレンズ面25には、整列方向の一方から数えて任意の1つの第5のレンズ面25と同じ順番の光受信用の光ファイバ26の出射光が、同じ順番の第4のレンズ面24を経由して入射する。このとき、各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの中心軸は、各第5のレンズ面25の光軸OA(5)と一致することが望ましい。そして、各第5のレンズ面25は、入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrを、収束させて各第5のレンズ面25に対応する各第2の受光素子29に向けてそれぞれ出射させる。
As shown in FIG. 1, the laser light Lr emitted for each of the plurality of
このようにして、光受信用の各光ファイバ26の端面26aと各第2の受光素子29とが各第4のレンズ面24および各第5のレンズ面25を介して光学的に結合されるようになっている。
In this way, the end face 26 a of each
次に、光送信用・モニタ用のレンズ面11、12、13同士および光受信用のレンズ面24、25同士を中継する光路を形成するための具体的な手段について説明する。
Next, specific means for forming an optical path that relays between the optical transmitting / monitoring lens surfaces 11, 12, 13 and the optical receiving
すなわち、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の方向側であって第1の光電変換装置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。
That is, as shown in FIG. 1, the upper end surface of the first plate-
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、各第1のレンズ面11に入射した後の各発光素子8ごとのレーザ光Ltの光路および各第4のレンズ面24に入射した後の各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの光路をそれぞれ形成するようになっている。
Here, the optical path control
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。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
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を透過した後の各発光素子8ごとのレーザ光Lt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Lt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。また、図1に示すように、第1のプリズム面15aには、各第4のレンズ面24に入射した後の各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrが、上方から内部入射する。そして、第1のプリズム面15aは、内部入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrを、各第5のレンズ面25側に透過させる。このようにして透過された各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrは、第1の充填材16および第1の板状部3aを透過して各第5のレンズ面25に内部入射して、各第5のレンズ面25によって、これらに対応する各第2の受光素子29に向けてそれぞれ出射される。
As shown in FIG. 1, each of the
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。
Further, as shown in FIG. 1, the
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発光素子8ごとのレーザ光Lt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、内部入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、各第2のレンズ面12(左方)に向けて全反射させる。また、図1に示すように、第2のプリズム面15bには、各第4のレンズ面24への入射後かつ第1のプリズム面15aへの入射前の各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrが、臨界角より大きな入射角で左方から内部入射する。そして、第2のプリズム面15bは、内部入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrを、第1のプリズム面15aに向けて全反射させる。このようにして全反射された各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrは、前述のように第1のプリズム面15aに内部入射する。
As shown in FIG. 1, the laser beam Lt for each light emitting
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。
Further, as shown in FIG. 1, the
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発光素子8ごとのレーザ光Ltが右方から内部入射する。また、図1に示すように、第3のプリズム面15cには、各第4のレンズ面24への入射後かつ第2のプリズム面15bへの内部入射前の各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrが左方から入射する。このようにして入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrは、第3のプリズム面15cを透過した後に、前述のように第2のプリズム面15bに内部入射する。
On such
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、各発光素子8ごとのレーザ光Ltの入射位置を含むとともに各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの入射位置を除外する所定の範囲として、第1の板状部3a側の半部(下半部)の領域にわたって、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。
In addition to the
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上の入射位置に内部入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltが直ちに入射する。そして、反射/透過層17は、入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、所定の反射率で、各発光素子8にそれぞれ対応する各発光素子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Lt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Lt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。
As shown in FIG. 1, the laser light Lt for each light emitting
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、対応する各第3のレンズ面13に内部入射し、各第3のレンズ面13からこれらに対応する各第1の受光素子9に向けてそれぞれ出射される。
Thus, the monitor light M for each light emitting
また、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。
Moreover, as shown in FIG. 1, between the reflection /
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発光素子8ごとのレーザ光Ltが直ちに入射する。このとき、第2の充填材18に対する各発光素子8ごとのレーザ光Ltの入射方向は、反射/透過層17に対する各発光素子8ごとのレーザ光Lt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Lt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に入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltは、第2の充填材18の内部の光路上を各第2のレンズ面12側に向かって進行する。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、各発光素子8ごとのレーザ光Ltが第2の充填材18に入射する際に、各レーザ光Lt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発光素子8ごとのレーザ光Ltは、第2の板状部3bを透過して各第2のレンズ面12に内部入射して、各第2のレンズ面12によって、これらに対応する光送信用の各光ファイバ6の端面6aに向けてそれぞれ出射される。また、図1に示すように、第2の充填材18には、各第4のレンズ面24への入射後かつ第3のプリズム面15cへの入射前の各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrが左方から入射する。そして、第2の充填材18の内部の光路上を進行した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrは、前述のように第3のプリズム面15c上の入射位置に入射する。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、各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrが第3のプリズム面15cに入射する際に、各レーザ光Lrに屈折が生じることはない。
As shown in FIG. 1, the laser light Lt for each light emitting
そして、このような構成によれば、各第1のレンズ面11に入射した各発光素子8ごとのレーザ光Lt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側にそれぞれ分光させることができる。そして、各第2のレンズ面12側に分光(透過)された各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、各第2のレンズ面12によって光送信用の各光ファイバ6の端面6a側に出射させ、また、各第3のレンズ面13側に十分な反射率で分光(反射)された各発光素子8ごとのモニタ光Mを、各第3のレンズ面13によって各第1の受光素子9側に出射させることができる。一方、各第4のレンズ面24に入射した光受信用の各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrを、第3のプリズム面15cにおける反射/透過層17の非形成領域において透過させた後に、第2のプリズム面15bにおいて各第5のレンズ面25側に全反射させ、そして、各第5のレンズ面25によって各第2の受光素子29側に出射させることができる。これにより、光送信のための各発光素子8と各光ファイバ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、なおかつ、光受信のための各光ファイバ26の端面26aと各第2の受光素子29との光学的な結合を適正に行うことができる。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、特許文献1のように、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向において分割するのではなく、レンズ面の整列方向に直交する方向において分割し、また、光送信用光路・光受信用光路の別を反射/透過層17の形成の有無によって選択することができる。これにより、本発明のような多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体3におけるレンズ面11、12、13、24、25の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部(反射/透過層17)外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ光受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、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、製品検査の際に各第2のレンズ面12に入射するレーザ光Lt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。
According to such a configuration, the laser light Lt for each light emitting
更に、本実施形態においては、前述のように、第1の光電変換装置5において、第2の受光素子29の列が、発光素子8の列と第1の受光素子9の列との間の位置に配置されていることにともなって、第5のレンズ面25の列が、第1のレンズ面11の列と第3のレンズ面13の列との間の位置に配置されている。また、第2のプリズム面15bは、各発光素子8ごとのレーザ光Ltの全反射位置が、各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの全反射位置よりも第1の板状部3a側に設定され、第3のプリズム面15cは、各発光素子8ごとのレーザ光Ltの入射位置が、各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの入射位置よりも第1の板状部3a側に設定されている。さらに、反射/透過層17が、第3のプリズム面15cにおける第1の板状部3a側の一部の領域上に形成され、また、第2のレンズ面12の列が、第4のレンズ面24の列に対して第1の板状部3a側の位置に配置されている。
Further, in the present embodiment, as described above, in the first
そして、このような構成によれば、光送信用の各光ファイバ6の端面6aに対する所期の結合効率が高精度に求められる各発光素子8ごとのレーザ光Ltについて、第2の充填材18よりも密度の均一性に基づく光学的安定性に優れたプリズム15の内部における光路長が、第2の充填材18の内部における光路長よりも長くなるように光路設計することができるので、各光ファイバ6の端面6aに対する結合効率を安定的に確保することができる。
According to such a configuration, the
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。
In addition to the above configuration, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the third surface S3 is formed so as to be orthogonal to the optical axis OA (1) of each first lens surface 11. In addition, the
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、各発光素子8ごとのレーザ光Ltを垂直入射させることができるので、各第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。
According to such a configuration, the laser light Lt for each light emitting
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、各第2のレンズ面12の光軸OA(2)および各第4のレンズ面24の光軸OA(4)に直交するように形成され、反射/透過層17を透過した各発光素子8ごとのレーザ光Ltが第2の充填材18側から垂直入射し、また、各第4のレンズ面24に入射した各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrが第2の充填材18に垂直入射するようになっている。
In addition to the above configuration, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the fourth surface S4 includes the optical axis OA (2) of each
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。
And according to such a structure, the simple design with which the linearity of the optical path before and behind 4th surface S4 was ensured can be performed, and also the lens array
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。
In addition to the above configuration, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the inclination angle of the
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。また、第2のプリズム面15bにおける各発光素子8ごとのレーザ光Ltの全反射角および各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの全反射角ならび反射/透過層17における各発光素子8ごとのレーザ光Lrの全反射角を90°に設計することができるので、光路設計が更に容易となる。
According to such a configuration, the
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。
In addition to the above configuration, the refractive index difference between the
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発光素子8ごとのレーザ光Lt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、光送受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。
And if comprised in this way, since refraction | bending and Fresnel reflection of the laser beam Lt for each light emitting
上記構成に加えて、更に、第1の充填材16とプリズム15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。
In addition to the above configuration, the refractive index difference between the
そして、このように構成すれば、第1の充填材16と第1のプリズム面15aとの界面における各発光素子8ごとのレーザ光Lt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15aと各第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1のプリズム面15a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、光送受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。
And if comprised in this way, since refraction | bending and Fresnel reflection of the laser beam Lt for each light emitting
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。
In addition to the above configuration, the refractive index difference between the
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発光素子8ごとのレーザ光Ltおよび各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの屈折ならびにフレネル反射を抑制することができる。これにより、前述した第4の面S4と各第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、光送受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。
With this configuration, the refraction and Fresnel reflection of the laser light Lt for each light emitting
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。
In addition to the above configuration, the
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。 And according to such a structure, since the operation | work which changes a filler at the time of an assembly is no longer required, a manufacturing process can be simplified and manufacture becomes easier.
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。
In addition to the above configuration, the
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。 And according to such a structure, cost reduction can be aimed at by unifying materials.
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、第1の光電変換装置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よりも第1の光電変換装置5側(図1における下方)に突出形成されているとともに、先端面(下端面)において第1の光電変換装置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、26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、26側(図1における左方)に突出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、26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および第1の光電変換装置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に対する第1の光電変換装置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および第1の光電変換装置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および第1の光電変換装置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、26(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設された第3の板状部3eを有している。この第3の板状部3eは、必要に応じて設けるようにしてもよい。
In addition to the above configuration, as shown in FIGS. 1 and 5, the
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。 Furthermore, in addition to the configuration described above, various modifications can be applied to the present invention.
(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。
(First modification)
For example, as shown in FIG. 6, as the
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。
According to such a configuration, when the
(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。
(Second modification)
As shown in FIG. 7, the
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。
Even in such a configuration, a filling space (gap) of the
(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。
(Third Modification)
Further, as shown in the left side view of FIG. 8A and the plan view of FIG. 8B, the
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が第3のプリズム面15c上および反射/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。
According to such a configuration, the
(第4の変形例)
さらにまた、前述したレンズ面11〜13、24、25、発光素子8、受光素子9、29、光ファイバ6、26および反射/透過層17の各構成部について、それぞれの光学性能を保持しつつ図9に示すようにレイアウトを変更してもよい。
(Fourth modification)
Furthermore, the above-described lens surfaces 11 to 13, 24 and 25, the
すなわち、図9に示すように、本変形例において、第1の光電変換装置5は、第2の受光素子29の列が、発光素子8の列に対する右方位置(第2の方向側であって光ファイバ6、26と反対側の位置)に配置されている。また、これにともなって、図9に示すように、第5のレンズ面25の列は、第1のレンズ面11の列に対する右方位置(第2の方向側であって第2の板状部3bと反対側の位置)に配置されている。さらに、図9に示すように、第2のプリズム面15bは、各発光素子8ごとのレーザ光Ltの全反射位置が、各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの全反射位置よりも第1の板状部3aと反対側(上方)に設定され、また、第3のプリズム面15cは、各発光素子8ごとのレーザ光Ltの入射位置が、各光ファイバ26ごとのレーザ光Lrの入射位置よりも第1の板状部3aと反対側に設定されている。さらにまた、図9に示すように、反射/透過層17は、第3のプリズム面15c上に、本変形例における所定の範囲としての第1の板状部3aと反対側の一部の領域(上半部)にわたって形成されている。また、図9に示すように、第2のレンズ面12の列は、第4のレンズ面24の列に対する上方位置(第3の方向側であって第1の板状部3aと反対側の位置)に配置されている。
That is, as shown in FIG. 9, in the present modification, the first
このような構成によれば、第2のプリズム面15b以後の各発光素子8ごとのレーザ光Ltの光路を短縮することができるので、第2のプリズム面15bの傾斜角に製造上(樹脂成形上)または組立上の誤差が生じた場合においても、この誤差が与える各発光素子8ごとのレーザ光Ltの結合効率への影響を緩和することができる。
According to such a configuration, the optical path of the laser light Lt for each light emitting
なお、本変形例の構成に、更に、第1〜第3の変形例を組み合わせてもよいことは勿論である。 Needless to say, the first to third modified examples may be further combined with the configuration of the modified example.
(第5の変形例)
また、図10に示すように、第1の面S1に、第3のレンズ面13の列を、横方向(第2の方向)において互いに隣位するようにして2列配置してもよい。
(Fifth modification)
As shown in FIG. 10, two rows of third lens surfaces 13 may be arranged on the first surface S1 so as to be adjacent to each other in the lateral direction (second direction).
このような本変形例のレンズアレイ本体3は、図11に示すように、前述した第1の光電変換装置5と、反射/透過層17が第3のプリズム面15c上に所定の範囲にわたって形成されたプリズム15と、光送信用・光受信用の光ファイバ6、26とを配置した状態で、光送受信用のレンズアレイ2および光モジュール1を構成することができる。図11に示すレンズアレイ2は、光学的に機能しない第3のレンズ面13が一列追加されているという点以外は、図1〜図5に示した構成と同様である。
As shown in FIG. 11, in the lens array
一方、本変形例のレンズアレイ本体3は、図12に示すように、光送信専用の第2の光電変換装置35と、反射/透過層17が第3のプリズム面15c上に全面的に形成されたプリズム15と、光送信用の2列の光ファイバ6とを配置した状態で、光送信専用のレンズアレイ2’および光モジュール1’を構成することができる。ただし、図12に示すように、第2の光電変換装置35は、第1の光電変換装置5における第2の受光素子29の列の配置位置に相当する位置に、第2の受光素子29の列の代わりに発光素子8の列が形成されていることによって発光素子8の列を2列有しているとともに、これら2列の発光素子8に対応して第1の受光素子9の列を2列有している。
On the other hand, as shown in FIG. 12, in the lens array
図12に示すように、光送信専用としての使用状態において、各第5のレンズ面25には、2列の発光素子8のうちの各第1のレンズ面11に対応する列とは異なる列の各発光素子8ごとのレーザ光Ltが入射する。また、図12に示すように、第1のプリズム面15aには、各第5のレンズ面25に入射した後の各発光素子8ごとのレーザ光Ltが入射する。さらに、図12に示すように、第2のプリズム面15bは、各第5のレンズ面25への入射後に第1のプリズム面15aに入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、各第4のレンズ面24に向けて全反射させる。さらにまた、図12に示すように、反射/透過層17は、各第5のレンズ面25、第1のプリズム面15aおよび第2のプリズム面15bを経た後に第3のプリズム面15cに入射した各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、所定の反射率で各発光素子8ごとのモニタ光Mとして2列の第3のレンズ面13のうちの各第1のレンズ面11に対応する列とは異なる列の各第3のレンズ面13に向けて反射させるとともに、所定の透過率で各第4のレンズ面24側に透過させる。また、図12に示すように、各第4のレンズ面24は、反射/透過層17によって透過された各発光素子8ごとのレーザ光Ltを、光送信用の光ファイバ6の端面6aに向けてそれぞれ出射させる。このようにして、光送信のために2列の発光素子8と2列の光ファイバ6の端面6aとを光学的に結合することができ、その際に、各列ごとのモニタを行うことができる。
As shown in FIG. 12, in a use state dedicated to optical transmission, each
このような構成によれば、反射/透過層17が全面的に形成されたプリズム15を選択することによって光送信専用のレンズアレイ2’を選択することができ、一方、反射/透過層17が所定の範囲にわたって形成されたプリズム15を選択することによって光送受信用のレンズアレイ2を選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。
According to such a configuration, the
本変形例の構成に、更に、第1〜第4の変形例を組み合わせてもよいことは勿論である。 Of course, the configuration of the present modification may be further combined with the first to fourth modifications.
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。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change can be made in the limit which does not impair the characteristic of this invention.
例えば、発光素子8、第1の受光素子9、第2の受光素子29、第1〜第5のレンズ面11〜13、24、25は、2列以上設けてもよい。また、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。
For example, the
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 第1の光電変換装置
6 光ファイバ
8 発光素子
9 第1の受光素子
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
24 第4のレンズ面
25 第5のレンズ面
29 第2の受光素子
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記第1の光電変換装置として、前記複数の発光素子が所定の第1の方向に沿って整列形成され、前記発光素子の列に対して前記第1の方向に直交する第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記複数の第1の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成され、前記第1の受光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に、前記複数の第2の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成されたものが配置され、
前記第1の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から、前記第3の方向側であって前記第1の光電変換装置と反対側に向かって延出され、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第1の光電変換装置に臨む第1の面に、前記第1の方向に沿って整列形成され、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の方向に沿って整列形成され、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、
前記第1の面における前記第1のレンズ面の列に対して前記第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の方向に沿って整列形成され、前記第1の板状部の内部側から入射した前記複数の発光素子ごとのモニタ光を前記複数の第1の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第3のレンズ面と、
前記第2の面における前記第2のレンズ面の列に対して前記第3の方向側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記光伝送体の端面から出射された前記伝送された光が入射する複数の第4のレンズ面と、
前記第1の面における前記第3のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の第4のレンズ面にそれぞれ入射した前記伝送された光を、前記複数の第2の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第5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第1の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、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光の光路および前記複数の第4のレンズ面に入射した後の前記伝送された光の光路をそれぞれ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、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後の前記伝送された光を前記複数の第5のレンズ面側に透過させる第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の板状部側に近づくように直線状に傾斜する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の発光素子ごとの光を前記複数の第2のレンズ面に向けて全反射させ、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第1のプリズム面への入射前の前記伝送された光を前記第1のプリズム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遠くなるように直線状に傾斜する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の発光素子ごとの光が前記プリズムの内部側から入射し、また、前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第2のプリズム面への入射前の前記伝送された光が入射し、この入射した前記伝送された光を前記第2のプリズム面側に透過させる第3のプリズム面と、
この第3のプリズム面上に、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置を含むとともに前記伝送された光の入射位置を除外する所定の範囲にわたって形成され、前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第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の前記間隙に充填された第1の充填材と、
前記第3のプリズム面と前記第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。 A plurality of light-emitting elements, a plurality of first light-receiving elements for receiving monitor light for each light-emitting element for monitoring light emitted from the light-emitting elements, and a plurality of light-receiving elements transmitted through the optical transmitter A first photoelectric conversion device for optical transmission and reception in which a second light receiving element is formed, and the optical transmission body; and a plurality of light emitting elements and an end face of the optical transmission body for optical transmission; A lens array capable of optically coupling the end face of the optical transmission body and the plurality of second light receiving elements for optical reception,
As the first photoelectric conversion device, the plurality of light emitting elements are aligned and formed along a predetermined first direction, and on a second direction side orthogonal to the first direction with respect to the row of the light emitting elements. The plurality of first light receiving elements are aligned in the first direction at the position on the optical transmission body side, and are on the second direction side with respect to the row of the first light receiving elements. The plurality of second light receiving elements are arranged in alignment along the first direction at a position opposite to the optical transmission body,
A first plate-like portion of a lens array body facing the first photoelectric conversion device in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
The first plate-like portion extends from the end portion on the second direction side and on the optical transmission body side toward the third direction side and the opposite side to the first photoelectric conversion device. A second plate-like portion of the lens array body having the same refractive index as the first plate-like portion facing the end surface of the optical transmission body in the second direction;
Lights emitted from each of the plurality of light emitting elements are incident on the first surface of the first plate-like portion facing the first photoelectric conversion device along the first direction. A plurality of first lens surfaces;
The plurality of light emitting elements formed in alignment along the first direction on the second surface facing the end surface of the optical transmission body in the second plate-shaped portion and respectively incident on the plurality of first lens surfaces. A plurality of second lens surfaces for emitting light for each element toward the end face of the optical transmission body;
The first lens surface is aligned and formed along the first direction at a position on the second plate side on the second direction side with respect to the row of the first lens surfaces on the first surface, A plurality of third lens surfaces that respectively emit monitor light for each of the plurality of light emitting elements incident from the inside of the first plate-shaped portion toward the plurality of first light receiving elements;
The second surface is aligned and formed along the first direction at a position on the third direction side with respect to the row of the second lens surfaces, and is emitted from an end surface of the optical transmission body. A plurality of fourth lens surfaces on which the transmitted light is incident;
Alignment formation along the first direction at a position opposite to the second plate-like portion in the second direction with respect to the row of the third lens surfaces on the first surface. A plurality of fifth lens surfaces that respectively emit the transmitted light respectively incident on the plurality of fourth lens surfaces toward the plurality of second light receiving elements;
A predetermined gap is provided on the third direction side with respect to the third surface opposite to the first surface in the first plate-like portion and on the opposite side to the first photoelectric conversion device. And the optical path of the light for each of the plurality of light emitting elements after entering the plurality of first lens surfaces and the optical path of the transmitted light after entering the plurality of fourth lens surfaces. Each forming prism,
A part of the surface of the prism is disposed at a position facing the third surface, the light for each of the plurality of light emitting elements after entering the plurality of first lens surfaces is incident, and A first prism surface that transmits the transmitted light incident on the plurality of fourth lens surfaces incident from the inside of the prism to the plurality of fifth lens surfaces;
A part of the surface of the prism, the first prism surface relative to Jo Tokoro you linearly inclined so as to approach the second plate-shaped portion as the distance from the first prism surface The light of each of the plurality of light emitting elements incident on the first prism surface is totally reflected toward the plurality of second lens surfaces, and is incident from the inner side of the prism. A second prism surface that totally reflects the transmitted light after being incident on the plurality of fourth lens surfaces and before being incident on the first prism surface toward the first prism surface;
A part of the surface of the prism is formed, and the first prism surface is linearly inclined so as to become farther away from the second plate-like portion as the first prism surface is separated from the first prism surface. that Jo Tokoro of an inclined angle, the second light for each of the plurality of light emitting elements which are totally reflected by the prism surface is incident from the inside of the prism, also to said plurality of fourth lens surface A third prism surface that transmits the transmitted light incident on the second prism surface, and transmits the incident transmitted light to the second prism surface side; and
On the third prism surface, a light incident position for each of the plurality of light emitting elements is formed over a predetermined range excluding the incident position of the transmitted light, and is incident on the third prism surface. The light for each of the plurality of light emitting elements is reflected toward the plurality of third lens surfaces as monitor light for the plurality of light emitting elements with a predetermined reflectance, and the plurality of second light with a predetermined transmittance. A reflection / transmission layer that transmits to the lens surface side of
A first filler filled in the gap between the third surface and the first prism surface;
The third prism surface is filled between the second plate-like portion and the fourth surface opposite to the second surface, and the refractive index difference with the prism is set to a predetermined value or less. A lens array comprising: 2 filler.
前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列と前記第3のレンズ面の列との間の位置に配置され、
前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、
前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、
前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部側の一部の領域上に形成され、
前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部側の位置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。 In the first photoelectric conversion device, the column of the second light receiving elements is disposed at a position between the column of the light emitting elements and the column of the first light receiving elements.
The fifth lens surface row is disposed at a position between the first lens surface row and the third lens surface row,
In the second prism surface, the total reflection position of light for each of the plurality of light emitting elements is set closer to the first plate-like part than the total reflection position of the transmitted light,
In the third prism surface, an incident position of light for each of the plurality of light emitting elements is set closer to the first plate-like part than an incident position of the transmitted light,
The reflection / transmission layer is formed on a partial region on the first plate-like portion side in the third prism surface,
The second lens surface row is disposed at a position on the first plate-like portion side in the third direction with respect to the fourth lens surface row. The lens array according to claim 1.
前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に配置され、
前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、
前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、
前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部と反対側の一部の領域上に形成され、
前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部と反対側の位置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。 In the first photoelectric conversion device, the second row of light receiving elements is disposed at a position opposite to the optical transmission body on the second direction side with respect to the row of light emitting elements.
The fifth lens surface row is disposed at a position opposite to the second plate-shaped portion on the second direction side with respect to the first lens surface row,
In the second prism surface, a total reflection position of light for each of the plurality of light emitting elements is set on a side opposite to the first plate-like portion with respect to a total reflection position of the transmitted light,
In the third prism surface, an incident position of light for each of the plurality of light emitting elements is set on the side opposite to the first plate-like portion with respect to an incident position of the transmitted light,
The reflection / transmission layer is formed on a partial region on the opposite side of the first plate-like portion on the third prism surface,
The second lens surface row is arranged at a position opposite to the first plate-like portion on the third direction side with respect to the fourth lens surface row. The lens array according to claim 1.
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1〜3のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 The third surface is formed to be orthogonal to the optical axis of the plurality of first lens surfaces,
The lens array according to any one of claims 1 to 3, wherein the first prism surface is disposed in parallel with the third surface.
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。 5. The lens array according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the lens array main body and the first filler is a predetermined value or less.
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。 The lens array according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the first filler and the prism is set to a predetermined value or less.
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。 The fourth surface is formed so as to be orthogonal to the optical axes of the plurality of second lens surfaces, and the light for each of the plurality of light emitting elements that has passed through the reflection / transmission layer is on the second filler side. The lens array according to any one of claims 1 to 6, wherein the lens array is perpendicularly incident.
を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 The lens array according to any one of claims 1 to 7, wherein a difference in refractive index between the second filler and the lens array main body is a predetermined value or less.
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。 A part of the surface of the first plate-like portion facing the prism from the third direction side is recessed to form the third surface, and the first filler is filled. The lens array according to claim 1, wherein a gap is formed .
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。 A part of the surface of the prism facing the first plate portion from the third direction side is recessed to form the first prism surface, and the first filler is filled. The lens array according to claim 1, wherein the gap is formed .
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1〜10のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 The first filler and the second filler are made of a translucent adhesive,
The lens array according to any one of claims 1 to 10, wherein the prism is bonded to the lens array main body by the first and second fillers.
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。 The lens array according to claim 1, wherein the first filler and the second filler are the same.
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1〜12のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 The second prism surface is formed to have an inclination angle of 45 ° with respect to the first prism surface,
The third prism surface is formed so as to have a right angle to the second prism surface and an inclination angle of 45 ° with respect to the first prism surface. 13. The lens array according to any one of items 12.
を特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 The prism has a wall portion for preventing the second filler from flowing out onto the second prism surface at a boundary position between the second prism surface and the third prism surface. The lens array according to claim 1, wherein:
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。 The said prism has a convex level | step-difference part for preventing the outflow on the said 2nd prism surface of the said 2nd filler at the edge of the said 3rd prism surface. The lens array according to any one of 1 to 14.
前記第1の面には、前記第3のレンズ面の列が、前記第2の方向において互いに隣位するようにして複数列配置され、
光送信専用としての使用状態において、
前記複数の第5のレンズ面には、前記複数列の発光素子における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の発光素子ごとの光が入射し、
前記第1のプリズム面には、前記複数の第5のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、
前記第2のプリズム面は、前記複数の第5のレンズ面への入射後に前記第1のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記複数の第4のレンズ面に向けて全反射させ、
前記反射/透過層は、前記複数の第5のレンズ面、前記第1のプリズム面および前記第2のプリズム面を経た後に前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第4のレンズ面側に透過させ、
前記複数の第4のレンズ面は、前記反射/透過層によって透過され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こと
を特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 Instead of the first photoelectric conversion device, as a second photoelectric conversion device dedicated to optical transmission, a row of the light emitting elements is formed by forming a row of the light emitting elements instead of the row of the second light receiving elements. A plurality of rows of the first light receiving elements corresponding to the plurality of rows of light emitting elements, and the reflective / transmissive layer is disposed on the third prism surface. Instead of the prisms formed over a predetermined range, the plurality of rows of light emission are exclusively used for optical transmission in a state where the prisms whose reflection / transmission layers are formed entirely on the third prism surface are arranged. The element and the end face of the optical transmission body can be optically coupled,
A plurality of rows of the third lens surface are arranged on the first surface so as to be adjacent to each other in the second direction,
In the usage state dedicated to optical transmission,
The light from each of the plurality of light emitting elements in a row different from the row corresponding to the plurality of first lens surfaces in the plurality of rows of light emitting elements is incident on the plurality of fifth lens surfaces,
The light for each of the plurality of light emitting elements after entering the plurality of fifth lens surfaces is incident on the first prism surface,
The second prism surface directs the light for each of the plurality of light emitting elements incident on the first prism surface after being incident on the plurality of fifth lens surfaces toward the plurality of fourth lens surfaces. Totally reflected,
The reflection / transmission layer transmits the light for each of the plurality of light emitting elements that has entered the third prism surface after passing through the plurality of fifth lens surfaces, the first prism surface, and the second prism surface. A plurality of third lens surfaces in a row different from a row corresponding to the plurality of first lens surfaces in the plurality of third lens surfaces as monitor light for each of the plurality of light emitting elements with a predetermined reflectance. And reflecting toward the plurality of fourth lens surfaces with a predetermined transmittance,
The plurality of fourth lens surfaces respectively emit light for each of the plurality of light emitting elements transmitted by the reflection / transmission layer toward an end surface of the optical transmission body. The lens array according to any one of 15.
請求項1に記載の第1の光電変換装置と
を備え、
光送受信に用いられることを特徴とする光モジュール。 The lens array according to any one of claims 1 to 15,
A first photoelectric conversion device according to claim 1,
An optical module used for optical transmission / reception.
請求項16に記載の第2の光電変換装置と
を備え、
光送信専用に用いられることを特徴とする光モジュール。 A lens array according to claim 16;
The second photoelectric conversion device according to claim 16;
With
An optical module used exclusively for optical transmission .
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