JP2004233551A - 光通信モジュールおよびコネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで小形の光通信モジュールを提供する。
【解決手段】光ファイバ２の端面２ａの半分の領域を４５°の角度でカットして反射面２ｂを形成する。発光素子３は光ファイバ２の端面２ａと対向して配置され、受光素子４は反射面２ｂと対向して光ファイバ２の側部に配置される。発光素子３から出射した送信光は、光ファイバ２の端面２ａから入射し、この光ファイバ２を伝搬される。また、光ファイバ２を伝搬されてきた受信光は、反射面２ｂで反射し、光ファイバ２の側部から出射して受光素子４へ入射する。これいより、光学部品を用いることなく送信光と受信光の分離が行えるので、低コストで小形の光通信モジュール１が実現される。
【選択図】 図１
【解決手段】光ファイバ２の端面２ａの半分の領域を４５°の角度でカットして反射面２ｂを形成する。発光素子３は光ファイバ２の端面２ａと対向して配置され、受光素子４は反射面２ｂと対向して光ファイバ２の側部に配置される。発光素子３から出射した送信光は、光ファイバ２の端面２ａから入射し、この光ファイバ２を伝搬される。また、光ファイバ２を伝搬されてきた受信光は、反射面２ｂで反射し、光ファイバ２の側部から出射して受光素子４へ入射する。これいより、光学部品を用いることなく送信光と受信光の分離が行えるので、低コストで小形の光通信モジュール１が実現される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一芯双方向通信を行う光通信モジュールおよびこの光通信モジュールを備えたコネクタに関する。詳しくは、光ファイバの端面の形状を加工して、送信光と受信光の分離を行えるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は一芯双方向光ファイバ通信を行う光通信システムの概略構成例を示す説明図である。この光通信システム１００は、発光素子と受光素子を備えた光通信モジュール１０１の間を一本の光ファイバ１０２で接続したものである。そして、一方の光通信モジュール１０１Ａから他方の光通信モジュール１０１Ｂへデータを送信する場合は、光通信モジュール１０１Ａの発光素子から送信光を出射する。光通信モジュール１０１Ａの発光素子から出射した送信光は光ファイバ１０２を伝送され、他方の光モジュール１０１Ｂの受光素子で受光される。
【０００３】
他方の光通信モジュール１０１Ｂから一方の光通信モジュール１０１Ａへデータを送信する場合は、光通信モジュール１０１Ｂの発光素子から送信光を出射する。光通信モジュール１０１Ｂの発光素子から出射した送信光は、光通信モジュール１０１Ａからデータを送信する際に用いる光ファイバ１０２を伝送され、一方の光通信モジュール１０１Ａの受光素子で受光される。
【０００４】
以上のように、一方の光通信モジュール１０１Ａからデータを送信し、他方の光通信モジュール１０１Ｂでこのデータを受信する場合と、他方の光通信モジュール１０１Ｂからデータを送信し、一方の光通信モジュール１０１Ａでこのデータを受信する場合とで、同一の光ファイバ１０２を用いる技術を一芯双方向通信と呼ぶ。特に、送受信を同時に行う技術を一芯双方向全二重通信と呼んでいる。
【０００５】
さて、一芯双方向通信を行う光通信モジュール１０１では、送信光と受信光を分離する構成が必要である。従来は、送信光および受信光の分離のために送信光の反射光固有の偏光をビームスプリッタを用いて分離する方式が主流となっている。
【０００６】
しかしながら、ビームスプリッタは高価な光学部品であるので、通信モジュールの低コスト化が難しい。そのため、ビームスプリッタを用いない構成として、反射ミラーを用いて送受信光の分離を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
図１２はこのような従来の光通信モジュールの構成例を示す概略側面図である。発光素子１０３は光ファイバ１０２の光軸上に配置する。この発光素子１０３と光ファイバ１０２の端面との間に、透過率約５０％、反射率約５０％の反射ミラー１０４を配置する。受光素子１０５は、反射ミラー１０４での反射光の経路上に設ける。
【０００８】
以上の構成では、発光素子１０３からの送信光は反射ミラー１０４を透過して、光ファイバ１０２に入射する。これに対して、光ファイバ１０２から出射した受信光は反射ミラー１０４で反射し、受光素子１０５へ入射する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２４２３５４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射ミラーを利用した構成であっても、光通信モジュールの小型化は難しい。家庭内機器での使用を前提とした場合、光通信モジュールは、低コスト化だけでなく小型化も要求されるが、光路分離に光学部品を用いる構成では、低コスト化および小型化が困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、単純な構成で小型の光通信モジュールおよびこの光通信モジュールを備えたコネクタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光通信モジュールは、光ファイバを用いて一芯双方向通信を行う光通信モジュールにおいて、送信光を出射する発光素子と、受信光を入射する受光素子と、光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、光ファイバの端面と対向させて発光素子と受光素子のどちらか一方を配置するとともに、反射面と対向させて光ファイバの側部に発光素子と受光素子の残りの一方を配置し、かつ、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子を配置したものである。
【００１３】
本発明に係る光通信モジュールによれば、発光素子からの送信光あるいは受光素子への受信光を反射面で反射させ、送信光と受信光の分離が行われる。ここで、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子が配置され、送信光が直接受光素子へ入射することを防ぐ。
【００１４】
これにより、ビームスプリッタ等の光路分離のための光学部品を用いることなく、送信光と受信光の分離が行えるので、小形で安価な光通信モジュールを提供できる。また、クロストークを抑えて一芯双方向通信が行える光通信モジュールを提供できる。
【００１５】
本発明に係るコネクタは、上述した光通信モジュールを備えたものである。すなわち、電気信号と光信号の変換を行う回路と、送信光を出射する発光素子と、受信光を入射する受光素子と、光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、光ファイバの端面と対向させて発光素子と受光素子のどちらか一方を配置するとともに、反射面と対向させて光ファイバの側部に発光素子と受光素子の残りの一方を配置し、かつ、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子を配置した光通信モジュールを内蔵したものである。
【００１６】
本発明に係るコネクタによれば、発光素子からの送信光あるいは受光素子への受信光を反射面で反射させ、送信光と受信光の分離が行われる。これにより、ビームスプリッタ等の光路分離のための光学部品を用いることなく、送信光と受信光の分離が行えるので、光信号と電気信号の変換までを行える小形のコネクタを提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の光通信モジュールおよびコネクタの実施の形態を説明する。図１および図２は本実施の形態の光通信モジュール１の構成例を示し、図１は側面図、図２は要部正面図である。また、図３は光ファイバ２の要部構成例を示す斜視図である。
【００１８】
本実施の形態の光通信モジュール１は、家庭内機器間通信、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等に適用される。この光通信モジュール１は、光ファイバ２の端面２ａの一部を斜めにカットして反射面２ｂを形成し、この反射面２ｂで送信光と受信光の分離を行うことで、発光素子３と受光素子４を近接配置しつつ、クロストークを抑えるようにしたものであり、１本の光ファイバを用いて全二重双方向通信を行う光フロントエンドモジュールである。
【００１９】
光ファイバ２はフェルール２ｃに被覆され、ガイド５に設けたＶ字溝５ａにより支持される。この光ファイバ２の端面２ａの例えば半分の領域を、斜め４５°の角度でカットして反射面２ｂが形成される。発光素子３は例えば半導体レーザ（ＬＤ）で構成され、光ファイバ２の端面２ａと対向して配置される。
【００２０】
このように、光ファイバ２の端面２ａに発光素子３を対向して配置する構成とすることで、図２に示すように、光ファイバ２の端面２ａの反射面２ｂを設けていない側が送信光の入射面２ｄとなる。
【００２１】
受光素子４は例えばフォトダイオード（ＰＤ）で構成され、反射面２ｂと対向して光ファイバ２の光軸に対して９０°の位置に配置される。光ファイバ２を伝搬された受信光は、反射面２ｂで反射することで光軸に対して向きが９０°変化する。これにより、受信光は光ファイバ２の側面から出射し、受光素子４に入射する。反射面２ｂは、図２に示すように光ファイバ２の半分の領域に形成されるので、受光素子４は反射面２ｂが設けられる側にオフセットして配置される。
【００２２】
ここで、反射面２ｂは光ファイバ２の端面２ａの一部をカットして形成され、この端面２ａに対向して発光素子３が配置されるので、発光素子３と受光素子４は近接して配置される。
【００２３】
これにより、発光素子３からのレーザ光の最大広がり幅の外側に受光素子４が配置される。発光素子３のレーザ光の最大広がり幅は、発光方向に対して４５°程度であるので、発光点から垂直方向に４５°以上離した位置に受光素子４を配置すれば、発光素子３からの送信光が、直接受光素子４へ入射することが防止される。
【００２４】
発光素子３は、駆動回路を有するサブマウント６に実装される。発光素子３の支持部材であるこのサブマウント６のエッジと光ファイバ２の端面２ａを突き当てて取り付ける構成とすることで、光ファイバ２と発光素子３との位置関係が一義的に決まる。本例では、サブマウント６のエッジに、光ファイバ２の端面２ａと受光素子４の支持部材であるパッケージを突き当てて取り付ける構成としてある。これにより、光ファイバ２と発光素子３と受光素子４との位置関係が一義的に決まるので、アライメント精度の向上、および組立作業工程の簡易化が可能となる。
【００２５】
図４は光通信モジュール１の全体構成例を示す分解斜視図、図５は光通信モジュール１の要部構成例を示す一部破断斜視図である。光通信モジュール１は、例えばＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）形状のパッケージ１０に内蔵される。このパッケージ１０には、電流から電圧変換のためのアンプ回路１１や、発光素子３の駆動回路や信号整形回路等が組み込まれた集積回路（ＩＣ）１２等が実装される。また、光ファイバ２を内蔵したケーブル１３を接続する機構等を備える。このパッケージ１０が図示しない基板に実装され、基板間での光通信等が行われる。
【００２６】
次に、本実施の形態の光通信モジュール１の動作を説明する。信号を送出する場合は、双方向光通信に適した符号化をなされた入力信号が、駆動バイアスを印加された発光素子３に入力され、これにより、発光素子３から送信光７が出射する。
【００２７】
発光素子３から出射した送信光７は、光ファイバ２の端面２ａの入射面２ｄから入射する。ここで、送信光７の最大広がり幅より外側の範囲に受光素子４が配置されることで、光ファイバ２に入射した送信光７が受光素子４へ直接入射することを防いでいる。これにより、送信信号による受光素子４へのクロストークを低減することができる。
【００２８】
光ファイバ２へ入射した送信光７は、この光ファイバ２により構成される伝送路の他端に設置されている同構成の光通信モジュール１への受信光８となる。すなわち、光ファイバ２を伝搬されて光通信モジュール１へ入力した受信光８は、反射面２ｂで受光素子４へ向けて反射され、光ファイバ２の側面から出射して、受光素子４に入射する。そして、受光素子４に入射した受信光８は図示しない回路で電気信号に変換されて出力される。
【００２９】
ここで、反射面２ｂは、例えばアルミニウムによる蒸着膜を形成することで反射効率を高めることができる。また、光ファイバ２と空気との界面による全反射を利用することも可能である。この場合、反射面２ｂの精度により、反射効率を調整できる。
【００３０】
また、上述した例では光ファイバ２の端面２ａの半分の領域に反射面２ｂを形成しているが、この反射面２ｂの大きさを変えることでも、受信光の信号強度を調整できる。以上のことから、反射面２ｂの加工によって、送受信の信号強度の調整および信号光とノイズとのＳ／Ｎの調整を行うことができる。
【００３１】
図６は本実施の形態の光通信モジュールの変形例を示す側面図である。図６に示す光通信モジュール１Ａは、受光素子４を光ファイバ２の端面２ａに対向して配置し、発光素子３を反射面２ｂに対向して光ファイバ２の側部に配置したものである。
【００３２】
以上の構成では、発光素子３から出射した送信光７は反射面２ｂで反射し、光ファイバ２を伝搬される。また、光ファイバ２を伝搬されて光通信モジュール１Ａへ入力した受信光８は、光ファイバ２の端面２ａから出射して受光素子４へ入射する。
【００３３】
なお、発光素子３として、発光素子３を実装する基板に対して、平行な方向に光を出射する構成のものがある。この場合、図６に示す光通信モジュール１Ａでは、送信光を垂直に立ち上げるミラーを有するサブマウントを使用するか、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を使用する必要がある。
【００３４】
本実施の形態の光通信モジュールの他の変形例としては、図示しないが、反射面２ｂの向きを変えることで、受光素子４を光ファイバ２の横側に配置する構成とすることもできる。また、光ファイバ２を、Ｖ字溝５ａを有するガイド５ではなく、スルーホールで支持する構成とすることもできる。
【００３５】
本実施の形態の光通信モジュール１は、光路分離のための光学部品を持たず、かつ、発光素子３と受光素子４が光ファイバ２の端面２ａに近接して配置されるので、非常に小形なものとして実現できる。このため、既存のコネクタに内蔵することができる。
【００３６】
図７〜図９は光通信モジュール１を適用したコネクタの構成例を示す斜視図で、図７は既存の光コネクタ２１に適用したものである。例えば、光コネクタ２１と対に用いられる基板側の光コネクタ２２を光通信モジュール１で構成すれば、基板を小形にできる。
【００３７】
図８はＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ２３に適用したものである。本実施の形態の光通信モジュール１は、ＵＳＢコネクタ２３に内蔵することができるサイズで実現される。このように、ＵＳＢコネクタ２３に光通信モジュール１を内蔵すれば、ＵＳＢコネクタ２３内で光信号と電気信号の変換が行えるので、既存の機器間を光配線で結び、かつ、一芯双方向全二重通信を実現することができる。
【００３８】
図９はモジュラーコネクタ２４に適用したものである。本実施の形態の光通信モジュール１は、モジュラーコネクタ２４に内蔵することができるサイズで実現される。このように、モジュラーコネクタ２４に光通信モジュール１を内蔵すれば、モジュラーコネクタ２４内で光信号と電気信号の変換が行えるので、やはり既存の機器間を光配線で結び、かつ、一芯双方向全二重通信を実現することができる。
【００３９】
また、本実施の形態の光通信モジュール１は、上述したように非常に小形なものとして実現できるので、ＩＣチップに内蔵することができる。図１０は光通信モジュール１の適用例を示す斜視図で、この図１０はＩＣチップ２５に適用したものである。本実施の形態の光通信モジュール１は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＩＣチップ２５に内蔵することができるサイズで実現される。このように、ＩＣチップ２５に光通信モジュール１を内蔵すれば、ＩＣチップ２５内で光信号と電気信号の変換が行えるので、例えば、図示しないがＩＣチップ間を直接光ファイバで結び、一芯双方向全二重通信を実現することができる。さらに、ＩＣチップ２５のサイズによっては、多芯の光ファイバ２に対応して発光素子や受光素子を配置した光通信モジュールを搭載することもでき、大容量の通信に対応できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、光ファイバを用いて一芯双方向通信を行う光通信モジュールにおいて、送信光を出射する発光素子と、受信光を入射する受光素子と、光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、光ファイバの端面と対向させて発光素子と受光素子のどちらか一方を配置するとともに、反射面と対向させて光ファイバの側部に発光素子と受光素子の残りの一方を配置し、かつ、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子を配置したものである。
【００４１】
これにより、ビームスプリッタ等の光路分離のための光学部品を用いることなく、送信光と受信光の分離が行えるので、小形で安価な光通信モジュールを提供できる。また、クロストークを抑えて一芯双方向通信が行える光通信モジュールを提供できる。
【００４２】
また、本発明のコネクタは、上述した光通信モジュールを備えることで、光信号と電気信号の変換を行える機能を備えつつ、サイズを小形なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の光通信モジュールの構成例を示す側面図である。
【図２】本実施の形態の光通信モジュールの構成例を示す要部正面図である。
【図３】光ファイバの要部構成例を示す斜視図である。
【図４】光通信モジュールの全体構成例を示す分解斜視図である。
【図５】光通信モジュールの要部構成例を示す一部破断斜視図である。
【図６】本実施の形態の光通信モジュールの変形例を示す側面図である。
【図７】光通信モジュールを適用したコネクタの構成例を示す斜視図である。
【図８】光通信モジュールを適用したコネクタの構成例を示す斜視図である。
【図９】光通信モジュールを適用したコネクタの構成例を示す斜視図である。
【図１０】光通信モジュールの適用例を示す斜視図である。
【図１１】一芯双方向光ファイバ通信を行う光通信システムの概略構成例を示す説明図である。
【図１２】従来の光通信モジュールの構成例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１・・・光通信モジュール、２・・・光ファイバ、２ａ・・・端面、２ｂ・・・反射面、２ｃ・・・フェルール、２ｄ・・・入射面、３・・・発光素子、４・・・受光素子、５・・・ガイド、５ａ・・・Ｖ字溝、６・・・サブマウント、７・・・送信光、８・・・受信光、１０・・・パッケージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一芯双方向通信を行う光通信モジュールおよびこの光通信モジュールを備えたコネクタに関する。詳しくは、光ファイバの端面の形状を加工して、送信光と受信光の分離を行えるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は一芯双方向光ファイバ通信を行う光通信システムの概略構成例を示す説明図である。この光通信システム１００は、発光素子と受光素子を備えた光通信モジュール１０１の間を一本の光ファイバ１０２で接続したものである。そして、一方の光通信モジュール１０１Ａから他方の光通信モジュール１０１Ｂへデータを送信する場合は、光通信モジュール１０１Ａの発光素子から送信光を出射する。光通信モジュール１０１Ａの発光素子から出射した送信光は光ファイバ１０２を伝送され、他方の光モジュール１０１Ｂの受光素子で受光される。
【０００３】
他方の光通信モジュール１０１Ｂから一方の光通信モジュール１０１Ａへデータを送信する場合は、光通信モジュール１０１Ｂの発光素子から送信光を出射する。光通信モジュール１０１Ｂの発光素子から出射した送信光は、光通信モジュール１０１Ａからデータを送信する際に用いる光ファイバ１０２を伝送され、一方の光通信モジュール１０１Ａの受光素子で受光される。
【０００４】
以上のように、一方の光通信モジュール１０１Ａからデータを送信し、他方の光通信モジュール１０１Ｂでこのデータを受信する場合と、他方の光通信モジュール１０１Ｂからデータを送信し、一方の光通信モジュール１０１Ａでこのデータを受信する場合とで、同一の光ファイバ１０２を用いる技術を一芯双方向通信と呼ぶ。特に、送受信を同時に行う技術を一芯双方向全二重通信と呼んでいる。
【０００５】
さて、一芯双方向通信を行う光通信モジュール１０１では、送信光と受信光を分離する構成が必要である。従来は、送信光および受信光の分離のために送信光の反射光固有の偏光をビームスプリッタを用いて分離する方式が主流となっている。
【０００６】
しかしながら、ビームスプリッタは高価な光学部品であるので、通信モジュールの低コスト化が難しい。そのため、ビームスプリッタを用いない構成として、反射ミラーを用いて送受信光の分離を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
図１２はこのような従来の光通信モジュールの構成例を示す概略側面図である。発光素子１０３は光ファイバ１０２の光軸上に配置する。この発光素子１０３と光ファイバ１０２の端面との間に、透過率約５０％、反射率約５０％の反射ミラー１０４を配置する。受光素子１０５は、反射ミラー１０４での反射光の経路上に設ける。
【０００８】
以上の構成では、発光素子１０３からの送信光は反射ミラー１０４を透過して、光ファイバ１０２に入射する。これに対して、光ファイバ１０２から出射した受信光は反射ミラー１０４で反射し、受光素子１０５へ入射する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２４２３５４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射ミラーを利用した構成であっても、光通信モジュールの小型化は難しい。家庭内機器での使用を前提とした場合、光通信モジュールは、低コスト化だけでなく小型化も要求されるが、光路分離に光学部品を用いる構成では、低コスト化および小型化が困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、単純な構成で小型の光通信モジュールおよびこの光通信モジュールを備えたコネクタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光通信モジュールは、光ファイバを用いて一芯双方向通信を行う光通信モジュールにおいて、送信光を出射する発光素子と、受信光を入射する受光素子と、光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、光ファイバの端面と対向させて発光素子と受光素子のどちらか一方を配置するとともに、反射面と対向させて光ファイバの側部に発光素子と受光素子の残りの一方を配置し、かつ、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子を配置したものである。
【００１３】
本発明に係る光通信モジュールによれば、発光素子からの送信光あるいは受光素子への受信光を反射面で反射させ、送信光と受信光の分離が行われる。ここで、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子が配置され、送信光が直接受光素子へ入射することを防ぐ。
【００１４】
これにより、ビームスプリッタ等の光路分離のための光学部品を用いることなく、送信光と受信光の分離が行えるので、小形で安価な光通信モジュールを提供できる。また、クロストークを抑えて一芯双方向通信が行える光通信モジュールを提供できる。
【００１５】
本発明に係るコネクタは、上述した光通信モジュールを備えたものである。すなわち、電気信号と光信号の変換を行う回路と、送信光を出射する発光素子と、受信光を入射する受光素子と、光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、光ファイバの端面と対向させて発光素子と受光素子のどちらか一方を配置するとともに、反射面と対向させて光ファイバの側部に発光素子と受光素子の残りの一方を配置し、かつ、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子を配置した光通信モジュールを内蔵したものである。
【００１６】
本発明に係るコネクタによれば、発光素子からの送信光あるいは受光素子への受信光を反射面で反射させ、送信光と受信光の分離が行われる。これにより、ビームスプリッタ等の光路分離のための光学部品を用いることなく、送信光と受信光の分離が行えるので、光信号と電気信号の変換までを行える小形のコネクタを提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の光通信モジュールおよびコネクタの実施の形態を説明する。図１および図２は本実施の形態の光通信モジュール１の構成例を示し、図１は側面図、図２は要部正面図である。また、図３は光ファイバ２の要部構成例を示す斜視図である。
【００１８】
本実施の形態の光通信モジュール１は、家庭内機器間通信、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等に適用される。この光通信モジュール１は、光ファイバ２の端面２ａの一部を斜めにカットして反射面２ｂを形成し、この反射面２ｂで送信光と受信光の分離を行うことで、発光素子３と受光素子４を近接配置しつつ、クロストークを抑えるようにしたものであり、１本の光ファイバを用いて全二重双方向通信を行う光フロントエンドモジュールである。
【００１９】
光ファイバ２はフェルール２ｃに被覆され、ガイド５に設けたＶ字溝５ａにより支持される。この光ファイバ２の端面２ａの例えば半分の領域を、斜め４５°の角度でカットして反射面２ｂが形成される。発光素子３は例えば半導体レーザ（ＬＤ）で構成され、光ファイバ２の端面２ａと対向して配置される。
【００２０】
このように、光ファイバ２の端面２ａに発光素子３を対向して配置する構成とすることで、図２に示すように、光ファイバ２の端面２ａの反射面２ｂを設けていない側が送信光の入射面２ｄとなる。
【００２１】
受光素子４は例えばフォトダイオード（ＰＤ）で構成され、反射面２ｂと対向して光ファイバ２の光軸に対して９０°の位置に配置される。光ファイバ２を伝搬された受信光は、反射面２ｂで反射することで光軸に対して向きが９０°変化する。これにより、受信光は光ファイバ２の側面から出射し、受光素子４に入射する。反射面２ｂは、図２に示すように光ファイバ２の半分の領域に形成されるので、受光素子４は反射面２ｂが設けられる側にオフセットして配置される。
【００２２】
ここで、反射面２ｂは光ファイバ２の端面２ａの一部をカットして形成され、この端面２ａに対向して発光素子３が配置されるので、発光素子３と受光素子４は近接して配置される。
【００２３】
これにより、発光素子３からのレーザ光の最大広がり幅の外側に受光素子４が配置される。発光素子３のレーザ光の最大広がり幅は、発光方向に対して４５°程度であるので、発光点から垂直方向に４５°以上離した位置に受光素子４を配置すれば、発光素子３からの送信光が、直接受光素子４へ入射することが防止される。
【００２４】
発光素子３は、駆動回路を有するサブマウント６に実装される。発光素子３の支持部材であるこのサブマウント６のエッジと光ファイバ２の端面２ａを突き当てて取り付ける構成とすることで、光ファイバ２と発光素子３との位置関係が一義的に決まる。本例では、サブマウント６のエッジに、光ファイバ２の端面２ａと受光素子４の支持部材であるパッケージを突き当てて取り付ける構成としてある。これにより、光ファイバ２と発光素子３と受光素子４との位置関係が一義的に決まるので、アライメント精度の向上、および組立作業工程の簡易化が可能となる。
【００２５】
図４は光通信モジュール１の全体構成例を示す分解斜視図、図５は光通信モジュール１の要部構成例を示す一部破断斜視図である。光通信モジュール１は、例えばＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）形状のパッケージ１０に内蔵される。このパッケージ１０には、電流から電圧変換のためのアンプ回路１１や、発光素子３の駆動回路や信号整形回路等が組み込まれた集積回路（ＩＣ）１２等が実装される。また、光ファイバ２を内蔵したケーブル１３を接続する機構等を備える。このパッケージ１０が図示しない基板に実装され、基板間での光通信等が行われる。
【００２６】
次に、本実施の形態の光通信モジュール１の動作を説明する。信号を送出する場合は、双方向光通信に適した符号化をなされた入力信号が、駆動バイアスを印加された発光素子３に入力され、これにより、発光素子３から送信光７が出射する。
【００２７】
発光素子３から出射した送信光７は、光ファイバ２の端面２ａの入射面２ｄから入射する。ここで、送信光７の最大広がり幅より外側の範囲に受光素子４が配置されることで、光ファイバ２に入射した送信光７が受光素子４へ直接入射することを防いでいる。これにより、送信信号による受光素子４へのクロストークを低減することができる。
【００２８】
光ファイバ２へ入射した送信光７は、この光ファイバ２により構成される伝送路の他端に設置されている同構成の光通信モジュール１への受信光８となる。すなわち、光ファイバ２を伝搬されて光通信モジュール１へ入力した受信光８は、反射面２ｂで受光素子４へ向けて反射され、光ファイバ２の側面から出射して、受光素子４に入射する。そして、受光素子４に入射した受信光８は図示しない回路で電気信号に変換されて出力される。
【００２９】
ここで、反射面２ｂは、例えばアルミニウムによる蒸着膜を形成することで反射効率を高めることができる。また、光ファイバ２と空気との界面による全反射を利用することも可能である。この場合、反射面２ｂの精度により、反射効率を調整できる。
【００３０】
また、上述した例では光ファイバ２の端面２ａの半分の領域に反射面２ｂを形成しているが、この反射面２ｂの大きさを変えることでも、受信光の信号強度を調整できる。以上のことから、反射面２ｂの加工によって、送受信の信号強度の調整および信号光とノイズとのＳ／Ｎの調整を行うことができる。
【００３１】
図６は本実施の形態の光通信モジュールの変形例を示す側面図である。図６に示す光通信モジュール１Ａは、受光素子４を光ファイバ２の端面２ａに対向して配置し、発光素子３を反射面２ｂに対向して光ファイバ２の側部に配置したものである。
【００３２】
以上の構成では、発光素子３から出射した送信光７は反射面２ｂで反射し、光ファイバ２を伝搬される。また、光ファイバ２を伝搬されて光通信モジュール１Ａへ入力した受信光８は、光ファイバ２の端面２ａから出射して受光素子４へ入射する。
【００３３】
なお、発光素子３として、発光素子３を実装する基板に対して、平行な方向に光を出射する構成のものがある。この場合、図６に示す光通信モジュール１Ａでは、送信光を垂直に立ち上げるミラーを有するサブマウントを使用するか、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を使用する必要がある。
【００３４】
本実施の形態の光通信モジュールの他の変形例としては、図示しないが、反射面２ｂの向きを変えることで、受光素子４を光ファイバ２の横側に配置する構成とすることもできる。また、光ファイバ２を、Ｖ字溝５ａを有するガイド５ではなく、スルーホールで支持する構成とすることもできる。
【００３５】
本実施の形態の光通信モジュール１は、光路分離のための光学部品を持たず、かつ、発光素子３と受光素子４が光ファイバ２の端面２ａに近接して配置されるので、非常に小形なものとして実現できる。このため、既存のコネクタに内蔵することができる。
【００３６】
図７〜図９は光通信モジュール１を適用したコネクタの構成例を示す斜視図で、図７は既存の光コネクタ２１に適用したものである。例えば、光コネクタ２１と対に用いられる基板側の光コネクタ２２を光通信モジュール１で構成すれば、基板を小形にできる。
【００３７】
図８はＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ２３に適用したものである。本実施の形態の光通信モジュール１は、ＵＳＢコネクタ２３に内蔵することができるサイズで実現される。このように、ＵＳＢコネクタ２３に光通信モジュール１を内蔵すれば、ＵＳＢコネクタ２３内で光信号と電気信号の変換が行えるので、既存の機器間を光配線で結び、かつ、一芯双方向全二重通信を実現することができる。
【００３８】
図９はモジュラーコネクタ２４に適用したものである。本実施の形態の光通信モジュール１は、モジュラーコネクタ２４に内蔵することができるサイズで実現される。このように、モジュラーコネクタ２４に光通信モジュール１を内蔵すれば、モジュラーコネクタ２４内で光信号と電気信号の変換が行えるので、やはり既存の機器間を光配線で結び、かつ、一芯双方向全二重通信を実現することができる。
【００３９】
また、本実施の形態の光通信モジュール１は、上述したように非常に小形なものとして実現できるので、ＩＣチップに内蔵することができる。図１０は光通信モジュール１の適用例を示す斜視図で、この図１０はＩＣチップ２５に適用したものである。本実施の形態の光通信モジュール１は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＩＣチップ２５に内蔵することができるサイズで実現される。このように、ＩＣチップ２５に光通信モジュール１を内蔵すれば、ＩＣチップ２５内で光信号と電気信号の変換が行えるので、例えば、図示しないがＩＣチップ間を直接光ファイバで結び、一芯双方向全二重通信を実現することができる。さらに、ＩＣチップ２５のサイズによっては、多芯の光ファイバ２に対応して発光素子や受光素子を配置した光通信モジュールを搭載することもでき、大容量の通信に対応できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、光ファイバを用いて一芯双方向通信を行う光通信モジュールにおいて、送信光を出射する発光素子と、受信光を入射する受光素子と、光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、光ファイバの端面と対向させて発光素子と受光素子のどちらか一方を配置するとともに、反射面と対向させて光ファイバの側部に発光素子と受光素子の残りの一方を配置し、かつ、発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に受光素子を配置したものである。
【００４１】
これにより、ビームスプリッタ等の光路分離のための光学部品を用いることなく、送信光と受信光の分離が行えるので、小形で安価な光通信モジュールを提供できる。また、クロストークを抑えて一芯双方向通信が行える光通信モジュールを提供できる。
【００４２】
また、本発明のコネクタは、上述した光通信モジュールを備えることで、光信号と電気信号の変換を行える機能を備えつつ、サイズを小形なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の光通信モジュールの構成例を示す側面図である。
【図２】本実施の形態の光通信モジュールの構成例を示す要部正面図である。
【図３】光ファイバの要部構成例を示す斜視図である。
【図４】光通信モジュールの全体構成例を示す分解斜視図である。
【図５】光通信モジュールの要部構成例を示す一部破断斜視図である。
【図６】本実施の形態の光通信モジュールの変形例を示す側面図である。
【図７】光通信モジュールを適用したコネクタの構成例を示す斜視図である。
【図８】光通信モジュールを適用したコネクタの構成例を示す斜視図である。
【図９】光通信モジュールを適用したコネクタの構成例を示す斜視図である。
【図１０】光通信モジュールの適用例を示す斜視図である。
【図１１】一芯双方向光ファイバ通信を行う光通信システムの概略構成例を示す説明図である。
【図１２】従来の光通信モジュールの構成例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１・・・光通信モジュール、２・・・光ファイバ、２ａ・・・端面、２ｂ・・・反射面、２ｃ・・・フェルール、２ｄ・・・入射面、３・・・発光素子、４・・・受光素子、５・・・ガイド、５ａ・・・Ｖ字溝、６・・・サブマウント、７・・・送信光、８・・・受信光、１０・・・パッケージ
Claims (5)
- 光ファイバを用いて一芯双方向通信を行う光通信モジュールにおいて、
送信光を出射する発光素子と、
受信光を入射する受光素子と、
前記光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、
前記光ファイバの端面と対向させて前記発光素子と前記受光素子のどちらか一方を配置するとともに、前記反射面と対向させて前記光ファイバの側部に前記発光素子と前記受光素子の残りの一方を配置し、かつ、前記発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に前記受光素子を配置した
ことを特徴とする光通信モジュール。 - 前記反射面は、前記光ファイバの端面の半分の領域の一部あるいは全部を、斜めに傾斜させて形成した
ことを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。 - 前記光ファイバの端面と対向させて前記発光素子を配置するとともに、前記発光素子の支持部材を、前記光ファイバの端面に突き当てて取り付けた
ことを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。 - 前記発光素子の支持部材に、前記受光素子の支持部材を突き当てて取り付けた
ことを特徴とする請求項３記載の光通信モジュール。 - 電気信号と光信号の変換を行う回路と、
送信光を出射する発光素子と、
受信光を入射する受光素子と、
光ファイバの端面の一部を傾斜させて形成した反射面とを備え、
前記光ファイバの端面と対向させて前記発光素子と前記受光素子のどちらか一方を配置するとともに、前記反射面と対向させて前記光ファイバの側部に前記発光素子と前記受光素子の残りの一方を配置し、かつ、前記発光素子からの送信光の最大広がり幅の外側に前記受光素子を配置した光通信モジュールを内蔵した
ことを特徴とするコネクタ。
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