CN1424606A - 双向光通信模块 - Google Patents
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Abstract
在采用一条光纤能够进行全双重方式的通信的双向光通信模块中,在发送透镜的外周形成发散部,并且配置会聚接收光的薄膜的反射镜,由此,能够减少因内部散射光引起的干扰。提供一种发送光与接收光的干扰、特别是因内部散射光引起的干扰较少并且廉价小型的双向光通信模块。
Description
技术领域
本发明涉及利用一条光通信路径元件与光信号来进行双向通信的双向光通信模块,更加具体地涉及可以使用于家庭内通信、电子设备间的通信以及LAN(Local Area Network,局域网)等之中的双向光通信模块。
背景技术
随着信息化社会的发展,利用具有通过光信号的光通信路径中的光通信路径元件的网络技术,正受到关注。具有通过光信号的光通信路径的光通信路径元件是指,光纤或者塑料光纤。特别地,近年,随着塑料光纤(以下,记作POF)的低损耗化以及宽带域化,已经将POF应用于家庭内的通信以及电子设备间的通信。POF为约1mm的大口径。因此,POF容易与光通信模块耦合。又,通过使用POF,能够得到可容易地插拔光纤与光通信模块的光通信线路。
在作为传输媒体采用光纤并且进行同一波长的信号光的发送接收的光通信线路中,以往,主要采用二条光纤的全双重方式。然而,当采用二条光纤时,很难获得小型的光通信模块,并且随着传输距离增大,光纤耗费会增大。因此,提出一种即使采用一条光纤也能够进行全双重方式的光通信的双向光通信模块。
在上述双向光通信模块中,由一条光纤即同一条光纤进行发送以及接收。因此,关键在于防止发送给通信对方的光(发送光)与从通信对方接收到的光(接收光)的干扰。
在下述说明的4个情况下,会产生上述的干扰状况。
(1)当发送光入射到光纤时,光纤的端面反射发送光的情况(以下称这种反射为近端反射)。
(2)从光纤内出射通信对方接收的接收光时,该出射光被光纤的端面反射的情况。(以下,将这种反射称作为远端反射。)
(3)在通信对方的双向光通信模块中产生不需要的光的反射情况(以下,将这种反射称为对方模块反射)。
(4)在双向光通信模块内发生内部散射光的情况(以下,将这种在双向光通信模块内产生的内部散射光称作为内部散射光)。
在上述4种情况中,尤其是很能预料双向光通信模块内的散射。因此,很难可靠地减少(4)的内部散射光引起的干扰。
将光纤例如POF使用于电子设备间的通信等之中时,进行约1m这样较短距离的通信。在进行这种通信的情况下,从光纤出射的光可能会损伤人的眼睛。因此,在进行上述通信时,必须要考虑到人眼的安全性。出于对眼睛安全性的考虑,在进行上述通信时,必须要将发送光量(从光纤的出射量)设定得较低。
然而,对于光通信模块的光源,一般地采用半导体激光器。以下,记述作为光通信模块的光源采用半导体激光器时的注意点。
图18表示在光输出为非饱和的区域中半导体激光器的驱动电流与光输出的关系。在光输出非饱和的区域中,利用二条直线的构成的折线,能够近似地表示驱动电流与光输出的关系。图18的图形是将光输出作为纵轴、驱动电流作为横轴的图形。当比较二条直线时,若两直线的斜率虽然都为正,但斜率大小不同。如图18所示,当将光输出作为纵轴、驱动电流作为横轴时,两者表示从原点起的直线关系。然而,以某恒定值为界,直线的斜率变大。在图18中,将从原点起直到斜率发生变化的区域记作为B、斜率开始变大后的区域记作为A。又,将A区域的的直线延长,并且将其与横轴相交的点表示为Ith。该Ith是阈值电流。图18中记载为A的区域可以表示激光器的激励区域、记载为B的区域可以自然辐射区域。
作为偏置电流,当取大于Ith值的电流输入脉冲时,即使在脉冲信号为“0”的情况下,光输出也变大。因此,消光比增大。反之,当作为偏置电流接入小于Ith的电流时,会产生因激励延迟引起的脉冲宽度的减少(占空比的变化)。因此,通常将偏置电流设定在Ith附近。当将偏置电流设定在Ith附近时,即使脉冲信号为“0”,也会自然发射光,故由该自然发射光与脉冲信号为“1”时的光射出之比来决定消光比。例如,对于自然发射光为0.3mW的半导体激光器,当要使得消光比为10以上时,必须要将最大输出(脉冲信号为“1”时的输出)设定在3mW以上。如此,必须要关注占空比的变化以及消光比。
当将光纤使用于电子设备间的通信等之中时,必须要考虑到安全性(眼睛安全性)。出于对眼睛安全性的考虑,必须要将发送光量设定得较低。当作为光源采用半导体激光器时,作为用将发送光量设定得较低的方法,首先,可以列举使得半导体激光器的输出减少的方法。然而,当使得半导体激光器的输出减小时,很难满足上述注意点中所述的消光比。又,当使得偏置电流减小时,占空比会发生变化,在通信方面会引起问题。因此,通过减小半导体激光器的输出而想要将发送光量设定得较低时,消光比以及占空比会产生问题,而不能够得到令人满意的结果。
作为光源采用半导体激光器时,作为为了将发送光量设定得低的其他方法,可以列举减少从半导体激光器出射的光与光纤的耦合效率(发送效率)的方法。
作为上述降低发送效率的方法,有以下(a)、(b)所示的2种方法。
(a)利用光透过率低的滤波器或偏振元件减少光量的方法。
(b)在将从发光元件出射的光会聚并且使得光与光纤耦合时采用称作为发送透镜的透镜。通过减小该发送透镜的透镜直径,能够去除出射角度大的光线的方法。
当采用上述(a)的方法时,由产生干扰的情况(3)的对方模块反射所引起的干扰,程度变得更大。因此,很难将(a)的方法应用于利用一条光纤的全双重通信之中。又,(a)的方法也存在部件个数增多的问题。因此,对于利用一条光纤的全双重通信,一般采用(b)的方法。
然而,在该(b)的方法中,实际上无助于发送的光(被发送透镜去除的光)增加。因此,存在因干扰发生的情况(4)的内部散射光引起的干扰容易增加的问题。特别地,当为了利用一条光纤进行全双重通信,必须要使得从光纤出射的接收光能够高效地与受光元件耦合。然而,当增大接收效率时,同时也会高效地接收近端反射光以及内部散射光,导致干扰程度更加严重。
作为以往的光通信模块,列举日本国公开专利公报“特开平11-237535号公报(公开日1999年8月31日)”以及日本国公开专利公报“特开平2001-116961号公报(公开日2001年4月27日)”中所揭示的光通信模块。以下,对于这些光通信模块进行说明。
采用图19对特开平11-237535号公报所记载的的光通信模块进行说明。该光通信模块为了使得发送光108的反射光117不入射到作为受光面的受光元件105而调整发送光108的角度。发光元件104发出光并且将其中的至少一部分作为发送光108而进行发送。发送透镜106会聚发光元件104发射的光并且作为发送光108。在会聚后,发送光108反射到向上反射镜110而改变光路。在改变光路后,发送光108入射到光纤102。从光纤102出射的接收光109与位于与光纤102相对位置上的受光元件105耦合。在该光通信模块中,使得从发送透镜106出射并被光纤102反射的反射光117,照射到受光元件105的受光面之外的部分。即,从与接收光109从光纤102出射的方向不同的方向,将发送光108入射到光纤102。通过如此入射发送光108,反射光117照射到接收元件105的受光面以外的部分。结果,能够防止近端反射引起的干扰。
参照图20对特开平2001-116961号公报所记载的光通信模块进行说明。在该光通信模块中,利用了遮光板207。作为发光元件204发出光的至少一部分的发送光208,首先由发送透镜206会聚、然后与光纤202耦合。另一方面,从光纤202射出的接收光209被接收透镜224会聚后与受光元件205耦合。在发送部与接收部之间,存在由金属等形成的遮光板207。当发送光208与光纤202耦合时,发送光208的一部分被光纤202反射。遮光板207能够防止该反射光与受光元件205耦合。
然而,根据图19所示的特开平11-237535号公报所揭示的方法,当为了不使得反射光117入射到受光元件105时,必须要使发送光108相对于光纤102的光轴较大程度地倾斜。当使得发送光108与光纤102的光轴较大程度地倾斜时,发送光108与光纤102耦合时的数值孔径(NA)变大。而且,偏向一方的发送光108入射到光纤102。即,发送光108不在低次模而仅在高次模进行激振。
当如上述那样数值孔径(NA)增大时,光纤102内的模的分散的影响增大。因此,存在传输带域变窄、光纤102内传输损耗增大的问题。
又,当使得偏向一方的发送光108与光纤102耦合时,存在下述问题。当光纤102较短时,由于发送光108在成为稳定状态之前就从光纤102出射,因此,在该出射光中几乎不存在低次模。结果,从光纤102出射的光中会产生偏心。又,出射光的分布呈从光纤102的中心部的出射光量少的环形分布。如此光的偏心以及光的分布,会导致影响对方侧模块的接收效率。
当减小发送光108入射到光纤102的入射角度时,会产生下述问题。被发送透镜106排除的光,换言之,通过发送透镜106外周部的光,照射到光纤102以及光纤插头并进行反射。该反射光是容易引起内部散射的原因。
在如特开平2001-116961号公报所揭示的图20所示的采用遮光板107来分离发送部与接收部的方法中,不能够在光纤102的区域中使用遮光板107的厚度的相应部分。因此,存在接收效率降低的问题。又,还存在部件个数增多、成本增大的问题。再者,被发送透镜106排除的光即通过发送透镜106外周部的光,照射到光纤102以及光纤插头并进行反射。该反射光也容易造成内部散射光。
特别地,在采用POF的光通信模块中,基于上述眼睛安全的问题以及消光比的关系,必须要通过减少发送透镜106的直径来减少与光纤102耦合的发送光。在这种方法中,当减少发送光时,通过发送透镜106外周部的光增多。结果,在以往的双向光通信模块中,通过发送透镜106的外周部的光成为杂光,会引起内部散射光。又,这里所说的杂光是指,从发光元件出射的光中未由发送透镜106使得与光纤耦合的光。
作为减少杂光的方法,在日本国公开专利公报“特开昭61-122614号公报中(公开日1986年6月10日)”,揭示了在用于光纤中的准直透镜上放置遮光物的方法。即,通过在半导体激光器与准直透镜之间***遮光物,能够降低透镜内产生的杂光。再者,还能够防止杂光返回到半导体激光器并且能够使得稳定地驱动半导体激光器。
然而,上述方法能够防止自己发出的光返回原处,并非如双向光通信模块那样能够防止对接收元件的干扰。又,上述方法能够减少透镜内的杂光,并不能够防止光通信模块内的杂光、光纤插头等引起的散射光。又,半导体激光器的发光点是非常小的,在上述方法中只要防止光返回该微小发光点就可。然而,在双向通信模块中,由于还必须要分离接收光,更难减少内部散射光。再者,必须要明确地分离内部散射光与发送光。又,当***遮光物的情况下,必须要注意到因该遮光物的***精度、遮光物的管理、遮光物的连接、遮光物的随时间的变化引起的劣化等。因此,成本会增加、双向光通信模块的性能上也存在问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种利用一条光纤等光通信路径元件能够进行双向光通信并且能够分离发送光与杂光而减少串信并且接收效率高的双向光通信模块。
为了达成上述目的,本发明的双向光通信模块中,采用一条具有通过光信号的光通信路径的光通信路径元件,通过使得光从发光元件入射到上述光通信路径元件的一端面中的上述光通信路径而来发送光信号,同时利用受光元件接收从上述光通信路径元件的同一端面中的上述光通信路径出射的接收光而来接收光信号,由此能够与对方进行双向通信,其特征在于,具备:第1发送光控制部,使得从上述发光元件发出的光中的作为发送对象的第1发送光入射,并控制上述第1发送光以使得从此出射的上述第1发送光入射到上述光通信路径元件的端面中的上述光通信路径;以及第2发送光控制部,使得从上述发光元件发出的光中的作为非发送对象的第2发送光入射,并控制上述第2发送光以使该第2发送光的至少一部分不入射到上述第1发送光所入射的上述光通信路径以及上述光通信路径元件的端面。
根据上述构造,能够将上述发光元件发出的光,清楚地分离成作为发送对象的第1发送光与作为非发送对象的第2发送光。作为用于满足眼睛安全性的必要条件的手段之一,为了降低发送效率,在对于第1发送光控制部采用小直径的透镜时,如上述这样清楚地进行分离,是有效的。即,通过使用小直径的透镜,即使产生第2发送光即杂光,根据本发明也能够控制杂光。结果,即使将发光元件的输出维持在较高功率并且使得消光比为足够大的情况下,也能够获得满足眼睛安全性条件的双向光通信模块。
又,根据上述构造,第2发送光的至少一部分光没有照射到光通信路径元件的端面以及光通信路径。即,使得第2发送光的至少一部分光不照射到光通信路径元件的端面以及光通信路径。因此,第2发送光的至少一部分的光被光通信路径元件的端面或光通信路径反射的情况减少。当这样的反射减少时,由于能够抑制这样的反射光入射到受光元件,能够有效地抑制第2发送光与接收光的干扰。上述干扰是指,上述反射光射入到受光元件,并且与原来的接收光之间产生干扰。
本发明的其他目的、特征以及优点,通过下述说明可以明确。又,本发明的优点通过下述参照附图的说明,也可以明确。
附图说明
图1是表示本发明的双向光通信模块的构造的平面图。
图2是表示本发明的双向光通信模块的一实施形态的剖视图。
图3是表示本发明的双向光通信模块的发送区域与接收区域的平面图。
图4(a)是表示在本发明的双向光通信模块中不存在发散部时的光路的平面图,图4(b)是表示从箭头A观察到图4(a)的情形的平面图。
图5(a)是表示在本发明的双向光通信模块中存在发散部时通过发散部的光其光路的平面图,图5(b)是表示从箭头B观察到图5(a)的情形的平面图。
图6(a)是表示本发明的双向光通信模块的发散部的构造的剖视图,图6(b)是表示从箭头C观察到图6(a)的情形的平面图。
图7(a)是表示本发明的双向光通信模块的发散部的其他构造的剖视图,图7(b)是表示从箭头D方向观察到图7(a)的情形的平面图。
图8(a)是表示本发明的双向光通信模块的发散部的其他构造的剖视图,图8(b)是表示从箭头E方向观察到图8(a)的情形的平面图。
图9是表示在本发明的双向光通信模块中包含遮挡部件的构造的平面图。
图10是表示以本发明的双向光通信模块来防止干扰的原理的平面图。
图11是表示本发明的双向光通信模块防止对方模块反射的原理的平面图。
图12是表示本发明的双向光通信模块的、其他棱镜形状的构造示例的平面图。
图13是表示将使用于本发明的双向光通信模块中的光纤的端面倾斜的构造的平面图。
图14是表示将使用于本发明的双向光通信模块中的光纤的端面作成球面的构造。
图15是表示本发明的双向光通信模块的再一其他棱镜形状的构造例的平面图。
图16是表示本发明的双向光通信模块的、采用2个发送透镜的构造的平面图。
图17是表示本发明的双向光通信模块的、设置接收透镜的构造的平面图。
图18是表示半导体激光器的驱动电流与光输出的关系的曲线图。
图19是表示以往的双向光通信模块一构造示例的平面图。
图20是表示以往的双向光通信模块的其他构造示例的平面图。
具体实施方式
(实施形态1)
以下,参照图1~图15对于本发明的一实施形态进行说明。
又,本发明并不能限定于下述的实施形态,在本发明的范围内能够进行种种变化。
图1是表示双向光通信线路的构造。双向光通信线路3具备用于根据要进行传输的数据信号在双方向上传输适于传输的、调制光的光纤2。又,双向光通信线路3在光纤2的两端分别具有一个双向光通信模块1。又,光纤2是指,具有通过光信号的光通信路径的光通信路径元件的一种。
图2是表示本实施形态的双向光通信模块。将作为光通信路径元件的光纤2与双向光通信模块1连接。用于将光纤2的前端与双向光通信模块1连接、固定的是光纤插头26。即,光纤插头26构成光通信路径元件的端面的至少一部分。通过在双向光通信模块1的一部分即插座27的凹部上***光纤2的前端,则光纤2与双向光通信模块1进行光学耦合。
双向光通信模块1具备发光元件4、受光元件5、作为第1发送光控制部的发送透镜6、作为接收光控制部的反射镜7、光学部件10、棱镜11、下部凸块12、杆座13、监视用光电二极管14、发送部外壳15、遮光部16、电极21、发散部25、插座27。
在杆座13上,将受光元件5、光学部件10、电极21、下部凸块12以及监视用光电二极管14合准位置后进行配置。在杆座13与未图示的电路电气连接。
又,发送透镜6、作为第2发送光控制部的发散部25、电极21以及作为受光控制部的反射镜7设置于光学部件10上。又,为了使得能够接收从光纤2出射的接收光,在与光纤2相对的位置上配置反射镜7。又,在反射镜7的上部,留有用于发送第1发送光8的空间,该第1发送光8是发光元件4发射光中作为发送对象的光。再者,对于反射镜7,用于遮挡从发光元件4侧射向受光元件5的光。
又,光纤2的光轴与发光元件4的出射光的中心线平行。发送透镜6的光轴与发光元件4的中心线一致。即,光纤2的光轴、发光元件4的出射光的中心线以及发送透镜6的光轴是平行的。如此,在一个杆座13上,通过将发光元件4、受光元件5以及光学部件10分别与光纤2的光轴平行地进行配置,能够很容易地构成双向光通信模块1。
又,在本实施形态中,如上述那样将发光元件4、受光元件5以及光学部件10分别与光纤2的光轴平行地进行配置。然而,也可以不平行地配置。例如,为了使得发光元件4的激振稳定化,通过使得发光元件4的光轴相对于光纤2的光轴倾斜,也能够防止从发光元件4出射的光被光纤2反射并再次返回发光元件4。
发光元件4设置在下部凸块12上。发光元件4生成根据数据信号的调制光即发送光。由发光元件4生成的光,随发光元件4的发射角而呈放射状发散。此后,该发散光由发送透镜6变换成任意的数值孔径并进行会聚。会聚的光作为第1发送光8通过光学部件10。此后,第1发送光8通过棱镜11与光纤2耦合。
下部凸块12由碳化硅(SiC)等的散热性良好的材料构成。受光元件5接收来自光纤2的接收光9。发送透镜6会聚发光元件4发射出的光,并且将第1发送光8与光纤2耦合。发散部25使得从发光元件4出射的光的一部分(第2发送光)发散,并且减少因内部散射以及近端反射引起的干扰。在光学部件10上,具有与光纤2的光轴相对倾斜的棱镜11。该棱镜11位于第1发送光8出射的面上并且使得第1发送光8发生折射。折射之后,第1发送光8入射到光纤2。
从光纤2出射的接收光9由反射镜7(接收光控制部)的第1面进行反射。反射镜7具有曲率。设定反射镜7的曲率,以使得反射镜7会聚接收光9并且使得该会聚的光与受光元件5耦合。在本实施形态中,反射镜7的曲率为R=2.2mm。
又,作为接收光控制部的反射镜7,是使得光发生反射的薄膜。即,上述薄膜(反射镜7)比图20的遮光板207更薄。利用这样的薄膜,构成作为接收光控制部的反射镜7时,能够大幅度地减少薄膜厚度引起的损耗。
又,杆座13、发送部外壳15以及插座27的表面(内表面),最好为能够减少多余散射光的黑色等光吸收率高的颜色。
如图2所示,在光纤2的口径内,空间上分离第1发送光与接收光9时,在接收光9中也有从第1发送光8入射的位置出射的光。然而,从该位置出射的接收光9不会与受光元件5耦合。当考虑这样的从第1发送光8入射的位置出射的接收光9时,最好,与光纤的光轴垂直的剖面的面积中,第1发送光8对光纤2的入射使用的部分较小。又,为了减小第1发送光8对光纤2的入射使用的部分,最好将第1发送光8的入射位置设置在光纤2的外周部附近。如上所述,当减小第1发送光8对光纤2的入射使用的部分时,从第1发送光8入射的位置出射的接收光9就减少。即,不与受光元件5耦合的接收光减少。结果,能够使得接收光9高效地与受光元件5耦合。
又,在作为接收光控制部的反射镜7的一部分上,在接收接收光9的面的相反侧的面上,设置遮光部16。又,这里所说的接收接收光的面是指,接收光控制部的第1面。又,接收接收光的面的相反侧的面是指,接收光控制部的第2面。
配置遮光部16使得与光纤2接触或邻近。遮光部16的作用在于,遮挡被作为光通信路径元件的光纤2其端面反射的光并且防止该光纤2的端面所反射的光与受光元件5耦合。通过这样进行遮光,能够防止近端反射引起的干扰。
又,这里,上述遮光部16是反射镜7的一部分。即,将反射镜7的第2面中的、与光纤2接近的部分称作为遮光部16。又,与此不同的、也能够作为不同于反射镜7的部件而设置遮光部16。即,在反射镜7的第2面中、接近光纤2的部分上设置作为其他部件的遮光部16。再者,作为其他部件的遮光部16例如也可以采用与反射镜7相同的材料。又,作为其他部件的遮光部16,例如可以选择比反射镜7的材料作为遮光部16更合适的材料。
采用一条光纤2并在空间上分离发送接收光时,如图3所示那样,当减小光纤2中第1发送光8进行耦合的发送区域时,接收区域会增大。当接收区域增大时,可利用的接收光9会增加。结果,能够获得高效的双向光通信模块1。
如此,为了获得上述高效的双向光通信模块1,重要的在于,是否能够以较少光损耗进行第1发送光8与接收光9的分离。在采用图20所示的采用遮光板207的方式中,由于遮光板207的厚度以及发送、接收区域的空间分离,损耗增大。即,当图20的遮光板207较厚时,仅此遮光板207遮挡的接收光209增多,与受光元件205耦合的接收光209减少。再者,对于图20的遮光板207,作成图3所示的发送区域与接收区域。因此,从发送区域出射的接收光209不会与受光元件205耦合。然而,在本实施形态所示的方式中,由薄膜反射镜7来分离发送接收光。因此,能够使得因薄膜厚度引起的损耗实际上为零。
在本实施形态中,棱镜11使得第1发送光8折射,第1发送光8通过极其接近反射镜7的部分。再者,第1发送光8从光纤2的外周方向(光通信路径的外周方向)入射到光纤2。结果,能够减小发送区域。当发送区域减小,则当然接收区域就扩大。当接收区域扩大时,可利用的接收光9就增加。结果,能够获得高效的双向光通信模块1。
其次,对于内部散射光的减少,参照图4(a)到图8(b)进行说明。当将光纤使用于电子设备间的通信等之中时,考虑到安全性(眼睛安全性),将发送光量设定得较低。然而,当减少半导体激光器的输出时,不能够满足消光比以及占空比。因此,有必要利用透镜6来去除光的一部分。发送透镜6如图4(a)所示,将发光元件4发射出的光的一部分会聚并作为第1发送光8。另一方面,发光元件4发射出的光中、透过发送透镜6的外周的光(第2发送光),作为杂光18被去除。
被发送透镜6去除(通过发送透镜6的外周)的光成为杂光18,并在双向光通信模块内发生散射。在图4(a)所示的构造下,杂光18的一部分照射到光纤2或者光纤插头26。图4(b)表示从箭头A方向观察到图4(a)所示构造时的情形。在图4(b)中,存在有打斜线的部分。由该斜线部分32表示杂光18中照射到光纤2或者光纤插头26上的杂光18的一部分。又,照射到斜线部32的杂光18向反射镜7方向反射。因此,很难与接收光9分离。再者,该杂光19易与受光元件耦合,成为因内部散射光引起干扰的原因。
为了控制上述的杂光,在本实施形态中,如图5(a)所示,在发送透镜6的周围形成发散部25。又,图5(b)是从箭头B方向观察到图5(a)的构造的情形。当第2发送光33入射时,作为第2发送光控制部的发散部25改变杂光18的方向。又,第2发送光33是指,发散部25将第2发送光33作为杂光18之前的光。也就是成为杂光18之前、并且向着发散部25的光。又,利用如图4(a)、或图5(a)所示,为了使得杂光18不照射到具有位于发送透镜6之上的光通信路径的光纤2、以及与光通信路径元件的端面相当的光纤插头26,发散部25改变杂光18的方向。结果,能够大幅度地降低因杂光18引起的内部散射光的干扰。
又,在防止内部散射光引起的干扰的方面,在图4(a)以及图5(a)中,最好使得位于透镜6之下的杂光不照射到双向光通信模块1的部件、光纤2等。为了抑制位于发送透镜6之下的杂光引起的干扰,能够使用用作为接收光控制部的反射镜7。
其次,对于发散部25进行说明。发散部25位于发送透镜6的外周部。作为发散部25是指能够可靠地分离第1发送光8与杂光18并且控制杂光18的部分。特别地,使通过发送透镜6的外周部的光成为杂光,并防止杂光18照射到光纤2或者光纤插头26来配置发散部25。如此,通过配置发散部25,能够容易地分离接收光9与杂光18。
如图6(a)~图8(b)中表示的发散部25的示例。图6(a)~图8(b)表示在发送透镜6(第1发送控制部)的外周连续地形成发散部25(第2发送光控制部)的示例。
如图6(a)、(b)所示,能够使得作为第2发送光控制部的发散部25为在发送透镜6的外周连续形成的棱镜形状。图6(a)是表示棱镜形状的发散部的构造的剖视图。图6(b)是表示从箭头C方向观察到图6(a)的情形的平面图。又,图6(a)、图6(b)的发散部25表示作为棱镜形状的示例从将圆柱挖成圆锥形并且在挖去的中心部设置发送透镜6的形状。
图7(a)是表示透镜形状的发散部25(第2发送光控制部)的构造的剖视图。图7(b)是从箭头D方向观察到的情形的平面图。图7(a)、图7(b)所示那样,能够使得发散部25为连续地形成在外周的透镜形状。图7(a)、图7(b)的发散部25表示作为透镜形状的示例将圆柱挖成半球形并且在该挖去的中心部配置发送透镜6的形状。这些发散部25使得从发光元件4出射的光中、通过发送透镜6的外周部的光折射到外周方向。利用该折射可以使得杂光18不照射到光纤2以及光纤插头26。
上述发散部25利用折射能够容易地分离第1发送光8与杂光18。再者,根据发光元件4以及光纤2的配置,为了使得杂光18不照射到光纤2以及光纤插头26,能够改变棱镜的角度以及透镜的曲率。即,能够任意地选择棱镜的角度以及透镜的曲率并且选择最适合的。
又,在图8(a)、图8(b)中,表示对发送透镜6的外周进行遮光的发散部25(第2发送光控制部)。图8(a)表示对外周进行遮光的发散部25的构造的剖视图。图8(b)表示从箭头E方向观察到的情形的平面图。
如上所述,对发送透镜6的外周进行遮光的发散部25(第2发送光控制部)吸收或者反射通过发送透镜6的外周的光。通过这样吸收或者反射光,能够防止杂光18照射到光纤2以及光纤插头26上。图8(a)、图8(b)所示的发散部25与发光元件4的光轴垂直。然而,发散部25也可以不与发光元件4的光轴垂直。例如,也可以将图8(a)、图8(b)的发散部25作成倾斜的某种形状或者曲面形状。作为图8(a)、图8(b)所示发散部25的遮光材料,使用反射光的材料或者光吸收体。反射光的材料即光反射率高的材料是指,例如铝或者金等的反射率高的金属以及与用于反射镜7的材料相同的材料。又,光吸收体是指,例如光吸收率高的涂料等。
通过设置上述作为第2发送光控制部的发散部25,即使对第1发送光控制部采用小直径的透镜,发散部25也能够控制杂光18。结果,当作为发光元件采用半导体激光器时,能够获得即使将半导体激光器的输出保持得较高并且消光比为足够大的情况下,也能够得到满足眼睛安全性条件的双向光通信模块。
又,图9中表示了具有遮挡部30的双向光通信模块1。图9是表示在通过发散部25(第2发送光控制部)的至少一部分光所照射的位置上配置吸收或反射该照射光的遮挡部30(遮挡部件)的一示例。
遮挡部30设置在第1发送光8不通过的位置、且通过发散部25的光(杂光18)所照射的位置上。又,遮挡部30具有光吸收率高的光吸收层(遮挡部件31)。当杂光18照射光吸收层时,光吸收层吸收杂光18。结果,在双向光通信模块1内,进行多次反射或者散射而与受光元件5耦合的杂光18减少。因此,遮挡部30以及光吸收层31能够可靠地减少内部散射光引起的干扰。作为光吸收层31,可以涂布光吸收率高的涂料、或者采用光吸收率高的材料。又,也可以替代上述光吸收层31,配置高反射率的材料并且使得杂光18向不与受光元件5耦合的的方向反射。
反射镜7如图9所示那样反射杂光18。具体地说,反射镜7(接收光控制部)的第2面反射杂光18。即,反射镜7能够防止杂光18与受光元件5发生耦合,作为遮挡部而发挥作用。
如上所述,通过在发送透镜6的周围配置发散部25,能够容易地分离第1发送光8与杂光18。又,能够容易防止杂光18与受光元件5耦合,因内部散射光而产生干扰。又,通过配置遮挡部30,能够可靠地防止内部散射光产生的干扰。
又,能够由同一材料一体地构成发送透镜6(第1发送光控制部)以及发散部25(第2发送光控制部)。再者,也可以在光学部件10上一体地形成发送透镜6(第1发送光控制部)、发散部25(第2发送光控制部)以及遮挡部30。通过这样一体形成,能够减少部件的个数、能够获得廉价且小型的双向光通信模块1。
又,对于本实施形态电源光学部件10的制作,采用了树脂的射出成型。又,本实施形态的光学部件10的内部是填充树脂的构造。然而,也能够为在光学部件10的一部分上存在空洞的构造。
又,除了第1发送光8通过的区域之外的、位于光学部件10的棱镜11的面上,也可以形成遮挡部30或者光吸收层31。即,在棱镜11的面中,第1发送光8通过的区域为棱镜11、该通过区域之外的部分的棱镜11的面上可以形成遮挡部30或者光吸收层31。又,第1发送光8通过的区域之外的部分也可以是指,发光元件4发出的光中的、不发送到通信对方目的(对方站)的光所通过的部分。再者,当以高反射率的材料构成形成在该棱镜11的面上的遮挡部时,与反射镜7同时地能够形成该遮挡部30。因此,以高反射率的材料在棱镜11的面上构成遮挡部30,能够简化制造工序。因此,在制造成本上也具有优势。
其次,参照图10对于防止近端反射以及杂光原理进行说明。第1发送光8被光学部件10的棱镜11折射。此后,第1发送光8从光纤2的外周部入射到光纤2。在入射时,产生反射光17。该反射光17向光纤2的中心部方向射出。
遮光部16作为反射镜7的一部分,设置在光学部件10的棱镜11的前端。再者,遮光部16为了与光纤2接触,配置在与光纤2相距数十~数百μm的位置上。对于反射镜7,在与接收光9入射一侧相反侧的面(接收光控制部的第2面)上,设置遮挡部16。由于遮挡部16位于上述的位置上,反射光17由遮光部16反射。结果,反射光17不向受光元件5的方向入射。
又,从发光元件4发射出的光的一部分(第2发送光33)不入射发送透镜6而通过发散部25成为杂光18。如上所述,为了使得杂光18不照射到光纤2以及光纤插头26,设置发散部25。即,发散部25改变杂光18的方向,使得杂光18向光纤2的外周更外侧的方向射出,能够防止杂光从光纤2侧(图10的左侧)入射到反射镜7的第1面侧。结果,能够防止杂光18与受光元件5进行耦合。
又,反射镜7能够防止杂光18从光纤2一侧的相对侧(图10的右侧)即发光元件4一侧入射到反射镜7的内侧(第1面侧)的情形。以使得完全覆盖受光元件5而设置反射镜7,由此能够防止上述情形的发生。更进一步地进行说明,这是由于杂光18照射到反射镜中配置受光元件5的面的反面。又,“反射镜中配置受光元件5的面的反面”是指受光控制部的第2面。
又,若如上述这样构成,即使因发光元件4的装配公差发光元件4的位置产生偏差的情况下,未预料到的杂光18也不会入射到受光元件5。若提高发光元件4的装配公差的精度时,则装配成本增大。然而,根据本实施形态的构造,利用反射镜7能够防止未预料到的杂光18入射到受光元件5,故由此能够增大发光元件4的装配公差。结果,能够减少装配成本。又,发光元件4的装配公差一般为10μm左右。
又,反射光17也成为杂光,在双向光通信模块1内部散射。然而,由于上述杂光18相同的理由,不与受光元件5耦合。该同样的理由在于,在作为受光控制部的反射镜的第2面即配置受光元件5的面的反面上,照射反射光7。即,反射镜7在使得接收光9与受光元件5耦合的同时,也能够从受光元件5光学地分离反射光17以及杂光18。
在光学部件10上制成薄膜,则能够作成该反射镜7。例如,在光学部件10上利用蒸镀法等制成铝等的薄膜。由于反射镜7能够光学地分离开受光元件5,故能够忽略杂光18的影响,能够确定发光元件4的配置。如此,通过决定发光元件4的配置,能够增加双向光通信模块1的设计自由度,并且能够容易地进行双向光通信模块1的装配、调整。
其次,参照图11对于防止对方模块的反射的原理进行说明。在本实施形态的双向光通信模块1中,成为对方模块产生反射的主要原因的光是下述2种光。又,当下述2种光再次与光纤2耦合时,因对方模块的反射会产生干扰。
(1)被受光元件5的表面反射的元件反射光19。
(2)从光纤2出射的接收光9的一部分,被光学部件10(主要是棱镜11)所反射的棱镜反射光20。
首先,对关于元件反射光19的对策进行说明。受光元件5的受光面通过镀防反射外层,防止接收光9的反射并且提高受光效率。所谓防反射外层是指,例如氮化硅的薄膜等。然而,并不是接收光9的所有部分都入射到受光面。接收光9的一部分入射到受光面以外并发生反射,而成为对方模块产生反射的原因。因此,在受光面以外的部分上,也形成反射防止膜。如此,通过在受光面以外的部分也形成反射防止膜,能够可靠地抑制对方模块反射。又,上述反射防止膜是指,由在所使用的波长区域中光吸收率高、反射率低的材料而构成。例如,着有黑色的保护膜。
其次,对关于棱镜反射光20的对策进行说明。对于棱镜反射光20,通过使得棱镜11的倾斜角度为最适合的,则即使棱镜反射光20入射到光纤2也不会产生耦合。即,为了棱镜反射光20以大于光纤2的数值孔径的角度入射到光纤2,只要使得棱镜11的倾斜角度为最适合即可。为此,只要棱镜11与光纤2的光轴所成的倾斜角度设定为光纤2的NA左右或者比其更大即可。例如,当采用NA为0.3的光纤2的情况下,只要将棱镜11的倾斜角设定为10°以上,最好设定为17°以上即可。又,棱镜11的倾斜角在图11中是指,同光纤2的光轴相垂直的轴与棱镜11所成的角。然而,当增大棱镜11的倾斜角时,第1发送光8入射到光纤2的入射角度也变大。结果,有时第1发送光8的耦合损耗降低或者仅成为高次模的激振。因此,考虑到上述情况,必须要设定最适合的棱镜倾斜角度。
又,作为棱镜反射光20的对策,也可以采用如图12所示的对策。即,第1发送光8通过的部分(图中A所示)不形成棱镜11、第1发送光8未通过的部分(图中B所示)形成倾斜角大的棱镜。此时,由未形成棱镜11的部分所反射的棱镜反射光20,成为对方模块的反射。然而,通过充分地减少未形成棱镜部分的面积,能够减少对方模块的反射。或者,也可以采取这样的对策,即减小第1发送光8通过部分的棱镜11的倾斜角度并且增大第1发送光8未通过部分的棱镜11的倾斜角度。即,也可以将棱镜的倾斜角度设定成2个等级。又,也可以在接收光9照射的光学部件10的面上镀防反射外层(AR(anti-reflection)外层),而来降低反射率。
其次,对于光纤2的远端反射进行说明。如图2所示,当光纤2的端面与光轴垂直(90°)时,由于光纤2与空气的折射率差,产生约4%的远端反射。又,远端反射的量是远端反射量的绝对值,并且以比例(%)来表示相对于光纤2出射光量的光纤2远端面的反射量。
通过加工光纤2的端面形状(光通信路径元件的端面形状),能够降低该远端反射。例如,如图13所示,有使得光纤2(光通信路径元件)的端面相对于光轴倾斜的方法。又,如图14所示,有使得光纤2(光通信路径元件)的端面为球面的方法。
上述2种方法都是改变被光纤2端面远端反射的光的方向并且使得该反射光的角度大于光纤2的数值孔径。由此,能够使得远端反射光不在光纤2中传输。
又,如此作为适当加工了光纤(光通信路径元件)剖面形状的光纤,例如有塑料光纤(POF)等。对于POF,很容易如上述那样进行加工以使得端面倾斜以及加工成球面。例如,将端面押于任意形状的热平板上并使得端面熔融,而由此进行加工。
其次,对于如上述那样改变了光纤2端面形状时的双向光通信模块1的构造进行说明。
在图13中,表示把使得端面倾斜的光纤2与双向光通信模块1进行耦合的情况。此时,将光纤2中第1发送光8入射的一侧固定在光纤2的剖面为钝角(光纤2的端面与光纤2的外部侧面所成角度为钝角)的一侧并使耦合到双向光通信模块1。当如此进行配置时,第1发送光8被光纤2反射的光即反射光17,向光纤2的外周部方向反射。结果,能够可靠地降低近端反射引起的干扰。又,从光纤2出射的接收光9因端面的倾斜而向受光元件侧(图13的下方)折射。因此,折射后的光在反射镜7的方向上前进,能够进一步提高接收效率。
又,通过根据光纤2的数值孔径(NA)来设定光纤2的端面倾斜角度,能够可靠地降低远端反射。具体地说,设定倾斜角度,以使得被光纤2端面反射的光不通过光纤2。反射光的一大半相对于光纤2光轴的角度大于NA。因此,若将倾斜角设定为比光纤2的NA更大的角度,则被光纤2的端面所反射的光不会通过光纤2,能够可靠地降低远端反射。然而,当倾斜角过大时,第1发送光8很难与光纤2耦合。因此,设定倾斜角,以使得不阻碍第1发送光8与光纤2的耦合。当使得NA为0.3的光纤2的倾斜角α为80°时,远端反射能够降低到0.4%。又,当使得α为90°时,远端反射为4%。
在图14中表示使端面为球面的光纤2与双向光通信模块1耦合的情况。当使得光纤2的端面为球面的情况下,就没有必要如使其倾斜那样确定光纤2相对于双向光通信模块1的方向。因此,可以忽略方向而容易地插拔光纤2。当使得从外周部附近向端面为球面的光纤2入射第1发送光时,与使得端面倾斜情况相同,反射光17向光纤2的外周方向反射。结果,能够可靠地降低近端反射引起的干扰。再者,从光纤2出射的接收光9的一部分,被光纤2的球端面会聚之后出射。因此,能够提高接收效率。
又,当使得光纤2的端面为倾斜面或者球面的情况下,入射到光纤2的第1发送光8被端面形状折射。为了提高第1发送光8与光纤2的耦合效率,必须要使得折射后的第1发送光8的、相对于光纤2光轴所成的角度,小于光纤2的NA。为此,如图15所示,最好使得棱镜11的倾斜面为与图13以及图14所示的方向相反的倾斜面。如上所述,通过使得光纤2的端面为倾斜或者球面,能够降低远端反射,并且提高接收效率。
其次,对于防止电气、电磁干扰的方法进行说明。杆座13与接收元件5的接地电极连接。下部凸块12采用碳化硅(SiC)等的绝缘体形成。即,发光元件4与受光元件5电气分离。又,反射镜7也可以形成在光学部件10的下部(电极21)。利用该电极21,电气连接杆座13与反射镜7。即,从发光元件4进行观察时,反射镜7以及杆座13屏蔽了受光元件5。通过这样的屏蔽,能够抑制电磁干扰。
反射镜7可以通过蒸镀反射率高、具有导电性的材料而形成。在本实施形态中,对于反射镜7采用铝。本实施形态的反射镜7的反射率为约90%(光波长为650nm时)。又,作为反射镜7的其他材料,例如,也可以采用金等的金属。反射镜7如图2所示形成在光学部件10的左下侧。在形成该反射镜7的时,也同时形成电极21。反射镜7以及电极21如图2所示,设置在光学部件10的下部侧的整个面上。因此,不需要进行利用掩模等来形成图案,能够简单地形成反射镜7以及电极21。
又,发送部外壳15覆盖发光元件4以及监视用光电二极管14。发送部外壳15与光学部件10以及杆座13接着,以使得发光元件4与外部气体密封隔开。发送部外壳15也与杆座13电气连接。通过这样的连接,发送部外壳15还能够在发光元件4与外部之间发挥电磁性密封隔离的作用。
又,将光学部件10的一部分使用于发光元件4的密封部分的一部分(通常的外壳玻璃)。这样,能够减少部件的个数、部件的成本以及简化制造过程。
其次,对于图2所示的双向光通信模块1的各构造部分进行说明。作为光纤2,例如最好使用POF等的多模光纤。POF纤芯是由PMMA(polymethylmethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)或者聚碳酸酯等的光透过性良好的塑料构成。又,POF的包层可以由折射率比上述纤芯要低的塑料构成。这样的光纤2与石英光纤相比,很容易使得该纤芯的直径从约200μm增大到约1μm。由于很容易增大直径,POF能够容易地调整与双向光通信模块1的耦合。再者,采用POF能够获得廉价的双向光通信线路3。
如本实施形态所示那样,当空间地分离第1发送光8与接收光8时,POF的纤芯直径最好是1mm左右。又,对于纤芯,也可以采用纤芯由石英玻璃形成、包层由聚合体构成的PCF(Polymer Clad Fiber,聚合体包层光纤),以替代POF。PCF与POF相比,虽然价格要高,但具有传输损耗小、传输带域宽的特性。因此,通过将PCF作为传输媒体,能够获得能够进行长距离通信以及高速通信的双向光通信线路3。
作为发光元件4,采用半导体激光器或者发光二极管(LED)。发光元件4的波长最好是能够使得所用光纤2的传输损耗小的波长。考虑到制造成本,最好在上述波长中选择发光元件4较为廉价的波长。例如,作为光纤2采用POF时,能够采用波长为650nm的半导体激光器等。波长为650nm的半导体激光器,由于DVD等而大批量生产,故其价格便宜。
在发光元件4的候部配置监视用光电二极管14。在监视用光电二极管14上,具有将发光元件4的光量保持在恒定的作用。
作为接收元件5,能够将接收到的调制光的强弱变换成电气信号,在发光元件4的波长区域中使用敏感度高的光电二极管。例如,作为这样的光电二极管,例如,由将以硅作为材料的PIN光电二极管、雪崩光电二极管等。
光学部件10是以PMMA或者聚碳酸酯等的塑料为材料利用射出成型等制作而成。然后,在成为光学部件10的反射镜7的一侧,利用蒸镀法等形成铝或金那样的反射率高的金属薄膜。
从图2的光学部件10的左下侧起利用蒸镀法形成反射镜7。因此,不需要利用掩模等形成图案,而能够简单地形成反射镜7。反射镜7成为曲面,并发挥会聚接收光9的作用。又,在光学部件10下面的与杆座13接触的面上,形成电极21。
电极21是在形成反射镜7的同时,利用蒸镀法等形成。又,电极21与反射镜7至少有一部分相连。
在光学部件10上,形成会聚第1发送光8并使得与光纤2耦合的发送透镜6、用于防止杂光引起的干扰的发散部25、使得第1发送光8折射并使得入射到光纤2的棱镜11。再者,虽然未图示,在光学部件10上形成在对准发光元件4与受光元件5的位置时所用的定位凹凸部。又,光学部件10也可以作为发光元件4的密封部件的一部分使用。如此,由于使得一个光学部件10具有多种功能,因此能够大幅度地减少构造部件,同时能够减少装配时的公差,因而能够获得低成本小型的双向光通信模块1。
再者,在一个杆座13上,分别与光纤2的光轴平行地配置发光元件4、受光元件5以及光学部件10。结果,不需要复杂的装配工序,能够大幅度地减少工序。
如上所述,通过采用本实施形态的双向光通信模块1,能够防止近端反射、远端反射、对方模块反射以及内部散射光引起的干扰。再者,通过采用本实施形态的双向光通信模块1,能够减轻电气、电磁性的干扰。因此,采用本实施形态的双向光通信模块1,能够利用一条光纤2实现全双重方式的双向光通信。特别地,通过在发送透镜6的周围形成发散部25,能够容易地分离第1发送光8与杂光18。结果,能够可靠地减少因内部散射光引起的干扰。又,由于使得一个光学部件10具有多种功能,因此,能够获得低成本、小型以及制造简易的双向光通信模块1。
(实施形态2)
参照图16对于本发明的其他实施形态进行说明。又,为了方便说明,对于具有与实施形态1的附图所示的部件相同功能的部件,采用同一符号并省略说明。
在图16中,表示了采用第1发送透镜22与第2发送透镜23的双向光通信模块1。图16是表示第1发送光控制部包含多个透镜的一个示例。当如图16所示采用第1发送透镜22与第2发送透镜23的构造时,可以将发光二极管(LED)以及面发光激光器等的面发光型物体,用作为发光元件4。
从发光元件4出射的光由第1发送透镜22会聚,并通过光学部件10。再者,该光由第2发送透镜23会聚并与光纤2耦合。
当作为发光元件4使用LED时,不需要如将半导体激光器作为发光元件4那样采用高价的驱动电路。因此,当将LED用作为发光元件4时,能够获得低成本的双向光通信模块1。
然而,与半导体激光器相比,LED其放射角较大、发光部面积较大。因此,当将LED采用发光元件4时,为了使得光与发送透镜高效率地耦合,必须要使得发光元件4与发送透镜6相接近。然而,由于LED其发射角大、发光部面积大,当使得发光部与发送透镜6接近时,存在不能够充分会聚的问题。
对于本实施形态所示的双向光通信模块1,作为第1发送光控制部,通过采用第1发送透镜22以及第2发送透镜23这样的多个透镜,则即使将LED用作为发光元件4,第1发送光8也能够容易地进行会聚。再者,如此,通过使用2个发送透镜(第1发送透镜22以及第2发送透镜23),能够提高发送效率。
在实施形态2中,没有配置如实施形态1中的图11或图12那样的棱镜11。然而,从第2发送透镜23照射来的接收光9向第2发送透镜23发散并进行反射。因此,利用第2发送透镜23能够防止对方模块的反射。
在第1发送透镜22的外周部上,形成如实施形态1所示的发散部25。发散部25将光分离成杂光18与第1发送光8。再者,发散部25能够防止杂光18照射到光纤2或者光纤插头26。
又,在第2发送透镜23的周围,也可以与实施形态1的发散部25相同地形成发散部,防止内部散射引起的干扰。例如,也可以在第2发送透镜23的外周连续地形成发散部。又,该发散部例如可以由棱镜、透镜、光反射率高的材料构成。
如上所述,通过采用实施形态2所示的双向光通信模块1,能够使用廉价的LED,又,能够可靠地防止内部散射光引起的干扰。
(实施形态3)
根据图17对于本发明的其他实施形态进行说明。但是,对于具有与在实施形态1以及2中所说明的部分相同功能的部件,采用同一符号并省略说明。
在图17中,表示在反射镜7(受光控制部)与受光元件5之间设置接收接收光的接收透镜的一示例。在本实施形态中,接收透镜24还能够会聚由反射镜7所会聚的接收光9并且提高接收效率。
接收透镜24与成型部29一体地形成。成型部29使得接收元件5与配置在其附近的前置放大器28与外气密封隔开。又,对于成型部29的材料,采用丙烯或者聚碳酸酯等的透明树脂。
通过使受光元件5与前置放大器28与外气密封隔开,能够防止老化而导致性能降低。又,与单独设置透镜24的情况相比,当在成型部29上形成接收透镜24时,能够使得双向光通信模块1小型化。
在发送透镜6的周围形成发散部25。在本实施形态中,作为发散部采用遮光膜。作为遮光膜能够采用例如,作为反射膜在发送透镜6的周围形成蒸镀反射镜、涂布光吸收率高的材料等。当然,与实施形态1或2相同地,也可以由连续形成在发送透镜6外周的棱镜或者透镜来构成发散部25。
如上所述,实施形态3所示的双向光通信模块1显示出接收效率高且稳定的性能,并且能够确实防止内部散射光引起的干扰。
又,本发明的双向光通信模块除了上述的构造之外,也可以在第1发送光控制部的外周连续地形成第2发送光控制部而构成。
根据上述构造,通过在第1发送光控制部的外周连续地形成第2发送光控制部,第1发送光控制部能够控制没有会聚而通过其外周的光。即,除了上述构造带来的效果之外,发光元件发射出的所有的光,能够以简单的构造进行控制。
又,除了上述的构造中,也可以在通过第2发送光控制部的至少一部分的光所照射的位置上,配置吸收该照射光的遮挡部件,而形成本发明的双向光通信模块。
根据上述构造,遮挡部件吸收通过第2发送光控制部的至少一部分的光。结果,在双向光通信模块内,能够减少产生多次散射并与受光元件耦合的杂光。结果,除了上述构造带来的效果之外,还能够进一步减少内部散射光引起的干扰。
又,在发明的双向光通信模块中,除了上述构造,在通过第2发送光控制部的至少一部分的光所照射的位置上配置反射该照射光的遮挡材料。
根据上述构造,遮挡部件反射通过第2发送光控制部的至少一部分的光。结果,在双向光通信模块内,能够减少多次散射并与受光元件耦合的杂光。结果,除了上述构造带来的效果之外,还能够进一步减少内部散射光引起的干扰。
又,在本发明的双向光通信模块中,除了上述构造,也可以由棱镜、透镜、使得光反射的材料或者光吸收体构成第2发送光控制部。
根据上述构造,由棱镜、透镜、使得光产生反射的材料或者光吸收体构成第2发送光控制部。棱镜或透镜能够折射对于发送不作贡献的光。利用该折射,能够明确地分离发送光与杂光。又,当采用使光反射的材料时,通过反射光,能够明确地分离发送光与杂光。再者,当采用光吸收体时,能够吸收杂光而减少杂光的绝对量。结果,除了上述构造带来的效果之外,还能够进一步减少内部散射光引起的干扰。又,棱镜能够容易地进行角度调解、透镜能够容易地进行曲率调解。因此,能够最适当地容易地分离发送光与杂光。又,双向光通信模块的设计者能够采用存在于各个双向光通信模块中的最适部分作为第2发送控制部。
又,除了上述的构造,本发明的双向光通信模块,也可以由同一材料一体地形成第1发送光控制部与第2发送光控制部。
根据上述构造,由于由同一材料一体地形成第1发送光控制部与第2发送光控制部,能够减少部件的个数。结果,在除了上述构造带来的效果之外,能够获得不会随时间劣化的、廉价的小型双向光通信模块。又,如此通过防止部件个数增加,能够简化制造工序。
又,除了上述构造之外,本发明的双向光通信模块中还具有作为第1面以及第1面的背面的第2面的接收光控制部,其中,第1面反射接收光,将该反射后的接收光会聚到接收元件,第2面反射照射到第2面上的光,并防止照射到第2面上的光照射到受光元件。
根据上述构造,接收光控制部具有第1面以及作为第1面的背面的第2面。又,第1面反射接收光并且将该反射后的接收光会聚到受光元件。再者,第2面反射照射到第2面上的光,并防止照射到第2面上的光照射到受光元件。结果,除了上述构造带来的效果之外,由于反射从作为接收面的第1面的另一侧射来的接收光以外的光,能够减少接收光以外的光与受光元件耦合。即,通过设置一个受光控制部,接收光控制部能够发挥两种功能,即接收接收光的第1面的功能与反射照射到第2面上的光的第2面的功能。结果,能够容易地减少因接收光以外的光与接收元件耦合所产生的干扰。
又,除了上述构造之外,本发明的双向光通信模块中,还将遮挡被光通信路径元件的端面反射的光的遮光部设置在接收光控制部的第2面上。
根据上述构造,由于在接收光控制部的第2面上设置遮光部。因此,能够遮挡被光通信路径元件所反射的光、例如第1发送光被光通信路径元件所反射的光,并防止与受光元件的耦合。因此,除了上述构造带了的效果之外,能够更有效地减少因近端反射带来的干扰。
又,除了上述构造之外,本发明的双向光通信模块中也可以由同一材料一体地形成形成接收光控制部的部位、第1发送光控制部、第2发送光控制部。
根据上述构造,由于由同一材料一体地形成形成接收光控制部的部位、第1发送光控制部、第2发送光控制部,故能够减少部件的个数。结果,除了上述构造的效果之外,能够获得随时间劣化少、廉价的小型的双向光通信模块。又,如此,能够防止部件个数的增加,能够简化制造工序。
又,除了上述构造,在本发明的双向光通信模块中,也可以在第1发送光控制部与光通信路径元件之间设置棱镜并使得从光通信路径的外周方向入射第1发送光而使得该棱镜折射第1发送光。
根据上述构造,为了第1发送光与光通信路径耦合而使得第1发送光折射。通过该折射,能够调节第1发送光。即,能够控制第1发送光,以使得第1发送光通过极其接近接收光控制部的位置。再者,第1发送光从光通信路径的外周方向入射到光通信路径。该“外周方向”是指,也可以说是,当假设发送时与入射端面相对的面时,则是指从该相对面的区域之外起。例如,研究作为光通信路径元件采用光纤的情况,第1发送光从光纤(光纤的光通信路径)的外周方向向光纤入射。结果,除了上述构造带来的效果之外,还能够减小发送区域并且扩大其对应的接收区域。
又,除了上述构造之外,在本发明的双向光通信模块中,也可以使得光通信路径的端面的形状与光轴倾斜,固定光通信路径元件,以使得光通信路径元件的剖面因倾斜而成钝角的一侧,成为第1发送光入射到光通信路径元件的一侧。
根据上述构造,使得光通信路径元件的端面形状与光轴相倾斜并且固定光通信路径元件,以使得光通信路径元件的剖面因倾斜而成钝角的一侧,成为第1发送光入射到光通信元件的一侧。如此,倾斜地进行固定时,被光通信路径元件的端面远端反射的光其方向改变了。结果,除了上述构造带来的效果之外,还能够进一步减少因远端反射产生的干扰。
又,除了上述构造之外,本发明的双向光通信模块中,也可以使得光通信路径元件的端面形状为球面而构成。
根据上述构造,由于光通信路径元件的端面形状为球面。则当如此为球面时,被光通信路径元件的端面远端反射的光其方向发生改变。结果,除了上述构造带了的效果之外,还能够减少远端反射导致的干扰。又,当使得光通信路径元件的剖面倾斜时,要考虑到固定光通信路径元件的一侧。然而,当使得光通信路径的端面形状为球面时,具有这样的优点,即不需要考虑固定光通信路径元件的一侧。
又,除了上述构造,在本发明的双向光通信模块中,第1发送光控制部也可以包含多个棱镜而构成。
根据上述构造,由于第1发送光控制部包含多个透镜。通常,第1发送光控制部包含1个透镜。然而,第1发送光控制部也可以包含多个透镜。例如,发送光控制部也可以包含第1发送透镜与第2发送透镜。结果,除了上述构造带来的效果之外,还能够增加透镜的聚光能力,增加可以使用的发光元件的种类。例如,当发送光控制部包含第1发送透镜与第2发送透镜时,作为发光元件也可以使用比半导体激光器发射角更大、发光面积更大的发光二极管(LED)。
又,除了上述构造,本发明的双向光通信模块中,也可以在接收光控制部与接收元件之间设置会聚接收光的接收透镜。
根据上述构造,在接收光控制部与接收元件之间设置会聚接收光的接收透镜。结果,除了上述构造带来的效果之外,接收光控制部所会聚的接收光可以由接收透镜进一步进行会聚,并提高接收效率。
再者,在发明的详细说明中所列举的具体实施形态、或实施例,仅仅用于揭示本发明的技术内容,并不能狭义地解释、限定于上述具体示例,在本发明的精神以及权利要求所记载的范围内,能够进行种种变形。
Claims (17)
1.一种双向光通信模块,采用一条具有通过光信号的光通信路径的光通信路径元件,通过使得光从发光元件入射到上述光通信路径元件的一端面中的上述光通信路径而来发送光信号,同时利用受光元件接收从上述光通信路径元件的同一端面中的上述光通信路径出射的接收光而来接收光信号,由此能够与对方进行双向通信,其特征在于,具备:
第1发送光控制部,使得从上述发光元件发出的光中的作为发送对象的第1发送光入射,并控制上述第1发送光以使得从此出射的上述第1发送光入射到上述光通信路径元件的端面中的上述光通信路径;以及
第2发送光控制部,使得从上述发光元件发出的光中的作为非发送对象的第2发送光入射,并控制上述第2发送光以使该第2发送光的至少一部分不入射到上述第1发送光所入射的上述光通信路径以及上述光通信路径元件的端面。
2.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
在第1发送光控制部的外周连续地形成第2发送光控制部。
3.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
在通过第2发送光控制部的至少一部分的光所照射的位置上,配置吸收该照射光的遮挡部件。
4.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
在通过第2发送光控制部的至少一部分的光所照射的位置上,配置反射该照射光的遮挡部件。
5.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
由棱镜构成第2发送光控制部。
6.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
由透镜构成第2发送光控制部。
7.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
由使得光发生反射的材料构成第2发送光控制部。
8.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
由光吸收体构成第2发送光控制部。
9.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
由同一材料一体地形成第1发送光控制部与第2发送光控制部。
10.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
还具有接收光控制部,该接收光控制部具有第1面以及作为第1面背面的第2面,所述第1面反射接收光,将该反射后的接收光会聚到受光元件,所述第2面反射照射到第2面上的光并且防止照射到第2面上的光照射到受光元件。
11.如权利要求10所述的双向光通信模块,其特征在于,
在所述接收光控制部的第2面上,设置遮挡被光通信路径元件的端面所反射的光的遮光部。
12.如权利要求10所述的双向光通信模块,其特征在于,
由同一材料一体地形成形成接收光控制部的部位、第1发送光控制部、第2发送光控制部。
13.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
在第1发送光控制部与光通信路径元件之间配置棱镜,该棱镜使得第1发送光发生折射而使得第1发送光从光通信路径的外周方向入射。
14.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
使得光通信路径元件的端面形状相对于光轴倾斜,并且固定光通信路径元件,以使得光通信路径元件的剖面因倾斜所成钝角的一侧,成为第1发送光入射到光通信路径元件的一侧。
15.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
使得光通信路径元件的端面形状为球面。
16.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
第1发送光控制部包含多个透镜。
17.如权利要求1所述的双向光通信模块,其特征在于,
在接收光控制部与接收元件之间,配置会聚接收光的接收透镜。
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