JP2004326066A - 双方向光学モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】双方向光学モジュールの提供。
【解決手段】回折光学素子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）を利用し、入射光を回折させて環状光となし、受光素子（ホトダイオード）に照射し、受光素子の中央部分に発光素子（発光ダイオード）を接着し、この発光素子の発光を回折光学素子を経由して入射光源に送るようにし、双方向伝送の機能を達成した。
【選択図】 図５
【解決手段】回折光学素子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）を利用し、入射光を回折させて環状光となし、受光素子（ホトダイオード）に照射し、受光素子の中央部分に発光素子（発光ダイオード）を接着し、この発光素子の発光を回折光学素子を経由して入射光源に送るようにし、双方向伝送の機能を達成した。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回折光学素子を利用し、光源装置の発射する光を回折させて環状光となして発光素子を設けた受光素子に照射し、この発光素子の発光を回折光学素子を経由して光源装置に伝送し、これにより双方向伝送の機能を達成した、双方向光学モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
幾何線形光学中の回折原理は光源端よりスリットを具えた平面に入射し、入射光の波長及びスリットの幅により、別端に異なるピッチの明暗の回折条紋を発生させる、というもので、図１の回折グレーティング表示図に示されるようであり、上述の回折原理中のシングルスリットを拡張して周期性のスリットとなすことにより重畳の効果を獲得できる。
【０００３】
この周期性スリットの構造はいわゆるグレーティング（Ｇｒａｔｉｎｇ）構造であり、図中、光束１１は外界の光ファイバ、レーザー等の入射光源より入射し、グレーティングアレイ１５の間に形成された複数の溝１６を通過し、光束１１がこの透光体を通過してもう１端のスクリーン上で多種類の回折パターンを形成し、回折パターンは異なる光束投射方向により形成され、グレーティングアレイ１５を通過する光線に屈折の方向がなければ、図示される第２回折光束１３となり、スクリーン上にあって輝点を形成し、この第２回折光束１３の周囲の光束、即ち第１回折光束１２は輝環を形成し、第３回折光束１４は暗環を形成しうる。図２の回折パターン表示図に示されるように、光束１１がグレーティングアレイ１５に入射すると、後方のスクリーンには明暗条紋で組成された回折パターン１８を形成する。
【０００４】
上述の図２に示されるように、回折光学素子が、入射光（光ファイバから来る）を回折させて環状光となし、受光素子（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）に照射することにより、情報伝送の機能を達成できる。
【０００５】
図３は特許文献１に記載の周知の技術の光学モジュール断面図であり、光源は光ファイバ２１末端より光束２２を射出し、この光束２２がキャビティー内でレンズ２３の屈折集中の後に回折グレーティングセット２４を通過し、光信号が発生した回折パターンにより下ベース２７に設置された受光素子２５に受信され、下ベース２７に別に発光素子２６が設けられ、光信号がレンズ２３を透過して光読み書き部分の光ファイバ２１に送られ、こうして双方向伝送の目的を達成している。この周知の技術の受光素子２５と発光素子２６は異なる位置に別々に設置され、光の像形成と伝送が異なる点にあり、設計が比較的複雑で困難である。
【０００６】
図３は周知の技術の光学モジュール表示図である（特許文献２）。光ファイバ３１は光源とされ、光束をプリズム３２を経由して光学モジュールに入射させ、光学モジュール内部に設けられた発光素子３４が光束３３をプリズムを経由して光源の光ファイバ３１に送り、別に受光システム３５内の受光素子３６が光信号を受け取り、プリズム３２の二組の斜面、即ち図示される第１斜面３２ａと第２斜面３２ｂにより光束３３を二つの投射方向に分け、即ち受信光と発射光とし、異なる位置に設置した発光素子３４と受光素子３６と光源の光ファイバ３１を相互にコミュニケートさせて、光学モジュールの目的を達成する。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５，５５５，３３４号明細書
【特許文献２】
特開２００１−１４７３４９号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
周知の各種の光学モジュールは異なる発光素子と受光素子により双方向の信号送受の目的を達成している。発光素子と受光素子が異なる位置に設置されているため、信号伝送の目的を達成するため、送受される光束を別々に素子に導入しなければならず、モジュール設置の複雑度が増加する。
【０００９】
ゆえに本発明は上述の発光素子と受光素子の設置位置の欠点を鑑み、発光素子を受光素子の中央部分に設置し、この発光素子の発光を回折光学素子を経由して入射光源に送り、こうして双方向伝送の機能を達成する。
本発明の双方向光学モジュールは、入射光源と、該入射光源からの光束を受け取る回折光学素子と、該回折光学素子を透過した光束を受け取る受光素子と、該受光素子に設置された発光素子と、を具えている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、双方向光学モジュールにおいて、
入射光源と、該入射光源からの光束を受け取る回折光学素子と、該回折光学素子を透過した光束を受け取る受光素子と、該受光素子に設置されてレンズに連結された発光素子と、を具え、該受光素子に該発光素子が直接設置され、該発光素子が発光し、光束が該回折光学素子を経由して該入射光源に投射され、双方向伝送機能を達成することを特徴とする、双方向光学モジュールとしている。
請求項２の発明は、請求項１記載の双方向光学モジュールにおいて、発光素子が発光ダイオードとされたことを特徴とする、双方向光学モジュールとしている。
請求項３の発明は、請求項１記載の双方向光学モジュールにおいて、受光素子がホトダイオードとされたことを特徴とする、双方向光学モジュールとしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図５は本発明の双方向光学モジュール表示図である。本発明によると、回折光学素子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）４３を利用し、入射光源４１の発射する入射光束４２を回折させて環状光となし、受光素子４４に照射する。本実施例の受光素子４４はホトダイオードとされ、受光素子４４の中央部分に本実施例では発光ダイオード（ＬＥＤ）とされる発光素子４５接着されている。この発光素子４５は直接発光可能で、光束を回折光学素子を経由して該入射光源４１に伝送し、双方向伝送機能を達成する。さらに回折光学素子４３と受光素子４４と発光素子４５で組成された送受信素子が結合されることにより、単芯双方向フルデュプレックスの光学モジュールに応用される。
【００１２】
図５中、Ａに示されるように、入射光源４１の入射端は光学モジュールの回折光学素子４３にアライメントされ、その実施例はグレーティングアレイで形成された回折素子とされ、この素子を通過する回折光束４２’（図示される矢印は光束の方向を示す）が受光素子４４において回折パターンを形成し、受光素子４４に別に発光素子４５が設置され、直接この発光素子４５にレンズが連結され、並びに該レンズ４６を透過して光束を射出し、該回折光学素子４３を経由して発射光束４７（矢印に示されるとおり）が入射光源４１に発射され、最も簡単で最も直接的な方式で双方向情報伝送の目的を達成する。
【００１３】
図５中、Ｂはホトダイオードの第１実施例を示し、受光素子４４の正面図とされる。この図に発光素子４５の所在が明らかに示され、即ち、直接受光素子４４に発光素子４５が接着され、発光素子４５と回折光学素子４３を利用して入射光源４１（光ファイバーから来たもの）が回折されて環状の回折光環４２”とされ、受光素子４４に照射され、この発光素子４５（発光ダイオードとされうる）は直接発光し、回折光学素子４３を経由して入射光源４１に光束を送り、双方向伝送の機能を達成している。
【００１４】
図６は本発明の双方向光学モジュールのホトダイオードの第２実施例表示図である。上述の発光素子４５は受光素子４４の任意の部分に設置可能で、中央位置に限定されるわけではなく、その発射光束は図５中、Ａに示されるレンズ４６により投射方向が調整され、最終的に入射光源４１に投射されるものとされる。
【００１５】
図７は本発明のホトダイオードの第３実施例を示し、発光素子４５は別の位置に設けられ、上述の位置に限定されるわけではない。
【００１６】
【発明の効果】
以上は本発明の双方向光学モジュールの詳細な説明であり、本発明は光学モジュールの受光素子に直接発光素子が設置され、この発光素子が直接発光し、回折光学素子を経由して光束を入射光源に送り、双方向伝送の目的を達成する。
【００１７】
総合すると、以上により十分に本発明の双方向光学モジュールが目的及び機能上のいずれも実施の進歩性を具備し、産業上の利用価値を有することが示された。且つ従来の物品に本発明と同じ或いは類似の構造はなく、その構造は未公開であり、完全に特許の要件に符合する。なお、以上の説明は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の技術の回折グレーティング表示図である。
【図２】周知の技術の回折パターン表示図である。
【図３】周知の技術の光学モジュール断面図である。
【図４】周知の技術の光学モジュール表示図である。
【図５】本発明の双方向光学モジュール表示図であり、ホトダイオードの第１実施例も共に表示している。
【図６】本発明の双方向光学モジュールのホトダイオードの第２実施例表示図である。
【図７】本発明の双方向光学モジュールのホトダイオードの第３実施例表示図である。
【符号の説明】
１１ 光束
１２ 第１回折光束
１３ 第２回折光束
１４ 第３回折光束
１５ グレーティングアレイ
１６ 溝
１８ 回折パターン
２１ 光ファイバ
２２ 光束
２３ レンズ
２４ 回折グレーティングセット
２５ 受光素子
２６ 発光素子
２７ 下ベース
３１ 光ファイバ
３２ プリズム
３２ａ 第１斜面
３２ｂ 第２斜面
３３ 光束
３４ 発光素子
３５ 受光システム
３６ 受光素子
４１ 入射光源
４２ 入射光束
４２’ 回折光束
４２” 回折光環
４３ 回折光学素子
４４ 受光素子
４５ 発光素子
４６ レンズ
４７ 発射光束
【発明の属する技術分野】
本発明は回折光学素子を利用し、光源装置の発射する光を回折させて環状光となして発光素子を設けた受光素子に照射し、この発光素子の発光を回折光学素子を経由して光源装置に伝送し、これにより双方向伝送の機能を達成した、双方向光学モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
幾何線形光学中の回折原理は光源端よりスリットを具えた平面に入射し、入射光の波長及びスリットの幅により、別端に異なるピッチの明暗の回折条紋を発生させる、というもので、図１の回折グレーティング表示図に示されるようであり、上述の回折原理中のシングルスリットを拡張して周期性のスリットとなすことにより重畳の効果を獲得できる。
【０００３】
この周期性スリットの構造はいわゆるグレーティング（Ｇｒａｔｉｎｇ）構造であり、図中、光束１１は外界の光ファイバ、レーザー等の入射光源より入射し、グレーティングアレイ１５の間に形成された複数の溝１６を通過し、光束１１がこの透光体を通過してもう１端のスクリーン上で多種類の回折パターンを形成し、回折パターンは異なる光束投射方向により形成され、グレーティングアレイ１５を通過する光線に屈折の方向がなければ、図示される第２回折光束１３となり、スクリーン上にあって輝点を形成し、この第２回折光束１３の周囲の光束、即ち第１回折光束１２は輝環を形成し、第３回折光束１４は暗環を形成しうる。図２の回折パターン表示図に示されるように、光束１１がグレーティングアレイ１５に入射すると、後方のスクリーンには明暗条紋で組成された回折パターン１８を形成する。
【０００４】
上述の図２に示されるように、回折光学素子が、入射光（光ファイバから来る）を回折させて環状光となし、受光素子（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）に照射することにより、情報伝送の機能を達成できる。
【０００５】
図３は特許文献１に記載の周知の技術の光学モジュール断面図であり、光源は光ファイバ２１末端より光束２２を射出し、この光束２２がキャビティー内でレンズ２３の屈折集中の後に回折グレーティングセット２４を通過し、光信号が発生した回折パターンにより下ベース２７に設置された受光素子２５に受信され、下ベース２７に別に発光素子２６が設けられ、光信号がレンズ２３を透過して光読み書き部分の光ファイバ２１に送られ、こうして双方向伝送の目的を達成している。この周知の技術の受光素子２５と発光素子２６は異なる位置に別々に設置され、光の像形成と伝送が異なる点にあり、設計が比較的複雑で困難である。
【０００６】
図３は周知の技術の光学モジュール表示図である（特許文献２）。光ファイバ３１は光源とされ、光束をプリズム３２を経由して光学モジュールに入射させ、光学モジュール内部に設けられた発光素子３４が光束３３をプリズムを経由して光源の光ファイバ３１に送り、別に受光システム３５内の受光素子３６が光信号を受け取り、プリズム３２の二組の斜面、即ち図示される第１斜面３２ａと第２斜面３２ｂにより光束３３を二つの投射方向に分け、即ち受信光と発射光とし、異なる位置に設置した発光素子３４と受光素子３６と光源の光ファイバ３１を相互にコミュニケートさせて、光学モジュールの目的を達成する。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５，５５５，３３４号明細書
【特許文献２】
特開２００１−１４７３４９号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
周知の各種の光学モジュールは異なる発光素子と受光素子により双方向の信号送受の目的を達成している。発光素子と受光素子が異なる位置に設置されているため、信号伝送の目的を達成するため、送受される光束を別々に素子に導入しなければならず、モジュール設置の複雑度が増加する。
【０００９】
ゆえに本発明は上述の発光素子と受光素子の設置位置の欠点を鑑み、発光素子を受光素子の中央部分に設置し、この発光素子の発光を回折光学素子を経由して入射光源に送り、こうして双方向伝送の機能を達成する。
本発明の双方向光学モジュールは、入射光源と、該入射光源からの光束を受け取る回折光学素子と、該回折光学素子を透過した光束を受け取る受光素子と、該受光素子に設置された発光素子と、を具えている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、双方向光学モジュールにおいて、
入射光源と、該入射光源からの光束を受け取る回折光学素子と、該回折光学素子を透過した光束を受け取る受光素子と、該受光素子に設置されてレンズに連結された発光素子と、を具え、該受光素子に該発光素子が直接設置され、該発光素子が発光し、光束が該回折光学素子を経由して該入射光源に投射され、双方向伝送機能を達成することを特徴とする、双方向光学モジュールとしている。
請求項２の発明は、請求項１記載の双方向光学モジュールにおいて、発光素子が発光ダイオードとされたことを特徴とする、双方向光学モジュールとしている。
請求項３の発明は、請求項１記載の双方向光学モジュールにおいて、受光素子がホトダイオードとされたことを特徴とする、双方向光学モジュールとしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図５は本発明の双方向光学モジュール表示図である。本発明によると、回折光学素子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）４３を利用し、入射光源４１の発射する入射光束４２を回折させて環状光となし、受光素子４４に照射する。本実施例の受光素子４４はホトダイオードとされ、受光素子４４の中央部分に本実施例では発光ダイオード（ＬＥＤ）とされる発光素子４５接着されている。この発光素子４５は直接発光可能で、光束を回折光学素子を経由して該入射光源４１に伝送し、双方向伝送機能を達成する。さらに回折光学素子４３と受光素子４４と発光素子４５で組成された送受信素子が結合されることにより、単芯双方向フルデュプレックスの光学モジュールに応用される。
【００１２】
図５中、Ａに示されるように、入射光源４１の入射端は光学モジュールの回折光学素子４３にアライメントされ、その実施例はグレーティングアレイで形成された回折素子とされ、この素子を通過する回折光束４２’（図示される矢印は光束の方向を示す）が受光素子４４において回折パターンを形成し、受光素子４４に別に発光素子４５が設置され、直接この発光素子４５にレンズが連結され、並びに該レンズ４６を透過して光束を射出し、該回折光学素子４３を経由して発射光束４７（矢印に示されるとおり）が入射光源４１に発射され、最も簡単で最も直接的な方式で双方向情報伝送の目的を達成する。
【００１３】
図５中、Ｂはホトダイオードの第１実施例を示し、受光素子４４の正面図とされる。この図に発光素子４５の所在が明らかに示され、即ち、直接受光素子４４に発光素子４５が接着され、発光素子４５と回折光学素子４３を利用して入射光源４１（光ファイバーから来たもの）が回折されて環状の回折光環４２”とされ、受光素子４４に照射され、この発光素子４５（発光ダイオードとされうる）は直接発光し、回折光学素子４３を経由して入射光源４１に光束を送り、双方向伝送の機能を達成している。
【００１４】
図６は本発明の双方向光学モジュールのホトダイオードの第２実施例表示図である。上述の発光素子４５は受光素子４４の任意の部分に設置可能で、中央位置に限定されるわけではなく、その発射光束は図５中、Ａに示されるレンズ４６により投射方向が調整され、最終的に入射光源４１に投射されるものとされる。
【００１５】
図７は本発明のホトダイオードの第３実施例を示し、発光素子４５は別の位置に設けられ、上述の位置に限定されるわけではない。
【００１６】
【発明の効果】
以上は本発明の双方向光学モジュールの詳細な説明であり、本発明は光学モジュールの受光素子に直接発光素子が設置され、この発光素子が直接発光し、回折光学素子を経由して光束を入射光源に送り、双方向伝送の目的を達成する。
【００１７】
総合すると、以上により十分に本発明の双方向光学モジュールが目的及び機能上のいずれも実施の進歩性を具備し、産業上の利用価値を有することが示された。且つ従来の物品に本発明と同じ或いは類似の構造はなく、その構造は未公開であり、完全に特許の要件に符合する。なお、以上の説明は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の技術の回折グレーティング表示図である。
【図２】周知の技術の回折パターン表示図である。
【図３】周知の技術の光学モジュール断面図である。
【図４】周知の技術の光学モジュール表示図である。
【図５】本発明の双方向光学モジュール表示図であり、ホトダイオードの第１実施例も共に表示している。
【図６】本発明の双方向光学モジュールのホトダイオードの第２実施例表示図である。
【図７】本発明の双方向光学モジュールのホトダイオードの第３実施例表示図である。
【符号の説明】
１１ 光束
１２ 第１回折光束
１３ 第２回折光束
１４ 第３回折光束
１５ グレーティングアレイ
１６ 溝
１８ 回折パターン
２１ 光ファイバ
２２ 光束
２３ レンズ
２４ 回折グレーティングセット
２５ 受光素子
２６ 発光素子
２７ 下ベース
３１ 光ファイバ
３２ プリズム
３２ａ 第１斜面
３２ｂ 第２斜面
３３ 光束
３４ 発光素子
３５ 受光システム
３６ 受光素子
４１ 入射光源
４２ 入射光束
４２’ 回折光束
４２” 回折光環
４３ 回折光学素子
４４ 受光素子
４５ 発光素子
４６ レンズ
４７ 発射光束
Claims (3)
- 双方向光学モジュールにおいて、
入射光源と、該入射光源からの光束を受け取る回折光学素子と、該回折光学素子を透過した光束を受け取る受光素子と、該受光素子に設置されてレンズに連結された発光素子と、を具え、該受光素子に該発光素子が直接設置され、該発光素子が発光し、光束が該回折光学素子を経由して該入射光源に投射され、双方向伝送機能を達成することを特徴とする、双方向光学モジュール。 - 請求項１記載の双方向光学モジュールにおいて、発光素子が発光ダイオードとされたことを特徴とする、双方向光学モジュール。
- 請求項１記載の双方向光学モジュールにおいて、受光素子がホトダイオードとされたことを特徴とする、双方向光学モジュール。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW092109419A TWI228882B (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Bi-directional optical transceiver module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004326066A true JP2004326066A (ja) | 2004-11-18 |
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ID=33509786
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2004326066A (ja) |
| TW (1) | TWI228882B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018079091A1 (ja) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光結合素子及び光通信システム |
-
2003
- 2003-04-22 TW TW092109419A patent/TWI228882B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-06-09 JP JP2003163846A patent/JP2004326066A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018079091A1 (ja) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光結合素子及び光通信システム |
| JPWO2018079091A1 (ja) * | 2016-10-24 | 2019-09-12 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光結合素子及び光通信システム |
| US11294126B2 (en) | 2016-10-24 | 2022-04-05 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Optical coupling device and optical communication system |
| JP7065033B2 (ja) | 2016-10-24 | 2022-05-11 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光結合素子及び光通信システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI228882B (en) | 2005-03-01 |
| TW200423569A (en) | 2004-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050428 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |