JP3350503B2 - 光送受信装置 - Google Patents
光送受信装置Info
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Description
受信モジュールとからなる双方向光通信用の光送受信装
置に関する。
いた双方向光通信用の光送受信装置では、2本のプラス
チック光ファイバを1対としたペア線を用いていた。つ
まり、光送受信モジュールの発光素子から1本のプラス
チック光ファイバに光信号を入射し、他の1本から伝送
されてきた光信号を受光素子で受けている。
おいては、プラスチック光ファイバが2本必要となるた
めコストが高くなる。また、光送受信モジュールにプラ
スチック光ファイバを2本並べて接続する必要があるた
め、光送受信モジュールの小型化が難しいという問題が
ある。機器間を光ファイバで接続する場合、特に携帯型
の機器を用いて光データ通信を行う場合、機器の小型化
が必要であるため、光送受信モジュールの小型化は非常
に重要となってくる。
て、1本のプラスチック光ファイバを用いた双方向光通
信を行うことが試みられている。双方向光通信には、送
信と受信を時間分割して行う半二重方式と、送受信を時
間的に同時に行う全二重方式とがあるが、全二重方式の
方が伝送速度を2倍に高められることより通信に有利な
方式といえる。
4号公報には、1本の光ファイバを用いた双方向光通信
(全二重方式)用の光送受信装置が開示されている。こ
の光送受信装置では、光送受信モジュール内に、光ファ
イバに入射する第1光信号の光路と光ファイバから出射
された第2光信号の光路とを完全に分離するための光学
装置が設けてある。これにより、発光素子からの戻り光
(第1光信号が光ファイバの端面で反射して生じる反射
光)が受光素子に受光されることが防止されるため、従
来技術と比較して、受信光の受光効率を低下させたり、
光ファイバの伝送帯域を狭めたりすることなく、高効率
および広帯域で光信号の送受信を行うことができると記
載されている。
報に記載の光送受信装置では、光ファイバとして1本の
芯線(コア)とその周りの鞘材(クラッド)からなる単
芯線光ファイバを使用しているため、送信光と受信光の
光ファイバ内での光路が同一である。そのため、全二重
方式での双方向光通信の場合には、光ファイバから出射
された第2光信号の光路を、完全に第1光信号(光ファ
イバに入射する光)と分離することは難しい。
(「A Miniaturized Transceiver using Simplex POF f
or IEEE1394 」International POF Conference '99 p20
5-208July 14-16,1999 )には、第2光信号は光ファイ
バの端面全体から出射されており、この出射光の一部
は、第1光信号を光軸を曲げて光ファイバに入射するた
めのプリズムによって反射されて、受光素子に受光され
ないことが記載されている。
置では、受信光の受光効率を低下させることなく、光フ
ァイバの伝送帯域を狭めることなく、戻り光によるノイ
ズを抑えて受信感度を高くすることは困難である。本発
明は、このような従来技術の問題点に着目してなされた
ものであり、1本のプラスチック光ファイバを用いた双
方向光通信用の光送受信装置において、全二重方式での
双方向光通信を行っても、受信光の受光効率を低下させ
たり、光ファイバの伝送帯域を狭めたりすることなく、
戻り光によるノイズを抑えて受信感度を高くすることが
できる光送受信装置を提供することを課題とする。
受信装置は、光ファイバと光送受信モジュールとからな
る双方向光通信用の光送受信装置において、光ファイバ
は、複数の芯線の周りを前記芯線よりも屈折率が低い鞘
材で取り囲んで1本にまとめた多芯線光ファイバであっ
て、一箇所にまとめられている複数の芯線のうちの1本
以上の芯線を送信用芯線とし、同じ箇所にまとめられて
いる複数の芯線のうちの送信用芯線以外の1本以上の芯
線を受信用芯線とし、光送受信モジュールは、光ファイ
バの送信用芯線に入射する第1光信号を出射する発光素
子と、光ファイバの受信用芯線から出射された第2光信
号を受光する受光素子とを備え、発光素子と送信用芯線
との間および/または受光素子と受信用芯線との間に、
第1光信号と第2光信号が重ならないように第1光信号
および/または第2光信号の光軸を曲げる光路形成部材
を有し、前記光路形成部材は、受信用芯線および送信用
芯線をなす多芯線プラスチック光ファイバと同じ多芯線
プラスチック光ファイバを所定の長さで切断して、多数
の芯線の一端を二つに分けて左右に外側に曲げて拡径
し、さらにその先端を真っ直ぐにすることにより、送信
光路と受信光路を形成し、この状態を保持したものであ
り、前記光路形成部材は光送受信モジュールに固定され
ていて、受信用芯線および送信用芯線をなす多芯線プラ
スチック光ファイバの端面と、光路形成部材をなす多芯
線プラスチック光ファイバの端面との突き当てによっ
て、受信用芯線および送信用芯線をなす多芯線プラスチ
ック光ファイバと光送受信モジュールとが光路形成部材
を介して接続されていることを特徴とする。
バとして複数の芯線を1本にまとめた多芯線光ファイバ
を用い、これらの芯線の少なくとも一部を送信用芯線と
受信用芯線に分けているため、送信光と受信光の光ファ
イバ内での光路が別である。そのため、全二重方式での
双方向光通信の場合でも、光送受信モジュールの光路形
成部材により、光ファイバから出射された第2光信号の
光路を完全に第1光信号(光ファイバに入射する光)と
分離することができる。
光信号が光ファイバの端面で反射して生じる反射光)が
受光素子に受光されることを防止できる。また、第2光
信号は光ファイバの受信用芯線の端面のみから出射され
るため、上記文献に記載されているような光ファイバの
端面全体から出射されるものと比較して、受信光の受光
効率が高くなる。その結果、受信光の受光効率を低下さ
せたり、光ファイバの伝送帯域を狭めたりすることな
く、戻り光によるノイズを抑えて受信感度を高くするこ
とができる。
ファイバとしては、多芯線プラスチック光ファイバが挙
げられる。多芯線プラスチック光ファイバとは、屈折率
の高い透明な樹脂からなる複数の芯線(コア)の周りを
鞘材(クラッド)で取り囲んで1本のファイバにしたも
のである。本発明の光送受信装置で使用する多芯線プラ
スチック光ファイバにおいて、芯線をなす樹脂、鞘材を
なす樹脂、芯線の数、ファイバ径は特に限定されない
が、好ましい形態等について以下に述べる。
脂よりも高く、光信号の波長に対して透過性を有する必
要があり、一般的にポリメチルメタルメタクリレート
(PMMA)系樹脂やポリカーボネート(PC)系樹脂
などが好ましい。鞘材をなす樹脂としては、芯線をなす
樹脂より屈折率の低い樹脂を用いる。例えば、芯線の樹
脂がPMMA系樹脂の場合は、鞘材をなす樹脂としてビ
ニリデンフロライド系樹脂等を用いる。
造を、各芯線の周囲に、芯線の樹脂と鞘材の樹脂との中
間の屈折率を有する樹脂を設けた二重鞘構造のファイバ
は、曲げに強い高速通信用ファイバとして適している。
芯線の数については、芯線が2本以上あれば光送受信が
可能なため、2本以上あればよい。しかし、光損失や曲
げ損失等の特性の面からは20本以上あることが好まし
い。例えば、旭化成工業(株)から、芯線数が37本で
ある多芯線プラスチック光ファイバ(マルチコアファイ
バ)が市販されている。
用途目的に応じて適したファイバ径のものを用いること
ができる。本発明の光送受信装置で使用する光送受信モ
ジュールは、発光素子と受光素子を備えている。発光素
子としては、一般的な高輝度発光素子であるダブルヘテ
ロ構造発光ダイオード(LED)を用いることができ
る。また、高速データ通信用の発光素子としては、素子
内に反射鏡と共振器を有する共振空胴型発光ダイオード
(RCLED:resonant cavity li
ght emitting diode)や、面発光型
レーザ(VCSEL:vertical cavity
surface emitting laser)を
用いることができる。また、端面発光型レーザを使用す
ることもできる。
ファイバの芯線がPMMA系樹脂製である場合は、伝送
損失が極小となる波長がそれぞれ650nm、570n
m、520nmの付近であるため、発光中心波長がこれ
らの波長付近にある発光素子を使用する必要がある。芯
線がPMMA系樹脂製である場合に使用可能な発光素子
としては、例えば、発光中心波長が650nm付近にあ
るAlGaInP系発光素子(活性層はGaInP層)
が挙げられる。
ファイバの芯線がPC系の樹脂製である場合は、780
nm付近に伝送損失の極小点があるので、その波長と同
じ発光波長を有する発光素子を用いる。この波長が発光
波長である発光素子としては、GaAlAsを活性層と
したダブルヘテロLED、RCLEDまたはVCSEL
が挙げられる。
説明する。図1は、本発明の一実施形態に相当する光送
受信装置の構成を示す断面図である。この光送受信装置
は、光ファイバ1と光送受信モジュール2とからなる双
方向光通信用の光送受信装置である。光ファイバ1の先
端はコネクタ3に固定してあり、光ファイバ1と光送受
信モジュール2との間に光路形成部材8が設置されてい
る。光路形成部材8は、予め光送受信モジュール2のハ
ウジング4上に固定してあり、光ファイバ1のコネクタ
3の端面と光路形成部材8のハウジング8bの上面との
突き当てによって、光ファイバ1と光送受信モジュール
2が光路形成部材8を介して接続されている。
めた多芯線プラスチック光ファイバであり、図2に示す
ように、複数の芯線11と、これらの芯線11をまとめ
て固定している鞘材12とからなる。この光ファイバ1
は、以下のようにしてコネクタ3に固定してある。この
光ファイバ1は被覆材13で被覆してあり、被覆された
状態で所定の長さに切り出した後に、端部の被覆13を
除去して光ファイバ1の端部を所定長さで露出させる。
この状態で、光ファイバ1をコネクタ3に挿入し、コネ
クタ3の端面から光ファイバ1の先端が出るようにして
固定した後、コネクタ3の端面に合わせて光ファイバ1
を切断する。
は、面発光レーザからなる発光素子5が発光面を上に向
けて設置され、フォトダイオードからなる受光素子6が
受光面を上に向けて設置されている。図1の光ファイバ
1の断面は図2のA−A線断面であり、多数の芯線11
のうちの半分(図1の左側半分)を送信用芯線11aと
し、残りの半分(図1の右側半分)を受信用芯線11b
としている。発光素子5の発光中心は複数の送信用芯線
11aの真下より外側に、受光素子6の受光中心は複数
の受信用芯線11bの真下より外側に配置されている。
ファイバを所定の長さで切断して、多数の芯線の一端
を、真ん中から二つに分けて左右対称に外側に曲げて拡
径し、さらにその先端を真っ直ぐにすることにより、送
信光路81aと受信光路81bを形成し、この状態を固
定部材8aとハウジング8bで保持したものである。多
芯線プラスチック光ファイバは、このように容易に曲が
った形状とすることができる。
ュール2との間に光路形成部材8を設置することによ
り、送信用芯線11aと発光素子5が光ファイバの芯線
からなる送信光路81aで接続され、受信用芯線11b
と受光素子6が光ファイバの芯線からなる受信光路81
bで接続される。そして、発光素子5から出射された第
1光信号は、光軸L1が送信光路81aで曲げられた後
に送信用芯線11aに入射される。また、受信用芯線1
1bから出射された第2光信号は、光軸L2が受信光路
81bで曲げられた後に受光素子6で受光される。
1光信号と第2光信号が重ならないように、光路形成部
材8を設けて第1光信号の光軸を曲げている。また、送
信光と受信光の光ファイバ内での光路が別である。その
ため、全二重方式での双方向光通信の場合でも、光ファ
イバから出射された第2光信号の光路を完全に第1光信
号(光ファイバに入射する光)と分離することができ
る。
従来例と比較して、発光素子からの戻り光が受光素子に
受光されることを低減できるとともに、受信光の受光効
率が高くなる。その結果、受信光の受光効率を低下させ
たり、光ファイバの伝送帯域を狭めたりすることなく、
戻り光によるノイズを抑えて受信感度を高くすることが
できる。
と受光素子6との間に遮光板を設けて、光送受信モジュ
ール2のハウジング4内の空間を第1光信号用と第2光
信号用に分けた構成とすれば、第1光信号と第2光信号
が厳密に全く重ならないようにできるためより好まし
い。
装置によれば、全二重方式での双方向光通信の場合で
も、受信光の受光効率を低下させたり、光ファイバの伝
送帯域を狭めたりすることなく、戻り光によるノイズを
抑えて受信感度を高くすることができる。
構成を示す断面図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 光ファイバと光送受信モジュールとから
なる双方向光通信用の光送受信装置において、 光ファイバは、複数の芯線の周りを前記芯線よりも屈折
率が低い鞘材で取り囲んで1本にまとめた多芯線光ファ
イバであって、一箇所にまとめられている複数の芯線の
うちの1本以上の芯線を送信用芯線とし、同じ箇所にま
とめられている複数の芯線のうちの送信用芯線以外の1
本以上の芯線を受信用芯線とし、 光送受信モジュールは、光ファイバの送信用芯線に入射
する第1光信号を出射する発光素子と、光ファイバの受
信用芯線から出射された第2光信号を受光する受光素子
とを備え、 発光素子と送信用芯線との間および/または受光素子と
受信用芯線との間に、第1光信号と第2光信号が重なら
ないように第1光信号および/または第2光信号の光軸
を曲げる光路形成部材を有し、 前記光路形成部材は、受信用芯線および送信用芯線をな
す多芯線プラスチック光ファイバと同じ多芯線プラスチ
ック光ファイバを所定の長さで切断して、多数の芯線の
一端を二つに分けて左右に外側に曲げて拡径し、さらに
その先端を真っ直ぐにすることにより、送信光路と受信
光路を形成し、この状態を保持したものであり、 前記光路形成部材は光送受信モジュールに固定されてい
て、受信用芯線および送信用芯線をなす多芯線プラスチ
ック光ファイバの端面と、光路形成部材をなす多芯線プ
ラスチック光ファイバの端面との突き当てによって、受
信用芯線および送信用芯線をなす多芯線プラスチック光
ファイバと光送受信モジュールとが光路形成部材を介し
て接続されてい ることを特徴とする光送受信装置。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
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