JPH10303455A - 光送受信器 - Google Patents
光送受信器Info
- Publication number
- JPH10303455A JPH10303455A JP10917497A JP10917497A JPH10303455A JP H10303455 A JPH10303455 A JP H10303455A JP 10917497 A JP10917497 A JP 10917497A JP 10917497 A JP10917497 A JP 10917497A JP H10303455 A JPH10303455 A JP H10303455A
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- JP
- Japan
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- optical
- light
- light emitting
- optical fiber
- emitting element
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- Pending
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送効率の高い、低コストの光送受信器を提
供する。 【解決手段】 発光素子３と、その周りに配置された受
光素子４とを、ガラス窓５を備えたキャップ６内に封止
し、発光素子３からの光信号をレンズ２を介して外部の
光ファイバ１に導き、光ファイバ１からの光信号を受光
素子４により受光可能とすることで、低コスト化を図り
つつ同時双方向の通信を可能とし、伝送効率を高める。
供する。 【解決手段】 発光素子３と、その周りに配置された受
光素子４とを、ガラス窓５を備えたキャップ６内に封止
し、発光素子３からの光信号をレンズ２を介して外部の
光ファイバ１に導き、光ファイバ１からの光信号を受光
素子４により受光可能とすることで、低コスト化を図り
つつ同時双方向の通信を可能とし、伝送効率を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを伝
送媒体とする通信システムにおいて、双方向光信号伝送
に用いるための光送受信器に関する。
送媒体とする通信システムにおいて、双方向光信号伝送
に用いるための光送受信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、双方向の光信号伝送を実現する最
も一般的な方式は、信号を伝送する２点間に２本の光フ
ァイバを設置し、それぞれを送信／受信専用の伝送に用
いるものである。この方式によれば、２点間の信号伝送
に対して１対（２本）以上の光ファイバが必要となるた
め導入コストが高い、という問題がある。
も一般的な方式は、信号を伝送する２点間に２本の光フ
ァイバを設置し、それぞれを送信／受信専用の伝送に用
いるものである。この方式によれば、２点間の信号伝送
に対して１対（２本）以上の光ファイバが必要となるた
め導入コストが高い、という問題がある。
【０００３】そこで、例えば図５に示すように、光ファ
イバ１に対して発受光兼用素子１０および切換え回路１
１等を設け、この切換え回路１１により送信／受信のモ
ードに応じて素子１０のバイアスを切り換え、１つの素
子により発光と受光の両方の機能を実現する構成の光伝
送方式も提案されている。この方式によれば、２点間の
信号伝送に対して光ファイバ１が１本で済むだけでな
く、発受光兼用素子１０や球レンズ２も１つで済むた
め、素子１０と光ファイバ１間の光軸調整も１箇所で済
むという利点があり、光送受信器の低コスト化に大いに
寄与する。なお、図５の符号５はガラス窓、６はキャッ
プ、７はステム、１２は送信信号回路、１３は受信信号
回路である。
イバ１に対して発受光兼用素子１０および切換え回路１
１等を設け、この切換え回路１１により送信／受信のモ
ードに応じて素子１０のバイアスを切り換え、１つの素
子により発光と受光の両方の機能を実現する構成の光伝
送方式も提案されている。この方式によれば、２点間の
信号伝送に対して光ファイバ１が１本で済むだけでな
く、発受光兼用素子１０や球レンズ２も１つで済むた
め、素子１０と光ファイバ１間の光軸調整も１箇所で済
むという利点があり、光送受信器の低コスト化に大いに
寄与する。なお、図５の符号５はガラス窓、６はキャッ
プ、７はステム、１２は送信信号回路、１３は受信信号
回路である。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】しかし、図５のような
光送受信器においては、光素子を発光モードから受光モ
ードに切り換える電気回路のために切り換え時間が長く
なり、また、双方向同時伝送ができないため、伝送効率
の点で問題を有することになる。したがって、この発明
の課題は、双方向同時伝送を可能にし、伝送効率を低下
させないようにすることにある。
光送受信器においては、光素子を発光モードから受光モ
ードに切り換える電気回路のために切り換え時間が長く
なり、また、双方向同時伝送ができないため、伝送効率
の点で問題を有することになる。したがって、この発明
の課題は、双方向同時伝送を可能にし、伝送効率を低下
させないようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項１の発明では、発光素子と、受光素子と、
前記発光素子から出射される光信号を集光するレンズ系
とがガラス窓を備えた同一パッケージ内に封止された光
送受信器であって、前記発光素子から出射される光信号
は前記レンズ系によりパッケージ外に設置された光ファ
イバに導かれ、前記受光素子は発光素子の外側に配置さ
れ、前記光ファイバからの光信号を受光するようにして
いる。
べく、請求項１の発明では、発光素子と、受光素子と、
前記発光素子から出射される光信号を集光するレンズ系
とがガラス窓を備えた同一パッケージ内に封止された光
送受信器であって、前記発光素子から出射される光信号
は前記レンズ系によりパッケージ外に設置された光ファ
イバに導かれ、前記受光素子は発光素子の外側に配置さ
れ、前記光ファイバからの光信号を受光するようにして
いる。
【０００６】上記請求項１の発明では、前記受光素子
は、前記発光素子の周囲にドーナツ状に配置され、発光
素子の一方の電極を発光部分から最も遠い位置で受光素
子を横切るように配線することができる（請求項２の発
明）。上記請求項１または２のの発明では、前記パッケ
ージのガラス窓は、送信光と受信光の各光路に対応する
部分が異なる曲率を持ち、この曲率により各光路をそれ
ぞれ制御可能にすることができる（請求項３の発明）。
上記請求項１ないし３の発明では、前記パッケージの内
面の一部分に反射層を形成し、受信光の光路を前記反射
層によって制御可能にすることができる（請求項４の発
明）。
は、前記発光素子の周囲にドーナツ状に配置され、発光
素子の一方の電極を発光部分から最も遠い位置で受光素
子を横切るように配線することができる（請求項２の発
明）。上記請求項１または２のの発明では、前記パッケ
ージのガラス窓は、送信光と受信光の各光路に対応する
部分が異なる曲率を持ち、この曲率により各光路をそれ
ぞれ制御可能にすることができる（請求項３の発明）。
上記請求項１ないし３の発明では、前記パッケージの内
面の一部分に反射層を形成し、受信光の光路を前記反射
層によって制御可能にすることができる（請求項４の発
明）。
【０００７】すなわち、第１の発明によれば、１つの光
素子を発光モードと受光モードの２つのモードで使用す
るということがなく、発光モードから受光モードに切り
換える際の長い切り換え時間が不要となる。第２の発明
によれば、発光素子の周囲にドーナツ形状に配置された
受光素子が、光ファイバからの光信号を受光する際に発
生する損失を最小限にでき、かつ、光ファイバの光軸ず
れに対する受光効率の変化を小さくすることができる。
また、第３の発明によれば、ガラス窓の持つ曲率によ
り、発光・受光とも結合効率を向上させることができ
る。さらに、第４の発明によれば、パッケージの内側に
設置された反射膜のため、光ファイバからの光信号を効
率良く受光するので、微弱な光信号でも感度良く受信で
きるようになる。
素子を発光モードと受光モードの２つのモードで使用す
るということがなく、発光モードから受光モードに切り
換える際の長い切り換え時間が不要となる。第２の発明
によれば、発光素子の周囲にドーナツ形状に配置された
受光素子が、光ファイバからの光信号を受光する際に発
生する損失を最小限にでき、かつ、光ファイバの光軸ず
れに対する受光効率の変化を小さくすることができる。
また、第３の発明によれば、ガラス窓の持つ曲率によ
り、発光・受光とも結合効率を向上させることができ
る。さらに、第４の発明によれば、パッケージの内側に
設置された反射膜のため、光ファイバからの光信号を効
率良く受光するので、微弱な光信号でも感度良く受信で
きるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す構成図である。図示のように、この光送受信器
の、ステム７の上には発光素子としての発光ダイオード
３と、光信号を光ファイバ１に接続するためのレンズ系
としての球レンズ２と、発光ダイオード３の周囲には受
光素子としてのフォトダイオード４がそれぞれ搭載され
ている。これらはキャップ６により封止されるととも
に、光信号の出射・入射側にはガラス窓５が設けられ
る。また、ステム７の底面には、発光ダイオード３へ電
流を供給し、フォトダイオード４から電流を取り出す信
号授受用のリード８が取り付けられて構成されている。
態を示す構成図である。図示のように、この光送受信器
の、ステム７の上には発光素子としての発光ダイオード
３と、光信号を光ファイバ１に接続するためのレンズ系
としての球レンズ２と、発光ダイオード３の周囲には受
光素子としてのフォトダイオード４がそれぞれ搭載され
ている。これらはキャップ６により封止されるととも
に、光信号の出射・入射側にはガラス窓５が設けられ
る。また、ステム７の底面には、発光ダイオード３へ電
流を供給し、フォトダイオード４から電流を取り出す信
号授受用のリード８が取り付けられて構成されている。
【０００９】上記のような構成における動作について、
以下に説明する。発信の場合には、発光ダイオード３か
ら出射した光信号Ｌ１は、球レンズ２により集光されて
光ファイバ１に入射する。このとき、最大の光出力が光
ファイバ１に結合するように、光送受信器をその光軸に
垂直な面内で位置合わせしておくものとする。一方、受
信の場合には、光ファイバ１から出射した光信号のう
ち、球レンズ２の周囲に広がる光信号Ｌ２をフォトダイ
オード４により受信する。
以下に説明する。発信の場合には、発光ダイオード３か
ら出射した光信号Ｌ１は、球レンズ２により集光されて
光ファイバ１に入射する。このとき、最大の光出力が光
ファイバ１に結合するように、光送受信器をその光軸に
垂直な面内で位置合わせしておくものとする。一方、受
信の場合には、光ファイバ１から出射した光信号のう
ち、球レンズ２の周囲に広がる光信号Ｌ２をフォトダイ
オード４により受信する。
【００１０】図２はこの発明の第２の実施の形態を示す
構成図である。その構成は図１と同じであるが、フォト
ダイオード４の平面配置を図示のように、発光ダイオー
ド３の周囲にドーナツ状に配置し、かつ、発光ダイオー
ド３の電極３Ａを発光点から最も遠いフォトダイオード
４の一部分を横断するように配置した点が特徴である。
３Ｂは電極３Ａと対で用いられる電極である。上記の構
成で、光ファイバ１から出射される光信号を受光する受
信時には、発光ダイオード３の電極３Ａのために発生す
る損失を小さくでき、かつ、光ファイバ１の光軸ずれに
対する受光効率の変化を小さくすることができる。な
お、送信時の動作は図１の場合と同様である。
構成図である。その構成は図１と同じであるが、フォト
ダイオード４の平面配置を図示のように、発光ダイオー
ド３の周囲にドーナツ状に配置し、かつ、発光ダイオー
ド３の電極３Ａを発光点から最も遠いフォトダイオード
４の一部分を横断するように配置した点が特徴である。
３Ｂは電極３Ａと対で用いられる電極である。上記の構
成で、光ファイバ１から出射される光信号を受光する受
信時には、発光ダイオード３の電極３Ａのために発生す
る損失を小さくでき、かつ、光ファイバ１の光軸ずれに
対する受光効率の変化を小さくすることができる。な
お、送信時の動作は図１の場合と同様である。
【００１１】図３はこの発明の第３の実施の形態を示す
構成図である。これも、基本的には図１と同様で、キャ
ップ６のガラス窓部分が、２種類の曲率を有する凸レン
ズ５０で構成されている点が特徴である。すなわち、２
種類の曲率を有する凸レンズ５０は、中心に近く曲率の
大きい発信用レンズ５１と、周辺の曲率の小さい受信用
レンズ５２より構成する。なお、２種類の曲率を有する
凸レンズ５０は、ホログラムを用いても製作することが
可能である。発信用レンズ５１は球レンズ２の球面収差
を補正し、像倍率を小さくするように作用するので、発
信時には、光信号Ｌ１の光ファイバ１への結合効率を向
上させることができる。また、受信時には、光ファイバ
１から扇状に広がる信号光のうち、受信用レンズ５２に
照射された分をフォトダイオード４に照射させるので、
光ファイバ１からフォトダイオード４への光結合効率を
向上させることができる。なお、この発明は、図２に示
すものに対しても同様に適用することができる。
構成図である。これも、基本的には図１と同様で、キャ
ップ６のガラス窓部分が、２種類の曲率を有する凸レン
ズ５０で構成されている点が特徴である。すなわち、２
種類の曲率を有する凸レンズ５０は、中心に近く曲率の
大きい発信用レンズ５１と、周辺の曲率の小さい受信用
レンズ５２より構成する。なお、２種類の曲率を有する
凸レンズ５０は、ホログラムを用いても製作することが
可能である。発信用レンズ５１は球レンズ２の球面収差
を補正し、像倍率を小さくするように作用するので、発
信時には、光信号Ｌ１の光ファイバ１への結合効率を向
上させることができる。また、受信時には、光ファイバ
１から扇状に広がる信号光のうち、受信用レンズ５２に
照射された分をフォトダイオード４に照射させるので、
光ファイバ１からフォトダイオード４への光結合効率を
向上させることができる。なお、この発明は、図２に示
すものに対しても同様に適用することができる。
【００１２】図４はこの発明の第４の実施の形態を示す
構成図である。これも、基本的には図１と同様である
が、キャップ６の内側側面に反射膜９（例えば金の蒸着
膜）を形成した点が特徴である。この反射膜９は、受信
時に光ファイバ１から出射される光信号Ｌ２の一部が照
射されたときにこれを反射させ、フォトダイオード４へ
の受光効率を向上させるように機能する。なお、この発
明は、図２，図３に示すものに対しても同様に適用する
ことができる。
構成図である。これも、基本的には図１と同様である
が、キャップ６の内側側面に反射膜９（例えば金の蒸着
膜）を形成した点が特徴である。この反射膜９は、受信
時に光ファイバ１から出射される光信号Ｌ２の一部が照
射されたときにこれを反射させ、フォトダイオード４へ
の受光効率を向上させるように機能する。なお、この発
明は、図２，図３に示すものに対しても同様に適用する
ことができる。
【００１３】
【発明の効果】第１の発明によれば、光信号の送信／受
信モードの切り換え時間を短くでき、伝送効率の高い光
伝送システムを安価に構成できる。また、第２の発明に
よれば、発光素子の電極のために発生する損失を最小限
にでき、かつ、光ファイバの光軸ずれに対する受光効率
の変化を小さくすることができる。さらに、第３の発明
によれば、送信／受信時の光ファイバとの光結合効率を
向上させることができ、第４の発明によれば、受信時の
光ファイバとの光結合効率を向上させることができる、
などの利点が得られる。
信モードの切り換え時間を短くでき、伝送効率の高い光
伝送システムを安価に構成できる。また、第２の発明に
よれば、発光素子の電極のために発生する損失を最小限
にでき、かつ、光ファイバの光軸ずれに対する受光効率
の変化を小さくすることができる。さらに、第３の発明
によれば、送信／受信時の光ファイバとの光結合効率を
向上させることができ、第４の発明によれば、受信時の
光ファイバとの光結合効率を向上させることができる、
などの利点が得られる。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図２】この発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図３】この発明の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図４】この発明の第４の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図５】従来例を示す構成図である。
１…光ファイバ、２…球レンズ、３…発光ダイオード、
３Ａ，３Ｂ…発光ダイオードの電極、４…フォトダイオ
ード、５…ガラス窓、６…キャップ、７…ステム、８…
リード、９…反射膜、１０…発受光兼用素子、１１…切
換え回路、１２…送信信号回路、１３…受信信号回路、
５１…発信用レンズ、５２…受信用レンズ、Ｌ１…信号
光（発信側）、Ｌ２…信号光（受信側）。
３Ａ，３Ｂ…発光ダイオードの電極、４…フォトダイオ
ード、５…ガラス窓、６…キャップ、７…ステム、８…
リード、９…反射膜、１０…発受光兼用素子、１１…切
換え回路、１２…送信信号回路、１３…受信信号回路、
５１…発信用レンズ、５２…受信用レンズ、Ｌ１…信号
光（発信側）、Ｌ２…信号光（受信側）。
Claims (4)
- 【請求項１】 発光素子と、受光素子と、前記発光素子
から出射される光信号を集光するレンズ系とがガラス窓
を備えた同一パッケージ内に封止された光送受信器であ
って、 前記発光素子から出射される光信号は前記レンズ系によ
りパッケージ外に設置された光ファイバに導かれ、前記
受光素子は発光素子の外側に配置され、前記光ファイバ
からの光信号を受光するようにしたことを特徴とする光
送受信器。 - 【請求項２】 前記受光素子は前記発光素子の周囲にド
ーナツ状に配置し、発光素子の一方の電極を発光部分か
ら最も遠い位置で受光素子を横切るように配線したこと
を特徴とする請求項１に記載の光送受信器。 - 【請求項３】 前記パッケージのガラス窓は、送信光と
受信光の各光路に対応する部分が異なる曲率を持ち、こ
の曲率により各光路をそれぞれ制御可能にしたことを特
徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光送受信
器。 - 【請求項４】 前記パッケージの内面の一部分に反射層
を形成し、この反射層により受信光の光路を制御可能に
したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の光送受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10917497A JPH10303455A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 光送受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10917497A JPH10303455A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 光送受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303455A true JPH10303455A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14503540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10917497A Pending JPH10303455A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 光送受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10303455A (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 |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP10917497A patent/JPH10303455A/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 |
| CN109844593A (zh) * | 2016-10-24 | 2019-06-04 | 索尼半导体解决方案公司 | 光耦合器件和光通信*** |
| 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040624 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041021 |