JP2001188149A

JP2001188149A - 双方向光通信器及び双方向光通信装置

Info

Publication number: JP2001188149A
Application number: JP37212699A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Tamura; 壽宏田村; Hideaki Fujita; 英明藤田; Yorishige Ishii; ▲頼▼成石井; Yukio Kurata; 幸夫倉田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP3694432B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一本の光ファイバにより全二重の双方向通信
が可能であり、送信および受信共に光の損失が少なく、
ＳＮを高くするのが可能であり、また、特にＰＯＦのよ
うに大口径の光ファイバとも高効率で結合させるのに適
した、簡単な構造で安価で小型の双方向通信装置を提供
することを目的とする。【解決手段】一本の光ファイバにより送受信を行う。
送信光を出射する発光素子６とそれを収束して光ファイ
バ２に入射させるレンズ５が送信空間１６に配置されて
いる。光ファイバ２からの受信光を受光する受光素子７
が受信空間１７に配置されている。光分離部材８は上記
送信空間１６と上記受信空間１６とを光学的に分離す
る。また、光分離部材８には、発光素子６からの送信光
Ｓを通過させるとともに、光ファイバ２により反射され
た送信光Ｓ１を通過させる開口部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、双方向に光信号を
送受信することのできる双方向光通信器及び光通信装置
に関し、より詳しくはプラスチック光ファイバ等のマル
チモード光ファイバを伝送媒体として、家庭内通信や電
子機器間通信、ＬＡＮ（Local Area Network）等に使用
することのできる双方向光通信器及び光通信装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の進展に伴い、光ファイバネ
ットワークが注目されている。従来、光ファイバを伝送
媒体として信号光の送受信を行う光通信器においては、
光モジュール部分の構成がレンズ等の組み合わせによる
マイクロオプティックス構造が用いられており、高コス
トであるという問題があった。

【０００３】そこで、低コスト化のために一本のプラス
チック光ファイバ（以下ＰＯＦ）を用いて、双方向の光
通信を行う、いわゆる単心双方向光通信モジュールが数
多く提案されている。プラスチック光ファイバとして
は、低コストであるＰＭＭＡなどのＰＯＦがあるが、こ
れらは、直径がφ０．２〜１ｍｍとガラスファイバの直
径（数μｍ）と比較して大きく、光学素子と結合させや
すい反面、損失が大きく、マルチモードであるため、送
信、受信時の結合損失を小さくしなければ通信モジュー
ルとしては使用できない。このため、一本の光ファイバ
により送受信を行う双方向通信モジュールにおいては、
送信光と受信光を分離して光ファイバと結合させる方法
が課題となっている。

【０００４】これを解決する手段として、従来より提案
されている代表的な方式としてはハーフミラーを介して
送受信光を分離する方法が特開平１０−１１５７３２号
公報に開示されている。この例を図８を基に説明する。

【０００５】図８において、光ファイバ３０２の光学経
路の延長上に集光レンズ及び二つのミラーが配置されて
おり、光ファイバ近端にハーフミラー３１２、そして遠
端に反射ミラー３１３が配置される。基板３０８上に置
かれた端面発光型の発光素子３０６から放射された送信
光は４５度で形成されているマイクロミラー３１４で上
方に反射され、さらにハーフミラー３１２により反射さ
れることで光ファイバ３０２に結合される。一方、光フ
ァイバ３０２を伝搬してきた受信光は集光レンズ３１５
により集光されて、反射ミラー３１３で反射され、そし
て下側にある受光素子３０７に結合される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平１０−
１１５７３２号公報に開示されている方式では、送受信
の分離を、ハーフミラーで行っている。すなわち、送信
光は、ハーフミラーでの反射光をファイバに送信し、フ
ァイバからの受信光をハーフミラーで透過させたものの
みを受光して、小型の双方向通信装置を形成している。

【０００７】しかしながら、特開平１０−１１５７３２
号公報のハーフミラーを用いて双方向通信装置を得る場
合、送信光の透過光及び受信光の反射光は使用すること
なく、それぞれ約３ｄＢの損失が生じてしまい、効率的
な光の使用が行えないという問題があった。また、送受
信光の分離のための高価なハーフミラーが必要であり、
コストが高くなるという問題があった（ホログラムの使
用の場合も同様の問題がある）。

【０００８】ところで、光信号を分岐・結合する光ファ
イバカプラとして、アパーチャを使用することが、実開
昭６３−２６８１０号公報において提案されている。こ
の方式を図９を基に説明する。

【０００９】図９において、光ファイバ２０２ａを伝搬
してきた光は、ロッドレンズ２０６ａによってコリメー
トされて平行光となり、一部は光分岐結合素子２０８の
開口部２０９を通過し、ロッドレンズ２０６ｂにより集
光されて、光ファイバ２０２ｂに結合する。また、光分
岐結合素子２０９の開口部２０９以外の部分に照射され
た光は、反射されて、ロッドレンズ２０６ｃで集光さ
れ、光ファイバ２０２ｃに結合する。平行光の径と光分
岐結合素子２０８の開口部２０９の径を変化させること
により、分岐効率を変化させることができる。

【００１０】このように、実開昭６３−２６８１０号公
報の方式では、送受信の分離をアパーチャで行ってい
る。すなわち光を平行光にし、アパーチャで不必要な光
を遮光し分離している形態をとっている。

【００１１】この光ファイバカプラの、光ファイバ２０
２ｂ、２０２ｃの替わりに、それぞれ、送信素子、受信
素子を配置することにより、送受信光の分岐が可能とな
り、双方向光通信器として用いることができる。

【００１２】しかしながら、上記のように双方向通信に
適応した場合には、送受信光はほぼ平行光であり、回折
による送信光のビーム形状の拡大や組立時の送信光と光
軸の不一致によって、送信光がロッドレンズ端面あるい
は光ファイバ端面で反射、あるいは光ファイバの遠端で
反射され、受光素子に結合してしまうため、送信光と受
信光の分離が行えず、ＳＮが低下するといった問題があ
る。

【００１３】本発明は、これらの課題を鑑みてなされた
ものであり、一本の光ファイバにより全二重の双方向通
信が可能であり、送信および受信共に光の損失が少な
く、ＳＮを高くするのが可能であり、また、特にＰＯＦ
のように大口径の光ファイバとも高効率で結合させるの
に適した、簡単な構造で安価で小型の双方向通信装置を
提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明の双方向光通
信器は、一本の光ファイバにより送受信を行う双方向光
通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入
射させる送信手段と、前記光ファイバからの受信光を受
光する受光手段と、前記光ファイバにより反射された送
信光が入射する開口部を有してなり、該開口部を透過し
て前記反射された送信光が導かれる空間と、前記前記受
光手段が配置された空間と、を光学的に分離する光分離
手段と、を備えたことを特徴とする双方向光通信器。

【００１５】第２の発明の双方向光通信器は、一本の光
ファイバにより送受信を行う双方向光通信器において、
前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段
と、前記光ファイバからの受信光を受光する受光手段
と、前記送信手段が配置された送信空間と、前記前記受
光手段が配置された受信空間とを光学的に分離するとと
もに、前記送信手段から前記光ファイバへの光路中に配
置され前記送信光を通過させる第１開口部と、前記光フ
ァイバにより反射された送信光を通過させ前記送信空間
に導く第２開口部を有する光分離手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【００１６】第３の発明の双方向光通信器は、第２の発
明の双方向光通信器において、第１開口部と第２開口部
は同一の開口からなることを特徴とする。

【００１７】第４の発明の双方向光通信器は、第２の発
明または第３の発明に記載の双方向光通信器において、
前記受光手段は、前記光分離手段の前記光ファイバ側に
前記光分離手段にハイブリッドに設けられていることを
特徴とする。

【００１８】第５の発明の双方向光通信器は、第２の発
明乃至第４の発明のいずれかの双方向光通信器におい
て、前記送信手段は、送信光を収束するレンズを有して
おり、前記ファイバにより反射された光は、前記レンズ
における前記送信光が通過しない領域に入射することを
特徴とする。

【００１９】第６の発明の双方向光通信器は、第５の発
明の双方向光通信器において、前記レンズにおける前記
送信光が通過しない領域に、光吸収体が設けられている
ことを特徴とする。

【００２０】第７の発明の双方向光通信器は、第５の発
明の双向光通信器において、前記レンズにおける前記送
信光が通過しない領域に、前記ファイバにより反射され
た光を前記受光空間には入射しない方向に反射させる特
異面が形成されていることを特徴とする。

【００２１】第８の発明の双方向光通信器は、第５の発
明の双方向光通信器において、前記レンズに入射する前
記送信光のスポット形状が楕円形状であり、前記ファイ
バにより反射された光は、前記レンズにおける前記送信
光の入射領域に対して、前記楕円の短軸方向にずれた位
置に入射することを特徴とする。

【００２２】第９の発明の双方向光通信器は、第２の発
明乃至第８の発明のいずれかの双方向光通信器におい
て、第１開口部における前記送信光の断面積が、第２開
口部における前記反射された送信光の断面積よりも大き
いことを特徴とする。

【００２３】第１０の発明の双方向光通信器は、第１の
発明乃至第９の発明のいずれかの双方向光通信器におい
て、前記光分離手段における、前記反射された送信光が
導かれる空間とは反対側の面に、光吸収体が設けられて
いることを特徴とする。

【００２４】第１１の発明の双方向光通信装置は、第１
の発明乃至第１０の発明のいずれかの双方向光通信器
と、該双方向光通信器に光を送受信する光ファイバとを
備えたことを特徴とする。

【００２５】第１２の発明の双方向光通信装置は、第１
１の発明の双方向光通信装置において、前記光ファイバ
は、その端面が光軸に対して傾けられていることを特徴
とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態につい
て、まず図１、図２および図３に基づいて説明する。

【００２７】図１は、双方向光通信装置の構成を示す概
略図である。双方向光通信装置１１は、伝送するデータ
信号に基づく、伝送に適した変調光を双方向に伝送する
ための光ファイバ２と、光ファイバ２の両端に光学的に
結合するように、それぞれ接続された双方向光通信モジ
ュール（双方向光通信器）１ａおよび１ｂを備えてい
る。ここで、双方光通信モジュール１ａおよび１ｂは同
様の構造を有しており、それぞれデータ信号に基づく変
調光を生成する発光素子を有する送信部３と光ファイバ
２からの変調光を受光してデータ信号を生成するための
受光素子を有する受光部４を備えた構成となっている。

【００２８】第１の双方向光通信モジュール１ａの送信
部３ａから出射された送信光Ｓは光ファイバ２を通過し
第２の双方向光通信モジュール１ｂの受信部４ｂに伝送
される。しかし、受信部４ａ，４ｂには送信光Ｓとファ
イバ端面での反射光Ｓ１（近端反射）あるいはＳ２（遠
端反射）が入射してしまうため混信してしまい、全二重
双方向光通信に必要なＳＮが得られない問題があり、本
発明に至った。

【００２９】本発明は、以下に示す具体的な実施の形態
にあるように、１つの双方向光通信モジュールにおい
て、収束した送信光を光ファイバに入射するとともに、
光ファイバ端面で反射された送信光が入射する領域と受
光部とを開口部を有する光分離手段で分離したものであ
る。これにより、ファイバ端面での反射光を受光部４の
外において吸収することができ、上記反射光の受光部４
への混信を抑制することが可能となる。また、収束光を
用いるため、組み立て公差等に対する信頼性が向上す
る。

【００３０】なお、本発明の実施の形態において、送信
光、受信光等の光束については、それらの光束の光軸に
垂直な方向において、最大強度の１／ｅ²以上の強度を
有する領域までを指すものとする。

【００３１】以下、具体的実施の形態について説明す
る。なお、ここでは片方の双方向光通信モジュール１に
ついて説明する。

【００３２】（実施の形態１）図２は、本発明における
双方向通信モジュール（双方向光通信器）の概略斜視図
であり、図３はこの概略断面図を示している。これらを
基に本発明の一例を説明する。

【００３３】双方向光通信モジュール１は、データ信号
に基づく変調光を生成する発光素子６を有する送信空間
１６と、光ファイバ２からの変調光を受光してデータ信
号を生成するための受光素子（受光手段）７を有する受
信空間１７とを分離するための光分離部材（光分離手
段）８とを有している。

【００３４】光分離部材８は、受信空間１７と送信空間
１６を、光ファイバ２の略光軸に垂直な方向に分離して
おり（もちろん垂直でなくても良い）、開口部８ａと遮
光部８ｂを有し、開口部８ａの他の部分を介しては送信
空間１６と受信空間１７との間で光が行き来できないよ
うになっている。この光分離部材８上には受光素子７が
ハイブリッドに形成されている。

【００３５】開口部８ａは数百ミクロン以下の大きさに
形成される。例えば、ガラスあるいはプラスチックなど
の光透過性基板における、厚さ数ミクロン程度の黒体塗
料（光吸収体）を塗布、乾燥することで形成できる。こ
の場合、黒体塗料の塗布がなされていない部分で且つ受
光素子７が搭載されない領域が開口部８ａとなる。な
お、通常は、受光素子７の面積を開口部８ａの面積より
大きく設定して、受信効率を向上させるように構成する
ことが望ましい。

【００３６】送信空間１６には上述の発光素子７の他
に、発光素子６からの送信光Ｓを集光する（ＮＡを変換
する）レンズ５を備えている。このレンズ５には、少な
くとも送信光Ｓが通過する領域５ａの外の領域（領域５
ｂ）に、黒体塗料（光吸収体）が塗布されている。な
お、このレンズ５と発光素子６により送信手段が構成さ
れている。

【００３７】また、光ファイバ２の端面はファイバ光軸
に対しほぼ垂直にであり、送信光Ｓの光軸は光ファイバ
２の光軸に対して若干傾けている。

【００３８】このような構成において、発光素子６から
の送信光Ｓは、レンズ５によってＮＡが変換されて収束
光となり、光分離部材８の開口部８ａを通って、光ファ
イバ２に結合する。

【００３９】一方、光ファイバ２を通じて送られてきた
変調された受信光Ｚは、光ファイバ２のＮＡにしたがっ
て、放射状に発散し、光分離部材８上にハイブリッドに
形成された受光素子７に結合し、電気信号に変換され、
その後、図示していない復調回路にて復調される。ここ
で、伝送速度により光ファイバ２の直径、及びＮＡ、受
光素子７の直径などが決定されるが、高速伝送の場合に
は光ファイバ２と受光素子７の間にレンズを挿入するこ
とで、小径のフォトダイオードにも対応可能となる。

【００４０】次に、光ファイバ２によって反射された送
信光（反射送信光と記す）Ｓ１について詳細に説明す
る。

【００４１】発光素子６からの送信光Ｓは収束光として
光ファイバ２に入射するが、一部はその端面にて反射さ
れる。そして、この反射送信光Ｓ１は送信光Ｓが通過し
た開口部８ａに入射し、そこを通過して送信空間１６へ
と戻る。すなわち、反射送信光Ｓ１は光分離部材８の黒
体塗料８ｂを塗布した領域や受光素子７には入射せず、
受光空間１７から出る。

【００４２】図２の構成では、光ファイバ２の端面をフ
ァイバ光軸に対し垂直に設定するとともに、送信光Ｓの
光軸を光ファイバ２の光軸に対して若干傾けており、上
記した開口部８ａを通過した反射送信光Ｓ１は、レンズ
５における送信光Ｓが透過しない部分に集光されるよう
になっている。ここで、図２に示すように、レンズ５に
おける送信光Ｓが透過しない部分５ｂには、光分離部材
８と同様に黒体塗料が塗布してあり、この部分に入射し
た反射送信光Ｓ１は黒体塗料に吸収されることになる。

【００４３】このような構成とすることで反射した送信
光Ｓ１が送信空間１６内で、吸収すなわち熱変換され、
再び光ファイバに結合されることなく、混信を防止でき
る。このため、光ファイバからの反射光が直接受光素子
に結合することをより確実に防止できる。

【００４４】また、本構成では、光分離部材８を反射体
とはしておらず、光分離部材８上に受光素子７を設ける
とともに、開口部８ａの外部に吸収体を設けているた
め、受信空間１７内での迷光の反射を軽減でき、それに
起因するノイズの発生を防止できる。

【００４５】なお、ここでは、反射した送信光Ｓ１をレ
ンズ５表面上に集光するような構成としたが、レンズ５
における送信光Ｓの照射領域外に反射した送信光Ｓ１が
入射すればよく、焦点がレンズ５の表面上にある必要は
ない。

【００４６】但し、光分離部材８の位置における送信光
Ｓの断面積Ｓａを、同じく光分離部材８の位置における
反射送信光Ｓ１の光束断面積Ｓｂよりも大きくすれば
（すなわち、Ｓｂ＜Ｓａとすれば）、光ファイバ２や発
光素子、光分離部材８等の光学素子の設計時や組立時の
公差が存在する場合でも、反射送信光Ｓ１を開口部８ａ
に導くことができる。特に、開口部８ａ付近に反射送信
光Ｓ１の集光点がくるように設計すれば、上述の公差を
より緩和できる。なお、上述のようなＳｂ＜Ｓａを実現
するには、レンズ５による送信光Ｓの焦点位置が光ファ
イバ２の内部にあり、且つ、光分離部材８の位置におけ
る送信光Ｓの断面積Ｓａが、光ファイバ２の端面におけ
る断面積Ｓｃよりも大きければ良い（Ｓｃ＜Ｓａ）。ま
た、受光素子７による受信効率を向上させるには開口部
８ａは小さい方が良く、当然であるが、上記Ｓａは光フ
ァイバ２の断面積Ｓｆよりも小さいことが必要である
（Ｓａ＜Ｓｆ）。

【００４７】以上に説明した方法で、光ファイバ２の端
面反射、すなわち近端反射が少なくなる。しかし、上記
方法を用いてもＳＮが満足しない場合は、光ファイバの
端面を光ファイバ光軸に対し１０度程度傾斜させれば良
い（図３における光ファイバの破線）。ファイバ端面を
傾斜させることで、遠端面に達した送信光Ｓの反射送信
光Ｓ２は光ファイバのＮＡによって規定される臨界角よ
り大きな角度をもった光線になり、全反射条件を満足す
る光が少なくなる。したがって、遠端反射を減らすこと
ができる。

【００４８】さらに、ＳＮの低下となる原因は受光素子
７、すなわちフォトダイオードに入射した送信光が反射
し光ファイバ２内に戻ってくることにも原因がある。こ
の場合フォトダイオードの表面を粗にすることや、反射
防止膜を形成すること、さらには上記近端反射と遠端反
射の防止方法で説明したファイバ端面とフォトダイオー
ド面を１０度程度ずらし、さらに光ファイバ端面を光フ
ァイバ光軸に対し傾斜させる方法を採用することが有効
な手段である。

【００４９】次に、本実施の形態の変形例について説明
する。

【００５０】（変形例１）上述した図２及び図３の双方
向光通信モジュールでは、レンズ５表面に形成した黒体
塗料上に反射送信光Ｓ１を入射させることで、反射送信
光Ｓ１の影響を除去したが、本変形例では、図４に示す
構成により反射送信光Ｓ１の影響を除去する。

【００５１】すなわち、図４に示すように、反射送信光
Ｓ１が照射される領域５ｃのレンズ面を傾斜させ（すな
わち、特異面５ｃを形成しておき）、そのレンズ面に金
属を蒸着した構成としている。このような構成とするこ
とで、反射送信光Ｓ１を光分離部材８の開口部８ａの他
の領域に導いて、光ファイバ２に結合しないようにする
ことができる。

【００５２】（変形例２）本変形例では、発光素子６が
半導体レーザである場合について述べる。図５は、反射
送信光Ｓ１のレンズ５への照射位置について説明する図
である。図５（ａ）はレンズ５上面図であり、送信光Ｓ
のレンズ照射領域Ｐ１、反射送信光Ｓ１のレンズ５への
照射領域Ｐ２を示している。なお、ここで用いている半
導体レーザはＧａＩｎＡｌＰを材料とし、６５０ｎｍの
波長であり、半値幅放射角は８度、３０度の楕円形状で
ある。

【００５３】図５に示すように、反射送信光Ｓ１のレン
ズ５への照射領域Ｐ２をレーザの短軸方向、すなわちこ
のレーザでは８度方向にすることで、最も有効にレンズ
領域を使用でき、設計時、組立時の公差の緩和が図れ
る。

【００５４】図５（ｂ）は送信光Ｓの光出力を示してい
る。当然のことながら、ガウスビーム波であり、送信光
Ｓの利用効率に規定のない場合は、送信光のレンズ照射
領域Ｓと反射送信光Ｓ１のレンズ５への照射領域Ｐは重
なっていても構わない。

【００５５】（変形例３）上述した図２及び図３の双方
向光通信モジュールでは、反射送信光Ｓ１は送信光Ｓが
通過するものと同一の開口部８ａを通過して送信空間１
６に入射したが、ここでは、上記開口部８ａと異なる開
口部を通過して送信空間へ入射する例について述べる。

【００５６】図６はその双方向光通信モジュールについ
て説明する図である。光ファイバ２やそれぞれの光学素
子の大きさ、配置、光学特性などの設計により、送信光
Ｓの開口部８ａ位置に反射送信光Ｓ１が入射できない場
合がある。その場合、光分離部材の他の位置に開口部８
ｃを設ける構成とし、その送信空間１６内部の反射送信
光Ｓ１の照射位置に散乱部材あるいは光吸収部材を配置
することで、上記説明と同様に反射送信光Ｓ１の受光素
子７への入射が著しく低減させることができ、ＳＮを高
くすることが可能になる。

【００５７】上記説明したような構成では、レンズ５へ
の反射送信光Ｓ１到達面に黒色塗料を塗布したが、全て
の反射送信光を吸収する点で、送受信に不必要な散乱光
が到達する面には全て黒色塗料を塗布する方がよいこと
は明らかである。

【００５８】以上のような発光素子や受光素子などの光
学素子、光分離素子、レンズの構成とすることで、光フ
ァイバと光学素子との結合効率が高く、送信光と受信光
の混信を防止できる双方向光通信モジュールが得られ
る。

【００５９】（実施の形態２）図７は、本発明における
双方向通信モジュールの実施の形態２の概略断面図を示
している。なお、本実施の形態において、実施の形態１
と同様の部分については同一符号を用い、説明を省略ま
たは簡略化する。

【００６０】実施の形態１では、送信空間１６と受信空
間１７を光ファイバ２の光軸延長上に設けた構成とした
が、ここでは送信光Ｓを受光素子７と同一のステム１３
上に設けられたミラー１２により光路を変換し、光ファ
イバ２の傾斜端面で反射した送信光Ｓ１を直接送信空間
１６に導き、その送信空間１６で光吸収あるいは光散乱
させた構成となっている。このように構成することで、
実施の形態１で示した構成に比べ、より一層コンパクト
にすることができる。

【００６１】なお、本実施の形態で示した構成は一例で
あり、もちろんその一部を変更した構成によっても同様
の効果を得ることが可能である。

【００６２】次に、以上説明した実施の形態１，２にお
ける光ファイバ２、発光素子６、受光素子７の具体例に
ついて説明する。

【００６３】光ファイバ２としては、例えばＰＯＦ等の
マルチモード光ファイバを用いることが好ましい。ＰＯ
ＦはコアがＰＭＭＡ(PolymethylMethaAcrylate)やポリ
カーボネート等の光透過性に優れたプラスチックからな
り、クラッドは上記のコアより屈折率の低いプラスチッ
クで構成されている。このような光ファイバ２では、石
英光ファイバに比べそのコアの径を約２００μｍから約
１ｍｍと大きくすることが容易であることから、双方向
光通信モジュール１との結合調整が容易であり、安価な
双方向光通信装置１１（図１）を得ることができる。

【００６４】また、コアが石英ガラスよりなり、クラッ
ドがポリマーで構成されたＰＣＦを用いても良い。ＰＣ
ＦはＰＯＦに比べると価格が高いが、伝送損失が小さ
く、伝送帯域が広いという特徴がある。このため、ＰＣ
Ｆを伝送媒体とすることにより長距離での通信やより高
速での通信を行うことができる双方向光通信装置１１
（図１）を得ることができる。

【００６５】発光素子６としては、例えば、ＧａＡｌＡ
ｓやＧａＩｎＡｌＰ等を材料とする半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）や、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができ
る。

【００６６】受光素子７としては、受光した変調光の強
弱を電気信号に変換し、発光素子６の波長域で感度の高
いフォトダイオードを使用し、例えば、シリコンを材料
とするＰＩＮフォトダイオードや、アバランシェフォト
ダイオード等を用いる。

【００６７】なお、本発明における開口部は、光分離手
段における光を透過させない部材（実施の形態では光吸
収体）の光ファイバ側の表面（平面または曲面）と同一
平面または曲面での開口を指している。したがって、例
えば光分離手段を光吸収体を形成した光透過性基板で構
成した場合には、開口部は上記光吸収体表面と同一の平
面での開口を指しており、その開口下の光透過性基板内
は送信空間に含まれる。よって、例えば上記光透過性基
板に実施の形態１におけるレンズが一体に形成されてい
るもの等も本発明に含まれる。

【００６８】また、以上の実施の形態１，２では光分離
手段により送信空間と受信空間を分離し、反射送信光を
光分離手段に設けた開口部を介して送信空間に導く構成
としたが、本発明はこれに限るものではなく、光分離手
段により受信手段の配置された受信空間とは異なる空間
（送信手段が含まれていない空間）を形成し、その空間
に、光分離手段に設けた開口部を介して反射送信光を導
く構成であっても良い。但し、この場合においても、送
信手段からの送信光が直接または壁面での反射を経て受
信手段に入射することを防止するために、送信手段と受
信手段は別個の空間に配置しておくことが望ましい。

【００６９】

【発明の効果】本発明の双方向光通信器及び双方向光通
信装置によれば、送信および受信共に光の損失が少な
く、且つ、光ファイバ端面で反射した送信光が受光素子
に入射することを防止して混信を抑制できる。特にＰＯ
Ｆのように大口径の光ファイバとも高効率で結合させる
のに適した、簡単な構造で安価で小型の双方向通信モジ
ュール得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双方向光通信装置の構成を説明する概
略図である。

【図２】実施の形態１における双方向光通信モジュール
の構成を説明する概略斜視図である。

【図３】実施の形態１における双方向光通信モジュール
の構成を説明する概略断面図である。

【図４】実施の形態１の双方向光通信モジュールの変形
例１を説明する概略断面図である。

【図５】実施の形態１の双方向光通信モジュールの変形
例２を説明する概略断面図である。

【図６】実施の形態１の双方向光通信モジュールの変形
例３を説明する概略断面図である。

【図７】実施の形態２の双方向光通信モジュールの構成
を説明する概略断面図である。

【図８】従来の光通信器の構成を示す説明図である。

【図９】従来の光通信器の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１双方向光通信装置２光ファイバ５レンズ６発光素子７受光素子８光分離部材１２ミラー１６送信空間１７受信空間Ｓ送信光Ｓ１光ファイバ端面で反射した送信光（反射送信光）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井 ▲頼▼成大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者倉田幸夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA11 DA03 5K002 AA05 AA07 BA04 BA21 BA31 CA02 DA42 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一本の光ファイバにより送受信を行う双
方向光通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段
と、前記光ファイバからの受信光を受光する受光手段と、前記光ファイバにより反射された送信光が入射する開口
部を有してなり、該開口部を透過して前記反射された送
信光が導かれる空間と、前記前記受光手段が配置された
空間と、を光学的に分離する光分離手段と、を備えたこ
とを特徴とする双方向光通信器。
【請求項２】一本の光ファイバにより送受信を行う双
方向光通信器において、前記光ファイバに送信光を収束して入射させる送信手段
と、前記光ファイバからの受信光を受光する受光手段と、前記送信手段が配置された送信空間と、前記前記受光手
段が配置された受信空間とを光学的に分離するととも
に、前記送信手段から前記光ファイバへの光路中に配置
され前記送信光を通過させる第１開口部と、前記光ファ
イバにより反射された送信光を通過させ前記送信空間に
導く第２開口部を有する光分離手段と、を備えたことを
特徴とする双方向光通信器。
【請求項３】請求項２に記載の双方向光通信器におい
て、第１開口部と第２開口部は同一の開口からなることを特
徴とする双方向光通信器。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載の双方向
光通信器において、前記受光手段は、前記光分離手段の前記光ファイバ側に
前記光分離手段にハイブリッドに設けられていることを
特徴とする双方向光通信器。
【請求項５】請求項２乃至請求項４のいずれかに記載
の双方向光通信器において、前記送信手段は、送信光を収束するレンズを有してお
り、前記ファイバにより反射された光は、前記レンズにおけ
る前記送信光が通過しない領域に入射することを特徴と
する双方向光通信器。
【請求項６】請求項５に記載の双方向光通信器におい
て、前記レンズにおける前記送信光が通過しない領域に、光
吸収体が設けられていることを特徴とする双方向光通信
器。
【請求項７】請求項５に記載の双方向光通信器におい
て、前記レンズにおける前記送信光が通過しない領域に、前
記ファイバにより反射された光を前記受光空間には入射
しない方向に反射させる特異面が形成されていることを
特徴とする双方向光通信器。
【請求項８】請求項５に記載の双方向光通信器におい
て、前記レンズに入射する前記送信光のスポット形状が楕円
形状であり、前記ファイバにより反射された光は、前記レンズにおけ
る前記送信光の入射領域に対して、前記楕円の短軸方向
にずれた位置に入射することを特徴とする双方向光通信
器。
【請求項９】請求項２乃至請求項８のいずれかに記載
の双方向光通信器において、第１開口部における前記送信光の断面積が、第２開口部
における前記反射された送信光の断面積よりも大きいこ
とを特徴とする双方向光通信器。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれかに記
載の双方向光通信器において、前記光分離手段における、前記反射された送信光が導か
れる空間とは反対側の面に、光吸収体が設けられている
ことを特徴とする双方向光通信器。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれかに
記載の双方向光通信器と、該双方向光通信器に光を送受
信する光ファイバとを備えたことを特徴とする双方向光
通信装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の双方向光通信装置
において、前記光ファイバは、その端面が光軸に対して傾けられて
いることを特徴とする双方向光通信装置。