JP2001194560A - 双方向光通信器および双方向光通信装置装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １本の光ファイバで全二重方式の通信が可能
であり、送信・受信共に伝送損失が小さく、安価で小型
の双方向光通信器、および、双方向光通信装置を提供す
る。 【解決手段】 発光素子４から放射された送信光１３
は、送信レンズ６により集光され、光分離素子８の開口
部９と通過して光ファイバ２に結合される。光ファイバ
２から放射された受信光１５は光分離素子８の表面に形
成された曲面形状の反射面１０で反射されて、受光素子
４に結合する。端面が傾斜した光ファイバ２の端面で反
射された送信光１３の一部（反射送信光１４）は、反射
面１０の外方に反射され受光素子４には結合しない。

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通信器に関し、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、Ｌ
ＡＮ（Local Area Network）等に使用することのできる
双方向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、光ファイバに
よるネットワーク技術が注目されている。特に近年のプ
ラスチック光ファイバ（以下ＰＯＦ）の低損失化・広帯
域化に伴い、家庭内通信や電子機器間通信への応用が進
んでいる。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装置においては、二本の光ファイバ
を用いた全二重方式のものが主流であった。しかし、二
本の光ファイバを用いた場合、光通信器の小型化が困難
であることや、伝送距離が長くなるに伴い光ファイバの
コストが高くなるという問題があった。このため、一本
の光ファイバを用いて、全二重方式の光通信を行う、双
方向光通信器が提案されている。

【０００３】このような光通信器では、送信・受信を同
一の光ファイバで行うことから、送信光と受信光の混信
を防止することが重要となる。受信光に送信光が混信す
る原因としては、送信光が光ファイバに入射する時に
光ファイバ端面で反射する場合（以下、近端反射と表
記）、光ファイバを伝播した送信光が光ファイバより
出射する時に光ファイバ端面で反射する場合（以下、遠
端反射と表記）、通信相手の双方向通信器からの反射
する場合（以下、相手モジュール反射と表記）がある。

【０００４】従来より提案されている代表的な方式とし
ては、特開平１０−１５３７２０号公報に開示されてい
るように、偏光分離素子を用いて送受信光を分離する方
法がある。この例を図５を基に説明する。

【０００５】図５において、レーザダイオード１０４よ
り発せられる送信光１１３は、Ｓ偏光状態でプリズム１
０８の斜面部上の偏光反射膜１１０に入射される。この
送信光１１３は、偏光反射膜１１０で、その大部分を反
射されて、レンズ１０６により集光されて、光ファイバ
１０２に結合する。一方、光ファイバ１０２から放射さ
れる受信光１１５は、レンズ８で集光され、偏光反射膜
１１０に入射する。マルチモードの光ファイバ１０２か
ら出射した受信光１１５は、略半分が偏光反射膜１１０
で反射され、残りの半分が透過し、受光素子１０５に結
合する。光ファイバ２で反射された送信光１１３はＳ偏
光であるため、偏光反射膜１１０で略全てが反射され、
受光素子１０５には結合せずに、近端反射による混信を
防止することができる。

【０００６】また、特開平１１−２３７５３５号公報に
開示されているように、送信光の反射光を、受光面に入
射しないように、送信光角度を調整した方式がある。こ
の例を図６を基に説明する。

【０００７】図６において、発光素子２０４より発せら
れる送信光２１３は、レンズ２０６により集光されると
共に、立上げミラー２０８により光路変換されて、光フ
ァイバ２０２に入射する。光ファイバから出射される受
信光２１５は光ファイバ２０２に対向して配置された受
光素子２０５の受光面２１７に結合される。送信光２１
３は受信光２１５が光ファイバ２０２から出射する方向
とは異なる方向にそって光ファイバ２０２に入射され
る。このため、光ファイバ２０２で反射された反射光２
１４は受光素子２０５の受光面２１７以外の部分に照射
され、近端反射による混信を防止することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−１５３７
２０号公報に開示されている方式では、受信光の約半分
が偏光反射膜１１０により反射されるため、約３ｄＢの
受信損失が生じてしまい、効率的な光の利用が行なえな
いという問題があった。また、近端反射の防止は可能で
あるが、遠端反射、および、相手モジュール反射は偏光
がそろっていないため、受信光との分離が困難であると
いう問題があった。更にまた、偏光を利用していること
から、発光素子として、安価な発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を用いることができず、更に、高価な偏光分離膜が
必要であるため、コストが高くなるという問題があっ
た。

【０００９】また、特開平１１−２３７５３５号公報に
開示されている方式では、送信光２１３を受信光２１５
と異なる方向にそって入射させているため、送信光２１
３の光ファイバ２０２への入射ＮＡが大きくなり、光フ
ァイバ２０２との結合効率が悪くなるという問題があっ
た。

【００１０】ところで、開口部を形成した光ファイバカ
プラが実開昭６３−２６８１０号公報に開示されてい
る。この例を図７を基に説明する。

【００１１】図７において、光ファイバ３０２ａを伝搬
してきた光は、ロッドレンズ３０６ａ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３０８の
開口部３０９を通過し、ロッドレンズ３０６ｂにより集
光されて、光ファイバ３０２ｂに結合する。また、光分
岐結合素子３０８の開口部３０９以外の部分に照射され
た光は、反射されて、ロッドレンズ３０６ｃで集光さ
れ、光ファイバ３０２ｃに結合する。平行光の径と光分
岐結合素子３０８の開口部３０９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。

【００１２】この光ファイバカプラの、光ファイバ３０
２ｂ、３０２ｃの替わりに、それぞれ、送信素子、受信
素子を配置すれば、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が、この場合、送
信光と受信光との混信防止対策が考慮されていないた
め、半二重方式での通信しか行なうことができなかっ
た。すなわち、光ファイバ２０２ａのチルトやわずかな
組立て誤差が生じるだけで、、光ファイバ２０２ａから
の反射光は開口部２０９以外の光分岐結合素子２０８に
戻り、受光素子と結合してしまう。また、ロッドレンズ
２０６ａの端面からの反射も混信の原因となる。更にま
た、この構造では、遠端反射や相手モジュール反射を抑
制することが困難であった。

【００１３】本発明は、これらの課題を鑑みてなされた
ものであり、すなわち、一本の光ファイバにより全二重
方式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、受信光への送信光の混信を防止するこ
とが可能であり、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ことができ、安価で小
型の双方向光通信器、および、双方向光通信装置を提供
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、端面の少なくとも一部に光軸に対して傾斜した
傾斜領域を有する一本の光ファイバを用いて、送受信を
行う双方向光通信器において、送信光を発し、前記光フ
ァイバにおける前記傾斜領域に送信光を照射する送信手
段と、前記受信光が入射する領域内に設けられ前記送信
光を透過する開口部と、該開口部の周囲に設けられ前記
光ファイバからの受信光を反射する反射部とを有する光
分離手段と、前記反射部により反射された受信光を受光
する受光手段と、を備え、前記傾斜領域にて反射された
前記送信光を前記反射部の外方に導くようにしたことを
特徴とする。

【００１５】第２の発明の双方向光通信器は、端面の少
なくとも一部に光軸に対して傾斜した傾斜領域を有する
一本の光ファイバを用いて、送受信を行う双方向光通信
器において、送信光を発し、前記光ファイバにおける傾
斜領域に送信光を照射する送信手段と、前記受信光が入
射する領域内に設けられ前記送信光を透過する開口部
と、該開口部の周囲に設けられ前記光ファイバからの受
信光を反射する反射部とを有する光分離手段と、前記反
射部により反射された受信光を受光する受光手段と、前
記受信光の光路外に配され、前記傾斜領域にて反射され
た前記送信光が直接入射する遮光手段と、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１また
は第２の発明の双方向光通信器において、前記送信手段
は、前記送信光を収束して前記光ファイバに入射させる
収束手段を備えており、前記送信光の前記光ファイバに
おける入射位置は、前記光ファイバの中心から、前記光
ファイバの端面において前記送信光が反射される方向側
にずれてい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１乃至
第３の発明のいずれかの双方向光通信器において、前記
光ファイバの端面が円錐形状であ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４の発
明の双方向光通信器において、前記送信手段からの送信
光を、前記開口部において焦点となるように、収束する
収束手段を備えたことを特徴とする。

【００１９】第６の発明の双方向光通信器は、第１乃至
第５の発明のいずれかの双方向光通信器において、前記
光ファイバの光軸に垂線と前記傾斜領域とのなす角α、
前記光ファイバの開口数ＮＡｆ、コア屈折率ｎ１、送信
光の光軸と光ファイバの光軸のなす角β、送信光の開口
数ＮＡｂとが、 ａｒｋｓｉｎ[ＮＡｆ−ｎ１×ｓｉｎ（α）]＋α＜２×
[α＋β−ａｒｋｓｉｎ（ＮＡｂ）] を満たすことを特徴とする。

【００２０】第７の発明の双方向光通信器は、第１乃至
第６の発明のいずれかの双方向光通信器と、該双方向光
通信器に対して光を送受信する前記光ファイバと、を備
えたことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第1実施の形態）本発明に係る
第１実施の形態について、図１、図２に基づいて説明す
る。

【００２２】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３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各双方向通信器１と
を備えている。

【００２３】図２は、本発明の第１実施の形態における
双方向通信器を説明する概略断面図である。双方向通信
器１は、データ信号に基づく変調光を生成する発光素子
４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）５と、発光素子
（送信手段）４からの送信光をＮＡ変換する送信レンズ
６と、その一部に光学的な開口部９を形成した光分離素
子（光分離手段）８とを有している。

【００２４】まず、図２における主要な構成要素につい
て具体的に説明する。

【００２５】光ファイバ２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。ＰＯＦ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
器１との結合調整が容易であり、安価な双方向光通信装
置３を得ることができる。

【００２６】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３を得
ることができる。

【００２７】発光素子４は、半導体レーザや、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）等からなる。発光素子４の波長として
は、使用する光ファイバ２の伝送損失が少ない波長で、
かつ安価であることが好ましい。例えば、光ファイバ２
としてＰＯＦを用いる場合、ＤＶＤ等で量産効果のあ
る、波長６５０ｎｍの半導体レーザ等を用いることがで
きる。また、発光素子４の後部には、モニター用フォト
ダイオード１２が配置されており、発光素子４の光量を
一定に保つようにしている。

【００２８】受光素子５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４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。受光素子５の受光面１７は例え
ば、窒化シリコンを０．１μｍ程度形成することで受信
光１５の反射を防止し、受光効率を向上させている。ま
た、受光面１７以外の部分にも、例えば、黒色の着色レ
ジスト等、使用する波長領域での光吸収率が高く、反射
率の低い材料により、反射防止膜１６が形成されてい
る。受信光１５は全てが受光面１７に入射するわけでは
なく、その一部が受光面１７以外に入射して、反射し、
相手モジュール反射の原因となる。このため、受光素子
５の受光面１７以外の部分にも、反射防止膜１６を形成
することにより、より確実に相手モジュール反射を抑制
することが可能となる。

【００２９】光分離素子８はＰＭＭＡあるいはポリカー
ボネート等のプラスチックを材料とし射出成形等により
作製した基板１１（ガラス等のプラスチック材料以外で
構成しても良い）に、アルミニウムや金等といった反射
率の高い金属材料で反射面（反射部）１０を形成したも
のを用いる。光分離素子８は反射面１０側が曲面となっ
ており、開口部９を有している。なお、ここで言う開口
部９とは上述の反射面１０を延長した面における開口を
指している。

【００３０】基板１１における開口部９の直下の部分は
中空部となっており、その中空部の送信素子４側には、
送信レンズ６であるボールレンズが取りつけられてい
る。このように中空部に送信レンズ６を取りつけること
により、送信光１３の光軸の位置合わせを容易にするこ
とができる。

【００３１】また、光分離素子８には、遮光部材（遮光
手段）１８が固定されており、その遮光部材１８に受光
素子５が設けられている。

【００３２】次に、本構成の双方向光通信器の動作につ
いて説明する。

【００３３】発光素子４により生成された送信光１３
は、発光素子４の放射角にしたがって放射状に発散す
る。その後、送信レンズ６で任意の開口数ＮＡｂに変換
されて集光され、光分離素子８の開口部９を通過し、光
ファイバ２に結合する。

【００３４】一方、光ファイバ２を伝播してきた受信光
１５は光ファイバ２の開口数ＮＡｆにしたがって、放射
状に発散する。そして、光分離素子８の曲面形状の反射
面１０でほぼ全反射し、且つ、集光されて受光素子５に
結合する。このように、光分離素子８を曲面とすること
により、受信レンズが不要となり、低コストで、かつ、
組み立ての容易な双方向光通信器１を得ることができ
る。この、光分離素子８の曲面は、受光素子５と光ファ
イバ２端面の近傍に焦点を持つ回転楕円体とすることに
より、光ファイバ２から出射した受信光１５を効率良く
受光素子７に結合させることが可能となる。

【００３５】また、光ファイバ２端面で反射される送信
光（反射送信光）１４は、光分離素子８の反射面１０の
外方に反射されて、受光素子５には結合しない。具体的
には、反射送信光１４は遮光部材１８の端面に入射して
反射面１０とは反対側に反射される。ここで、反射送信
光１４が入射する遮光部材１８は受信光１５の光路外に
配置されているため、この遮光部材１８により受光量が
減少することがなく、効率的である。

【００３６】光ファイバ２の端面は傾斜角１０°（図中
α）程度に加工されている。すなわち、図２中におい
て、右側（Ａ方向側）では端面が双方向通信器の手前に
まで延びており、左側（Ｂ方向側）では端面が双方向通
信器の奥側にとどまっている。このような光ファイバ２
は、例えばＰＯＦを用いる場合には、端面を傾斜させて
ホットプレートに押し付けて溶融させることにより、容
易に加工製造が行える。光ファイバ２の端面を傾斜させ
ることにより、光ファイバ２端面で反射した反射送信光
１４は図２中のＢ方向に反射し、受信光１５は逆方向
（Ａ方向）に屈折して出射するため、反射送信光１４を
容易に受信光１５より外側に反射できる。したがって、
受光素子５への反射送信光１４の結合を抑制して、近端
反射による混信を防止できる。

【００３７】また、光ファイバ２端面を傾斜させておけ
ば、遠端面での反射光を低減させることが可能となり、
遠端反射が原因となる混信を低減させることが可能とな
る。光ファイバ２が傾斜していると、送信光１３は光フ
ァイバ２への入射時に屈折する。このため、屈折後に光
ファイバ２の光軸と平行になるように、送信光１３を光
ファイバ２の光軸に対して傾斜させて入射させることに
より、結合効率を向上させることができる。

【００３８】また、送信光１３は光ファイバ２の中心よ
り送信光１３が反射される方向側、つまりＢ方向側（端
面が奥にある側）に入射させる方が良い。こうすること
で、Ｂ方向側に反射される反射送信光１４を受信光１５
の光路から分離することが容易になる。

【００３９】次に、光ファイバ２で反射された反射送信
光１４が受光素子５に結合しないための条件について図
３を基に説明する。

【００４０】受信光１５に反射光１４が混信しないため
には、光ファイバ２から出射する受信光１５の広がり角
（図中θ１）を、反射送信光１４の広がり角（図中θ
２）より小さくする必要がある。受信光１５の広がり角
θ１は、光ファイバ２の開口数ＮＡｆ、傾斜角α、コア
屈折率ｎ１により決定される。図３中のＢ方向（左方
向）の広がり角θ１は、 θ１＝ａｒｋｓｉｎ｛ＮＡｆ−ｎ１×ｓｉｎ（α）｝＋
α となる。

【００４１】一方、反射送信光１４の広がり角θ２は、
送信光１３の開口数ＮＡｂ、送信光１３と光ファイバ２
の光軸のなす角βと、光ファイバ２の傾斜角αによって
決定される。送信光１３は、その反射送信光１４が光フ
ァイバ２の鈍角方向（図の左側）に反射するように入射
される。光ファイバ２の鈍角方向での反射送信光１４の
広がり角はθ２は最小で、 θ２＝２｛α＋β−ａｒｋｓｉｎ（ＮＡｂ）｝ となる。

【００４２】従って、θ１＜θ２となるように、各パラ
メータを決定することにより、反射光１４を受信光１５
から分離することが可能となる。なお、上記数式は、光
ファイバ２外部の屈折率を１として計算している。

【００４３】また、送信光１３は、光ファイバ２へ入射
時に、傾斜角αにより屈折して入射するため、送信光１
３と光ファイバ２の光軸のなす角βを、 β＝ａｒｋｓｉｎ（ＮＡｆ）−θ１ とすることにより、光ファイバ２に入射後、光ファイバ
２の光軸と平行となり、送信光１３の光ファイバ２への
結合効率を良くすることができる。

【００４４】次に、光分離素子８による、送信・受信分
離による損失について説明する。

【００４５】受信光１５は光ファイバ２を出射後、光フ
ァイバ２の開口数ＮＡｆに従って広がる。光ファイバ２
の半径をＲｆとすると、光ファイバ２から距離Ｌ離れた
光分離素子８の位置では、受信光１５は、およそ直径２
×（Ｒｆ＋Ｌ×ＮＡｆ）に広がっている。そして、その
内の光分離素子８の開口部９の面積分が反射されないた
め、受光素子５に結合せずに損失となる。すなわち、距
離Ｌを長く、開口部９の面積を小さくすることにより損
失を低減することができる。例えば、光ファイバ２の径
を１ｍｍ、開口数ＮＡｆ＝０．３、光ファイバ２と光分
離素子８の間隔Ｌを１．５ｍｍ、開口部９をφ０．３ｍ
ｍとすると、損失は約０．１ｄＢとなる。

【００４６】一方、送信光は開口部９を通過するため、
分離損失は生じない。従って、偏光反射膜を用いた方式
での受信分離損失３ｄＢに比べ大幅に分離損失を低減す
ることが可能となる。また、開口部９は、受信光１５が
入射する位置、すなわち光ファイバ２の開口数ＮＡｆ内
にあるため、送信光１３を光ファイバ２の開口数ＮＡｆ
以下の開口数ＮＡｂで入射させることが可能であり、送
信光１３の光ファイバ２への結合効率を良くすることが
できる。

【００４７】以上のように、第１実施の形態で示した双
方向通信器１を用いることにより、近端反射、遠端反
射、および、相手モジュール反射が少なく、一本の光フ
ァイバ２により全二重方式の双方向光通信が可能とな
る。また、受信光１５と反射光１４とを小径の開口部９
により分離しているため、低損失での分離が可能とな
る。

【００４８】（第２実施の形態）続いて、第２実施の形
態について図４に基づいて説明すれば以下の通りであ
る。ただし、この第２実施の形態では、第１実施の形態
にて説明した部分と同様の機能を有する部材について
は、第１の実施の形態と同一の部材番号を付与して、そ
の説明を省いた。

【００４９】本構成では、光ファイバ２は、端面が円錐
形状となっている。また受信光が通過する開口を有する
コの字型の遮光部材１８に受光素子５が設けられてお
り、上記遮光部材に囲まれた領域内に受信レンズ７が設
けられている。

【００５０】送信光１３は送信用レンズ６で開口数ＮＡ
ｂに変換されて、光分離素子８の開口部９を通過して、
光ファイバ２の端面の中心部に、光軸に平行に入射し
て、光ファイバ２に結合する。一方、光ファイバ２を伝
播してきた受信光１５は、光分離素子８により反射さ
れ、受信レンズ７により集光されて、受信光が通過する
開口を有するコの字型の遮光部材１８の中にある受光素
子５に結合する。また、光ファイバ２端面での送信光１
３の反射送信光１４は、光分離素子８の反射面１０の外
方に反射されて、受光素子５には結合しない。具体的に
は受信光１５の光路外において遮光部材１８の外壁に入
射し、遮光部材１８内には入射しないようになってい
る。このように受信光１５の光路外において遮光部材１
８に反射送信光１４が入射するようになっているため、
遮光部材１８により受信光１５が遮られることがなく、
効率的である。

【００５１】光ファイバ２の端面は傾斜角１０°（図中
α）程度で円錐形状に加工されている。光ファイバ２の
端面を円錐形状にすることにより、光ファイバ２の遠端
面での反射光を低減させることが可能となり、遠端反射
が原因となる混信を低減させることが可能となる。ま
た、円錐形状では、光ファイバ２の光軸に対して対称で
あるため、双方向光通信器１との接続方向を気にする必
要がなくなる。

【００５２】送信光１３は、開口部９において焦点とな
るように、送信レンズ６により集光されることが好まし
い。開口部９位置を焦点とすることにより、開口部９面
積を小さくすることができ、受信損失を低減することが
できる。

【００５３】また、第１実施の形態で示したように、 ａｒｋｓｉｎ｛ＮＡｆ−ｎ１×ｓｉｎ（α）｝＋α＜２
｛α＋β−ａｒｋｓｉｎ（ＮＡｂ）｝ となるように、各パラメータを決定することにより、よ
り確実に近端反射を防止することができる。また、受信
レンズ７、および、受光素子５を遮光部材１８で覆うこ
とにより、迷光による混信を防止することができる。

【００５４】以上のように、第２実施の形態で示した双
方向通信器１を用いることにより、遠端反射、近端反
射、相手モジュール反射を抑制することができ、結合効
率のよい、双方向光通信装置３を得ることができる。

【００５５】なお、以上の実施の形態では、光ファイバ
として端面全体が傾斜したもの及び端面が円錐状のもの
を用いる例について説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、光ファイバ端面の少なくとも１部が傾斜し
ているものであっても良い。この場合、送信光はその傾
斜部分に入射させることが望ましい。

【００５６】また、上記実施の形態において送信光、受
信光、反射送信光等の光束についてはそれぞれの光束の
光軸に垂直な面において、最大強度の１／ｅ²以上の強
度を有する部分を言うものとする。

【００５７】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。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、光ファイバで反射した
送信光を、受信光と分離して光分離素子の反射面外に導
くことにより、近端反射による混信を防止することがで
きるとともに、送信光の分離損失がなく、受信光の分離
損失も低減できる。また、遠端反射による混信も防止す
ることができる。

【００５９】また、光ファイバ端面が円錐形状であるも
のとすれば、送信光を光ファイバの中心に入射させて
も、反射光は外周部に反射するため、光ファイバの軸ず
れによる送信効率の変動が少なくなる。

【００６０】さらに、光ファイバの光軸の垂線と光ファ
イバ端面の傾斜あるいは円錐形状のなす角αと、光ファ
イバの開口数ＮＡｆ、コア屈折率ｎ１、送信光の光軸と
光ファイバの光軸のなす角β、送信光の開口数ＮＡｂと
が、 ａｒｋｓｉｎ｛（ＮＡｆ−ｎ１・ｓｉｎ（α）｝＋α＜
２｛α＋β−ａｒｋｓｉｎ（ＮＡｂ）｝ の関係を満足すれば、反射光が受信光より広がるため、
確実に近端反射を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双方向通信装置の構成を説明する概略
図である。

【図２】第１実施形態の双方向通信器を説明する概略図
である。

【図３】本発明の近端反射防止方法を説明する概略図で
ある。

【図４】第２実施の形態の双方向通信器の構成を説明す
る概略図である。

【図５】従来の光通信器の構成を示す説明図である。

【図６】従来の光通信器の構成を示す説明図である。

【図７】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 双方向光通信器 ２ 光ファイバ ３ 双方向光通信装置 ４ 送信素子 ５ 受信素子 ６ 送信レンズ ７ 受光レンズ ８ 光分離素子 ９ 送信領域 １０ 反射面 １１ 基板 １２ モニターフォトダイオード １３ 送信光 １４ 反射光 １５ 受信光 １６ 反射防止膜 １７ 受光面 １８ 遮光部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 壽宏 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 BA12 CA38 DA03 DA04 DA05 5K002 AA05 AA07 BA21 BA31 DA04 DA09 DA42 FA01 GA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端面の少なくとも一部に光軸に対して傾
   斜した傾斜領域を有する一本の光ファイバを用いて、送
   受信を行う双方向光通信器において、 送信光を発し、前記光ファイバにおける前記傾斜領域に
   送信光を照射する送信手段と、 前記受信光が入射する領域内に設けられ前記送信光を透
   過する開口部と、該開口部の周囲に設けられ前記光ファ
   イバからの受信光を反射する反射部とを有する光分離手
   段と、 前記反射部により反射された受信光を受光する受光手段
   と、を備え、 前記傾斜領域にて反射された前記送信光を前記反射部の
   外方に導くようにしたことを特徴とする双方向光通信
   器。
2. 【請求項２】 端面の少なくとも一部に光軸に対して傾
   斜した傾斜領域を有する一本の光ファイバを用いて、送
   受信を行う双方向光通信器において、 送信光を発し、前記光ファイバにおける傾斜領域に送信
   光を照射する送信手段と、 前記受信光が入射する領域内に設けられ前記送信光を透
   過する開口部と、該開口部の周囲に設けられ前記光ファ
   イバからの受信光を反射する反射部とを有する光分離手
   段と、 前記反射部により反射された受信光を受光する受光手段
   と、 前記受信光の光路外に配され、前記傾斜領域にて反射さ
   れた前記送信光が直接入射する遮光手段と、を備えたこ
   とを特徴とする双方向光通信器。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の双方向
   光通信器において、 前記送信手段は、前記送信光を収束して前記光ファイバ
   に入射させる収束手段を備えており、 前記送信光の前記光ファイバにおける入射位置は、前記
   光ファイバの中心から、前記光ファイバの端面において
   前記送信光が反射される方向側にずれていることを特徴
   とする双方向光通信器。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の双方向光通信器において、 前記光ファイバの端面が円錐形状であることを特徴とす
   る双方向光通信器。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の双方向光通信器におい
   て、 前記送信手段からの送信光を、前記開口部において焦点
   となるように、収束する収束手段を備えたことを特徴と
   する双方向光通信器。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
   の双方向光通信器において、 前記光ファイバの光軸に垂線と前記傾斜領域とのなす角
   α、前記光ファイバの開口数ＮＡｆ、コア屈折率ｎ１、
   送信光の光軸と光ファイバの光軸のなす角β、送信光の
   開口数ＮＡｂとが、 ａｒｋｓｉｎ[ＮＡｆ−ｎ１×ｓｉｎ（α）]＋α＜２×
   [α＋β−ａｒｋｓｉｎ（ＮＡｂ）] を満たすことを特徴とする双方向光通信器。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６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対して光を送
   受信する前記光ファイバと、を備えたことを特徴とする
   双方向光通信装置。