JP2004198525A

JP2004198525A - Optical coupler and optical coupling device using the same

Info

Publication number: JP2004198525A
Application number: JP2002364135A
Authority: JP
Inventors: Kyozo Saito; 恭造斎藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical coupler low in cost without causing any delay in the transmission time of an optical signal and capable of easily positioning optical fibers with a simple constitution, and to provide an optical coupling device using the optical couler. <P>SOLUTION: This optical coupling device has optical fibers 50 and an optical coupler 2. The optical coupler 2 is equipped with a circumference guiding part 11 which performs the positioning of the radial direction of the fibers 50 and a fiber fixing part 10 which has an end face guiding part 12 which performs the positioning of the longitudinal direction of the fibers and also is equipped with a light transmitting part 40 in the inside of the end face guiding part 12, which makes the optical signal from fibers transmit and makes the signal directly transmit between the faces 50a. The fiber fixing part 10 is equipped with a received light reflecting part 22 which is arranged in the end face guiding part 12 and which reflects a part of the optical signal passing through the fibers, a light receiving part 20 having a light receiving element 21 which receives the optical signal, a light transmitting part 30 which has a light emitting element 30 and a transmitted light reflecting part 32 which is arranged in the part 12 and reflects the optical signal from the light emitting element 31 and guides it to the fibers. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光信号の授受を行う光結合器及びこれと光ファイバを用いた光結合装置に関し、特に光ファイバを用いたローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）において使用される光結合器及びこれを用いた光結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば車載オーディオ装置や、オフィスにおけるネットワーク等において、光ファイバを介して信号を送受信する光ＬＡＮが用いられている。この光ＬＡＮの先行例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。このような従来の光ＬＡＮにおいては、受光部と送光部からなる光結合器と光ファイバを接続して従来の光結合装置を構成し、光結合器を有する部分においてノードを形成して必要な端末を接続する。この光結合装置において、光ファイバを通じて他のノードから送られてきた光信号を、光結合器の受光部において電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理装置において必要な情報のみが選択され、再び光結合器の送光部において電気信号から光信号に変換され、光ファイバを通じて次のノードへ送信される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２８４６４７号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の光結合装置を用いた光ＬＡＮにおいては、光信号が各ノードを通過する度に、必ず一度光結合器の受光部において光電変換が行われ、また送光部において電光変換が行われるため、この変換処理の処理時間によって光信号の伝送時間に遅れが生じてしまう。これは、例えば光ＬＡＮを車載オーディオ装置に使用した場合には、音飛び等が発生する原因ともなり得る。また、このように各ノードの光結合器で必ず一度光電、電光変換を行うようにすると、端末が信号を送信するか受信するかに関わらず、各ノードの光結合器には必ず受光部と送光部がセットで必要となる。さらに双方向通信の場合は、各ノードの光結合器に受光部と送光部が二つずつ必要となり、構成が複雑になると共に、装置自体が高価となる。また、このような従来の光結合装置は、光結合器に対する光ファイバの位置決めが難しい。
【０００５】
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、安価で光信号の伝送時間に遅れが生じず、かつ簡易な構成で光ファイバの位置決めが容易な光結合器及びこれを用いた光結合装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、端面が対向する各光ファイバの外径と略同径の内径を有し上記光ファイバの径方向の位置決めをする周囲ガイド部と、該周囲ガイド部の内面に突出し上記光ファイバの長手方向の位置決めをする端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、上記端面ガイド部の内側には上記光ファイバからの光信号を透過させて上記端面間を直接伝送させる透光部を備え、上記ファイバ固定部は、上記光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は上記光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、上記受光部は上記端面ガイド部に配置され上記光ファイバを通る光信号の一部を受光する受光素子を有し、上記送光部は上記端面ガイド部に配置され上記光ファイバに対して光信号を発光する発光素子を有することを特徴として構成されている。
【０００７】
本発明によれば、一部の光信号を受光素子に入射させて光電変換しつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信される。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされる。さらに、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となる。
【０００８】
また本発明は、端面が対向する各光ファイバの外径と略同径の内径を有し上記光ファイバの径方向の位置決めをする周囲ガイド部と、該周囲ガイド部の内面に突出し上記光ファイバの長手方向の位置決めをする端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、上記端面ガイド部の内側には上記光ファイバからの光信号を透過させて上記端面間を直接伝送させる透光部を備え、上記ファイバ固定部は、上記光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は上記光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、上記受光部は、上記端面ガイド部に配置され上記光ファイバを通る光信号の一部を反射させる受光反射部と、該受光反射部によって反射された光信号を受光する受光素子を有し、上記送光部は、光信号を発光する発光素子と、上記端面ガイド部に配置され上記発光素子からの光信号を反射させて上記光ファイバに導く送光反射部とを有することを特徴として構成されている。
【０００９】
本発明によれば、一部の光信号を受光反射部によって受光素子に入射させて光電変換しつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信される。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされる。さらに、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となる。
【００１０】
また本発明は、上記受光部の受光反射部は上記端面が対向する光ファイバの両方からの光信号を上記受光素子側へ反射させ、及び／又は上記送光部の送光反射部は上記発光素子からの光信号を上記端面が対向する光ファイバの両方に対して反射させることを特徴として構成されている。
【００１１】
本発明によれば、双方向通信の場合も受光部の受光素子あるいは送光部の発光素子が一つあればよくなる。
【００１２】
また本発明は、上記受光部と送光部を上記光ファイバの長手方向と垂直な面内で互いに対向しない位置に配置することを特徴として構成されている。
【００１３】
本発明によれば、受光部の受光素子が、送光部の発光素子の発光する光信号が届かない位置に配置されることとなる。
【００１４】
また本発明は、上記受光部と送光部を上記光ファイバの長手方向にずらして配置することを特徴として構成されている。
【００１５】
本発明によれば、受光部の受光素子が、送光部の発光素子の発光する光信号が届かない位置に配置されることとなる。
【００１６】
また本発明は、上記透光部が光ファイバと略同等の屈折率を有する部材からなることを特徴として構成されている。
【００１７】
本発明によれば、光ファイバを通って光ファイバ端面に至った光信号が、光ファイバ端面で反射することなく、そのまま対向する光ファイバに伝送される。
【００１８】
また本発明は、端面が対向する光ファイバと光結合器を有し、該光結合器は、上記光ファイバの外径と略同径の内径を有し上記光ファイバの径方向の位置決めをする周囲ガイド部と、該周囲ガイド部の内面に突出し上記光ファイバの長手方向の位置決めをする端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、上記端面ガイド部の内側には上記光ファイバからの光信号を透過させて上記端面間を直接伝送させる透光部を備え、上記ファイバ固定部は、上記光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は上記光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、上記受光部は上記端面ガイド部に配置され上記光ファイバを通る光信号の一部を受光する受光素子を有し、上記送光部は上記端面ガイド部に配置され上記光ファイバに対して光信号を発光する発光素子を有することを特徴として構成されている。
【００１９】
本発明によれば、光ファイバと光結合器を有する光結合装置によって、一部の光信号を受光素子に入射させて光電変換しつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信される。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされる。さらに、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となる。
【００２０】
また本発明は、端面が対向する光ファイバと光結合器を有し、該光結合器は上記光ファイバの外径と略同径の内径を有し上記光ファイバの径方向の位置決めをする周囲ガイド部と、該周囲ガイド部の内面に突出し上記光ファイバの長手方向の位置決めをする端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、上記端面ガイド部の内側には上記光ファイバからの光信号を透過させて上記端面間を直接伝送させる透光部を備え、上記ファイバ固定部は、上記光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は上記光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、上記受光部は、上記端面ガイド部に配置され、上記光ファイバを通る光信号の一部を反射させる受光反射部と、該受光反射部によって反射された光信号を受光する受光素子を有し、上記送光部は、光信号を発光する発光素子と、上記端面ガイド部に配置され、上記発光素子からの光信号を反射させて上記光ファイバに導く送光反射部とを有することを特徴として構成されている。
【００２１】
本発明によれば、光ファイバと光結合器を有する光結合装置によって、一部の光信号を受光反射部によって受光素子に入射させて光電変換しつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信される。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされる。さらに、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、第一の実施形態について説明する。図１は本発明の第一の実施形態における光結合装置を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本発明の第一の実施形態における光結合装置による光信号の受信状態を示す図、図４は本発明の第一の実施形態における光結合装置による光信号の送信状態を示す図である。
【００２３】
光結合装置１は図１に示すように、光ファイバ５０と光結合器２からなる。光ファイバ５０は、屈折率の高い中心部のファイバコア５１と、ファイバコア５１より屈折率が低い外周部のファイバクラッド５２からなる。
ここで本実施形態においては、光ファイバ５０にはプラスティックファイバを用いる。プラスティックファイバの特徴としては、径が大きいので加工しやすく、またガラスファイバに比べて非常に低コストで製造することができ、光ＬＡＮ等を安価に構成することができる。このプラスティックファイバは、伝送可能距離が数十ｍとガラスファイバに比べて短いが、本発明の光結合装置は車載オーディオ装置やオフィスネットワーク等、比較的伝送距離の短い光ＬＡＮ等を対象としているので、プラスティックファイバの伝送可能距離でも十分である。
【００２４】
この光ファイバ５０、５０が光結合器２の両側にそれぞれ取付けられる。光結合器２はファイバ固定部１０と、光結合器２の一方に取付けられた光ファイバ５０を通る光信号を他方に取付けられた光ファイバ５０に通過させる透光部４０を有する。
ファイバ固定部１０は周囲ガイド部１１と端面ガイド部１２から構成される。周囲ガイド部１１は円筒状をしており、その内径は光ファイバ５０の外径と略同じである。この周囲ガイド部１１は、光結合器２に光ファイバ５０を取付ける際に、光ファイバ５０の外周に当接し、光ファイバ５０の径方向の位置決めをする。またこの周囲ガイド部１１の内面の長手方向略中央に、光ファイバ５０中心軸側（以下、中心軸側という）に突出する端面ガイド部１２が内周全体に設けられている。端面ガイド部１２は、光結合器２に光ファイバ５０を取付ける際に、光ファイバ５０の光ファイバ端面５０ａに当接し、光ファイバ５０の長手方向の位置決めをする。
さらに、端面ガイド部１２よりもさらに中心軸側には、ファイバコア５１と同等の屈折率を有するプラスティックからなる透光部４０が形成されている。この透光部４０は、端面ガイド部１２と共に周囲ガイド部１１の内筒を長手方向略中央で分断するように、且つその端面が光ファイバ端面５０ａと対向して当接するような円柱状に形成されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、周囲ガイド部１１を円筒状とした。しかし、周囲ガイド部１１はその内部に光ファイバ５０の外径と略同じ内筒が形成されていればよく、その外形は例えば方形状など、どのような形状でもよい。また、本実施形態においては、端面ガイド部１２を内周全体に設けることとした。しかし、これに限らず、内周の一部分のみに端面ガイド部１２を設けるようにしてもよい。このようにしても光ファイバ５０の長手方向の位置決めは可能である。
さらに、本実施形態においては、透光部４０を円柱状に形成したが、その形状は特にこれに限定されるものではなく、端面ガイド部１２の形状等に伴って自由に変更可能である。あるいは、ファイバ固定部１０と透光部４０を、ファイバコア５１と同等の屈折率を有するプラスティックで一体的に形成してもよい。さらにまた、本実施形態では透光部４０をファイバコア５１と同等の屈折率を有するプラスティックで形成した。しかし、透光部４０を形成する部分に何も設けない、即ち空気を媒体とするようにしてもよい。
【００２６】
また、このファイバ固定部１０には、ファイバコア５１を通る光信号を受信して光電変換を行い、信号処理装置（図示せず）に電気信号を送信する受光部２０と、信号処理装置から送信されてきた電気信号を受信して電光変換を行い、ファイバコア５１に光信号を発信する送光部３０が設けられている。
受光部２０は端面ガイド部１２が設けられた位置に一緒に設けられており、この受光部２０は受光素子たるフォトダイオード２１と、受光反射部たる受光ミラー２２からなる。受光ミラー２２は端面ガイド部１２の中心軸側に設けられ、フォトダイオード２１はファイバ固定部１０の外周側に設けられている。この受光ミラー２２及びフォトダイオード２１によって、後述するように、ファイバコア５１を通る光信号の一部を受光する。ここで、フォトダイオード２１をファイバ固定部１０の外周側に配置したことにより、信号処理装置に電気信号を送信するための配線が行いやすくなっている。
【００２７】
また、受光ミラー２２は、その断面が二等辺直角三角形である三角柱状であり、その長手方向が光ファイバ５０の長手方向、及び径方向と直交するように、且つその長辺が中心軸側を向くようにして設けられている。即ち、２つの短辺が光信号の進行方向に対して４５度をなしている。またフォトダイオード２１は、中心軸と受光ミラー２２を結ぶ直線上に配置されている。なお、この受光ミラー２２の大きさは、受光しようとする光信号の量に応じて変化させる。受光しようとする光信号の量が多ければ、大きな受光ミラー２２が必要となる。また、ここでは受光ミラー２２の形状を断面が二等辺直角三角形である三角柱状としたが、フォトダイオード２１との位置関係や、受光しようとする光信号の信号量等に従って自由に変更可能である。
【００２８】
送光部３０の構成は受光部２０の構成と略同様であり、この送光部３０は発光素子たるレーザダイオード３１と、送光反射部たる送光ミラー３２からなる。送光ミラー３２は端面ガイド部１２の中心軸側に設けられ、レーザダイオード３１はファイバ固定部１０の外周側に設けられている。この送光ミラー３２及びレーザダイオード３１によって、後述するように光信号をファイバコア５１に対して送光する。ここで、レーザダイオード３１をファイバ固定部１０の外周側に配置したことにより、信号処理装置からの電気信号を受信するための配線が行いやすくなっている。
【００２９】
また、送光ミラー３２は、その断面が二等辺直角三角形である三角柱状であり、その長手方向が光ファイバ５０の長手方向、及び径方向と直交するように、且つその長辺が中心軸側を向くようにして設けられている。即ち、２つの短辺が光信号の進行方向に対して４５度をなしている。なお、この送光ミラー３２の大きさは、送光しようとする光信号の量に応じて変化させる。送光しようとする光信号の量が多ければ、大きな送光ミラー３２が必要となる。また、ここでは送光ミラー３２の形状を断面が二等辺直角三角形である三角柱状としたが、レーザダイオード３１との位置関係や、送光しようとする光信号の信号量等に従って自由に変更可能である。
【００３０】
なお、図１、図２において、受光部２０と送光部３０は中心軸を挟んで対向するように配置されている。しかし、受光部２０と送光部３０の位置関係はこれに限られることなく、受光部２０と送光部３０を周方向にずらして互いに対向しないように配置するなど、どのような位置関係で配置してもよい。あるいは、端面ガイド部１２を広めに形成し、受光部２０と送光部３０を光ファイバ５０の長手方向にずらして配置してもよい。このように、受光部２０と送光部３０が対向しないように配置することによって、送光部３０のレーザダイオード３１から発光された光信号が、直接受光部２０のフォトダイオード２１に入射するのを防ぐことができる。
また一つの光結合装置１に複数の光結合器２を配置してもよい。この場合は各光結合器２の受光部２０あるいは送光部３０で、対応する光の波長が異なるようにすることにより、必要な光信号だけを受光、あるいは送光することができる。さらには、必ずしも受光部２０と送光部３０を設ける必要はなく、用途によっては受光部２０だけ、あるいは送光部３０だけを配置するようにしてもよい。このように、本発明における光結合器２は、受光部２０又は送光部３０の一方のみを設けることも可能であり、これにより構成を簡易にすることができる。
【００３１】
次に、このような光結合装置１を用いた光信号の送受信について説明する。まず光信号の受信について説明する。光信号は光ファイバ５０のファイバコア５１によって伝送されている。ここで、ファイバコア５１を通ってファイバコア端面５１ａに至った光信号の一部は、図３に示すように、端面ガイド部１２に入射して受光ミラー２２に至り、光信号はこの受光ミラー２２によって反射され、その進行方向が外周方向へと変わり、そのままフォトダイオード２１へと入射し、光信号から電気信号に変換される。変換された電気信号は、信号処理装置に送信され、このノードに取付けた端末に必要な情報のみが選択される。
またフォトダイオード２１へ入射しない大部分の光信号は、透光部４０を通って反対側のファイバコア５１に伝送される。
【００３２】
このような構成にすることにより、従来の光結合装置のように、全ての光信号を、各ノードを通過する度に光結合器において光電、電光変換を行うのではなく、一部の光信号を受光ミラー２２によってフォトダイオード２１に入射させて光電変換を行いつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信されるので、次のノードへ安定した光信号が送信されると共に、光電・電光変換による光信号の伝送時間の遅れが生じない。また、本発明は上述したように、比較的伝送距離の短い光ＬＡＮ等を対象としているので、このように一部の光信号が各ノードにおいて電気信号に変換され、その後再び光信号に変換されなくても問題は生じない。
さらに、断面二等辺三角形状の受光ミラー２２によって、両方のファイバコア５１、５１からの光信号をフォトダイオード２１に向かって反射するので、双方向通信の場合でも受光部２０は一つでよく、従来の光結合装置よりも構成が簡易となると共に安価に構成することができる。
【００３３】
なお、受光ミラー２２によってフォトダイオード２１側へ反射させる光信号の量は、ノードの数によって異なる。ノードの数が多ければ、各ノードに光信号を行き渡らせるために、一つのノードに割り振ることのできる信号量は少なくなる。一方で、各ノードの光結合器２において、受光部２０のフォトダイオード２１が信号を感知するために最低限必要な信号量を受光する必要がある。ここで本発明における光結合器２においては、受光部２０の受光ミラー２２によって反射させる光信号の量を、受光ミラーの２２の大きさ、及び端面ガイド部１２をどれだけ中心軸側に突出させるかを変えることによって自由に調整することができるので、受光する光信号の量を最適な量に設定することができる。
【００３４】
次に、光信号の送信について説明する。各ノードに接続された端末から、電気信号が信号処理装置に送信され、レーザダイオード３１に適した信号に変換されてレーザダイオード３１に送信される。レーザダイオード３１に送られた電気信号は光信号に変換され、図４に示すように、中心軸側に向かって発光される。発光された光信号は送光ミラー３２によって反射され、両方のファイバコア５１、５１に入射する。このようにして、端末からの信号が他の各ノードに送信される。また、双方向通信の場合でも、送光部３０は一つでよく、従来の光結合装置よりも構成が簡易となると共に安価に構成することができる。
【００３５】
以上、本発明の第一の実施形態について説明した。上記実施形態においては、受光する光信号を受光ミラー２２で、又は送光する光信号を送光ミラー３２で反射させて光ファイバ５０との間で光信号の授受を行う構成とした。しかし、これに限らず、他の実施形態も可能である。以下、本発明の第二の実施形態について説明する。図５は本発明の第二の実施形態における光結合装置を示す正面図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図、図７は本発明の第二の実施形態における光結合装置による光信号の受信状態を示す図、図８は本発明の第二の実施形態における光結合装置による光信号の送信状態を示す図である。
【００３６】
本実施形態における光結合装置１は図５、図６に示すように、その概略構成は第一の実施形態と同様であり、光ファイバ５０と光結合器２からなる。光ファイバ５０はファイバコア５１と、ファイバクラッド５２からなり、この光ファイバ５０、５０が光結合器２の両側にそれぞれ取付けられる。光結合器２はファイバ固定部１０と透光部４０を有する。
【００３７】
ファイバ固定部１０は周囲ガイド部１１と端面ガイド部１２から構成される。周囲ガイド部１１は円筒状をしており、その内径は光ファイバ５０の外径と略同じである。この周囲ガイド部１１は、光結合器２に光ファイバ５０を取付ける際に、光ファイバ５０の外周に当接し、光ファイバ５０の径方向の位置決めをする。またこの周囲ガイド部１１の内面の長手方向略中央に、中心軸側に突出する端面ガイド部１２が内周全体に設けられている。端面ガイド部１２は、光結合器２に光ファイバ５０を取付ける際に、光ファイバ５０の光ファイバ端面５０ａに当接し、光ファイバ５０の長手方向の位置決めをする。
さらに、端面ガイド部１２よりもさらに中心軸側には、ファイバコア５１と同等の屈折率を有するプラスティックからなる透光部４０が形成されている。この透光部４０は、端面ガイド部１２と共に周囲ガイド部１１の内筒を長手方向略中央で分断するように、且つその端面が光ファイバ端面５０ａと対向して当接するような円柱状に形成されている。
【００３８】
第一の実施形態においては、端面ガイド部１２の中心軸側に受光ミラー２２を設けると共に、ファイバ固定部１０の外周側にフォトダイオード２１を設ける構成としたが、本実施形態においては、フォトダイオード２１を端面ガイド部１２の中心軸側に設ける。即ち、本実施形態においては、図７に示すように、受光ミラー２２を介さず、フォトダイオード２１が両方のファイバコア５１、５１からの光信号を直接受光する。このような構成にすることによって、受光ミラー２２が必要なくなり、より簡易な構成とすることができる。
【００３９】
送光部３０の構成は受光部２０の構成と略同様であり、レーザダイオード３１を端面ガイド部１２の中心軸側に設ける。即ち、本実施形態においては、図８に示すように、両方のファイバコア５１、５１に対して、レーザダイオード３１から光信号を直接発光する。このような構成にすることによって、送光ミラー３２が必要なくなり、より簡易な構成とすることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明した。最後に、本発明の適用例について説明する。図９は本発明を適用したネットワークシステムの一例であり、車に搭載されるオーディオ装置を光ファイバで接続した図である。例えば、ＦＭチューナの音声信号をアンプに導きたい場合に、まずノードＤに接続されたコントローラからノードＡに接続されたＦＭチューナに対して制御信号が発信される。この制御信号の大部分は、ノードＤとノードＡの中間にあるノードＣ、ノードＢにおいて光電、電光変換されることなくそのまま通過してノードＡに届き、ＦＭチューナは制御信号を受けて音声信号をノードＣのアンプに送信する。この音声信号の大部分は、ノードＡとノードＣの中間にあるノードＢをそのまま通過してノードＣに届き、アンプによって信号が増幅されてスピーカから出力される。
このように、車載オーディオ装置に本発明を用いることにより、光電、電光変換による光信号の伝送時間の遅れが生じなくなり、この伝送時間の遅れによる音飛び等が発生しなくなる。なお、図９においてはバス型の接続を記載しているが、環状型の接続等、その他の接続方法においても同様の効果を奏することができる。また環状型の接続の場合は終端器が必要なく、より省スペースで光ＬＡＮを構成することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上本発明によれば、周囲ガイド部と、端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、光ファイバからの光信号を透過させて端面間を直接伝送させる透光部を備え、ファイバ固定部は、光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、受光部は受光素子を有し、送光部は発光素子を有することから、一部の光信号を受光素子に入射させて光電変換を行いつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信されるので、次のノードへ安定した光信号が送信されると共に、光電・電光変換による光信号の伝送時間の遅れが生じない。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされるので、光ファイバの結合、位置決めが容易となると共に、調整も不要となる。さらに、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となり、光結合器を安価で簡易な構成とすることができる。
【００４２】
また本発明によれば、周囲ガイド部と、端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、光ファイバからの光信号を透過させて端面間を直接伝送させる透光部を備え、ファイバ固定部は、光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、受光部は受光反射部と受光素子を有し、送光部は発光素子と送光反射部とを有することから、一部の光信号を受光反射部によって受光素子に入射させて光電変換しつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信されるので、次のノードへ安定した光信号が送信されると共に、光電・電光変換による光信号の伝送時間の遅れが生じない。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされるので、光ファイバの結合、位置決めが容易となると共に調整も不要となる。さらに、受光あるいは送光する光信号の信号量の設定が容易となる。さらにまた、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となり、光結合器を安価で簡易な構成とすることができる。
【００４３】
また本発明によれば、受光部の受光反射部は端面が対向する光ファイバの両方からの光信号を受光素子側へ反射させ、及び／又は送光部の送光反射部は発光素子からの光信号を端面が対向する光ファイバの両方に対して反射させることから、両方の光ファイバからの光信号を一つの受光素子で受光することが可能となり、双方向通信の場合も受光素子が一つでよくなり、また発光素子が発光した光信号を両方の光ファイバに導くことができ、双方向通信の場合でも発光素子が一つあればよくなる。これにより光結合器を安価に構成することができる。
【００４４】
また本発明によれば、受光部と送光部を光ファイバの長手方向と垂直な面内で互いに対向しない位置に配置することから、受光部の受光素子が、送光部の発光素子が発光する光信号が届かない位置に配置されることとなり、送光部の発光素子が発光した光信号が、直接受光部の受光素子に入射するのを防ぐことができる。
【００４５】
また本発明によれば、受光部と送光部を光ファイバの長手方向にずらして配置することから、受光部の受光素子が、送光部の発光素子が発光する光信号が届かない位置に配置されることとなり、送光部の発光素子が発光した光信号が、直接受光部の受光素子に入射するのを防ぐことができる。
【００４６】
また本発明によれば、透光部は光ファイバと略同等の屈折率を有する部材からなることから、光ファイバを通って光ファイバ端面に至った光信号が、光ファイバ端面で反射することなく、そのまま対向する光ファイバに伝送されるので、次のノードへ安定した光信号が送信される。
【００４７】
また本発明によれば、端面が対向する光ファイバと光結合器を有し、光結合器は、周囲ガイド部と、端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、光ファイバからの光信号を透過させて端面間を直接伝送させる透光部を備え、ファイバ固定部は、光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、受光部は受光素子を有し、送光部は発光素子を有することから、一部の光信号を受光素子に入射させて光電変換を行いつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信されるので、次のノードへ安定した光信号が送信されると共に、光電・電光変換による光信号の伝送時間の遅れが生じないので、伝送状態が安定した光ＬＡＮ等を構成することができる。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされるので、光ファイバの結合、位置決めが容易となると共に、調整も不要となる。さらに、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となり、光結合装置を安価で簡易な構成とすることができる。
【００４８】
また本発明によれば、端面が対向する光ファイバと光結合器を有し、光結合器は、周囲ガイド部と、端面ガイド部とを有するファイバ固定部を備えると共に、光ファイバからの光信号を透過させて端面間を直接伝送させる透光部を備え、ファイバ固定部は、光ファイバを通る光信号を受光する受光部、及び／又は光ファイバに対し光信号を送光する送光部を備え、受光部は受光反射部と受光素子を有し、送光部は発光素子と送光反射部とを有することから、一部の光信号を受光反射部によって受光素子に入射させて光電変換しつつ、他の大部分の光信号はそのまま次のノードへ送信されるので、次のノードへ安定した光信号が送信されると共に、光電・電光変換による光信号の伝送時間の遅れが生じないので、伝送状態が安定した光ＬＡＮ等を構成することができる。また、周囲ガイド部と端面ガイド部によって光ファイバが位置決めされるので、光ファイバの結合、位置決めが容易となると共に調整も不要となる。さらに、受光あるいは送光する光信号の信号量の設定が容易となる。さらにまた、受光部あるいは送光部のみを備える構成が可能となり、光結合装置を安価で簡易な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態における光結合装置を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態における光結合装置による光信号の受信状態を示す図である。
【図４】本発明の第一の実施形態における光結合装置による光信号の送信状態を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態における光結合装置を示す正面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の第二の実施形態における光結合装置による光信号の受信状態を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施形態における光結合装置による光信号の送信状態を示す図である。
【図９】本発明を適用した実施例である。
【符号の説明】
１光結合装置
２光結合器
１０ファイバ固定部
１１周囲ガイド部
１２端面ガイド部
２０受光部
２１フォトダイオード
２２受光ミラー
３０送光部
３１レーザダイオード
３２送光ミラー
４０透光部
５０光ファイバ
５０ａ光ファイバ端面
５１ファイバコア
５１ａファイバコア端面
５２ファイバクラッド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupler for transmitting and receiving an optical signal and an optical coupler using the same, and more particularly, to an optical coupler used in a local area network (LAN) using an optical fiber and using the same. Optical coupling device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical LANs for transmitting and receiving signals via optical fibers have been used in, for example, in-vehicle audio devices and office networks. As a prior example of this optical LAN, there is, for example, one described in Patent Document 1. In such a conventional optical LAN, it is necessary to form a conventional optical coupling device by connecting an optical coupler comprising a light receiving section and a light transmitting section and an optical fiber, and forming a node in a portion having the optical coupler. Connect a suitable terminal. In this optical coupling device, an optical signal sent from another node through an optical fiber is converted into an electric signal in a light receiving section of the optical coupler. From the converted electric signal, only necessary information is selected in the signal processing device, the electric signal is converted into an optical signal again in the light transmitting unit of the optical coupler, and transmitted to the next node through the optical fiber.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-284647 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an optical LAN using such a conventional optical coupling device, every time an optical signal passes through each node, photoelectric conversion is always performed once in a light receiving portion of the optical coupler, and an optical signal is transmitted in a light transmitting portion. Since the conversion is performed, the transmission time of the optical signal is delayed by the processing time of the conversion processing. For example, when an optical LAN is used for an in-vehicle audio device, a sound skip may occur. Also, if the optical coupler of each node always performs photoelectric and electro-optical conversion once, regardless of whether the terminal transmits or receives a signal, the optical coupler of each node always has a light receiving unit. A light transmitting unit is required as a set. Further, in the case of bidirectional communication, two light receiving units and two light transmitting units are required for the optical coupler of each node, which complicates the configuration and increases the cost of the device itself. In such a conventional optical coupling device, it is difficult to position the optical fiber with respect to the optical coupler.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and is an optical coupler that is inexpensive, has no delay in the transmission time of an optical signal, has a simple configuration, and can easily position an optical fiber, and an optical coupler using the optical coupler. It is an object to provide a coupling device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a peripheral guide portion which has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of each optical fiber whose end face faces each other and radially positions the optical fiber, and an inner surface of the peripheral guide portion. And a fiber fixing portion having an end guide that projects in the longitudinal direction of the optical fiber, and transmits an optical signal from the optical fiber inside the end guide to directly transmit between the end faces. A light transmitting unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber. A light receiving element disposed on the end face guide for receiving a part of an optical signal passing through the optical fiber; the light transmitting section being disposed on the end face guide for emitting an optical signal to the optical fiber; Elementary It is configured as characterized by having a.
[0007]
According to the present invention, while a part of the optical signal is incident on the light receiving element and photoelectrically converted, the other optical signal is transmitted to the next node as it is. Further, the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion. Further, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible.
[0008]
Further, the present invention provides a peripheral guide portion having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of each optical fiber whose end face is opposed to position the optical fiber in the radial direction, and the optical fiber protruding from the inner surface of the peripheral guide portion. A fiber fixing portion having an end surface guide portion for positioning in the longitudinal direction is provided, and a light transmitting portion that transmits an optical signal from the optical fiber and directly transmits between the end surfaces is provided inside the end surface guide portion. The fiber fixing unit includes a light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber, and the light receiving unit includes the end face guide unit. A light receiving / reflecting unit arranged to reflect a part of an optical signal passing through the optical fiber, and a light receiving element for receiving the optical signal reflected by the light receiving / reflecting unit; and the light transmitting unit emits an optical signal. Luminescent element When is configured as characterized by having a light transmitting reflecting portion is disposed on the end-face guide portion by reflecting the optical signal from the light-emitting element guided into the optical fiber.
[0009]
According to the present invention, while a part of the optical signal is made incident on the light receiving element by the light receiving / reflecting unit and photoelectrically converted, the other most optical signal is transmitted to the next node as it is. Further, the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion. Further, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible.
[0010]
Also, in the present invention, the light receiving / reflecting portion of the light receiving portion reflects optical signals from both of the optical fibers whose end faces are opposed to the light receiving element side, and / or the light sending / reflecting portion of the light sending portion has the light emitting portion. It is characterized in that an optical signal from the element is reflected to both of the optical fibers whose end faces face each other.
[0011]
According to the present invention, in the case of two-way communication, only one light receiving element of the light receiving section or one light emitting element of the light transmitting section is required.
[0012]
Further, the present invention is characterized in that the light receiving section and the light transmitting section are arranged at positions not opposed to each other in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber.
[0013]
According to the present invention, the light receiving element of the light receiving unit is arranged at a position where the light signal emitted by the light emitting element of the light transmitting unit does not reach.
[0014]
Further, the present invention is characterized in that the light receiving section and the light transmitting section are arranged so as to be shifted in the longitudinal direction of the optical fiber.
[0015]
According to the present invention, the light receiving element of the light receiving unit is arranged at a position where the light signal emitted by the light emitting element of the light transmitting unit does not reach.
[0016]
Further, the invention is characterized in that the light transmitting portion is made of a member having a refractive index substantially equal to that of the optical fiber.
[0017]
According to the present invention, the optical signal that has reached the end face of the optical fiber through the optical fiber is transmitted to the opposing optical fiber without being reflected by the end face of the optical fiber.
[0018]
Further, the present invention has an optical fiber and an optical coupler whose end faces face each other, and the optical coupler has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the optical fiber and positions the optical fiber in the radial direction. A fiber fixing portion having a peripheral guide portion and an end guide portion projecting from an inner surface of the peripheral guide portion and positioning the optical fiber in a longitudinal direction, and a light from the optical fiber is provided inside the end guide portion. A light transmitting unit that transmits a signal and directly transmits between the end faces; the fiber fixing unit transmits a light signal to the optical fiber; and / or transmits a light signal to the optical fiber. A light transmitting unit for receiving a part of an optical signal passing through the optical fiber, the light receiving unit being disposed on the end face guide unit, and the light transmitting unit being disposed on the end surface guide unit. For optical fiber Is configured as characterized by having a light emitting element that emits a light signal Te.
[0019]
According to the present invention, while an optical coupling device having an optical fiber and an optical coupler causes a part of an optical signal to be incident on a light receiving element and performs photoelectric conversion, the other optical signal is transmitted to the next node as it is. Is done. Further, the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion. Further, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible.
[0020]
Further, the present invention has an optical fiber and an optical coupler whose end faces are opposed to each other, the optical coupler having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the optical fiber and having a peripheral portion for positioning the optical fiber in a radial direction. A fiber fixing portion having a guide portion and an end guide portion projecting from the inner surface of the peripheral guide portion and positioning the optical fiber in the longitudinal direction; and an optical signal from the optical fiber inside the end guide portion. And a light transmitting unit that transmits light directly between the end faces, and the fiber fixing unit transmits a light signal to the light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber and / or the optical fiber. A light transmitting unit, wherein the light receiving unit is disposed on the end face guide unit, and receives a light signal reflected by the light receiving / reflecting unit, the light receiving / reflecting unit reflecting a part of an optical signal passing through the optical fiber; Light receiving element The light transmitting unit has a light emitting element that emits an optical signal, and a light transmitting reflecting unit that is disposed on the end face guide unit, reflects the optical signal from the light emitting element, and guides the optical signal to the optical fiber. It is characterized by the following.
[0021]
According to the present invention, while an optical coupling device having an optical fiber and an optical coupler causes a part of an optical signal to be incident on a light receiving element by a light receiving / reflecting unit and undergoes photoelectric conversion, most of the other optical signals remain unchanged. Sent to the node. Further, the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion. Further, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described. FIG. 1 is a front view showing an optical coupling device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an optical signal by the optical coupling device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a transmission state of an optical signal by the optical coupling device according to the first embodiment of the present invention.
[0023]
The optical coupling device 1 includes an optical fiber 50 and an optical coupler 2 as shown in FIG. The optical fiber 50 includes a central fiber core 51 having a high refractive index and a fiber clad 52 at an outer peripheral portion having a lower refractive index than the fiber core 51.
Here, in the present embodiment, a plastic fiber is used as the optical fiber 50. The characteristics of the plastic fiber are that it is easy to process because of its large diameter, can be manufactured at a very low cost as compared with a glass fiber, and the optical LAN and the like can be configured at low cost. Although this plastic fiber has a shorter transmission distance of several tens of meters than glass fiber, the optical coupling device of the present invention is intended for an optical LAN having a relatively short transmission distance, such as an in-vehicle audio device or an office network. However, the transmission distance of a plastic fiber is sufficient.
[0024]
The optical fibers 50 are mounted on both sides of the optical coupler 2, respectively. The optical coupler 2 has a fiber fixing unit 10 and a light transmitting unit 40 that allows an optical signal passing through the optical fiber 50 attached to one of the optical couplers 2 to pass through the optical fiber 50 attached to the other.
The fiber fixing unit 10 includes a peripheral guide unit 11 and an end surface guide unit 12. The peripheral guide 11 has a cylindrical shape, and its inner diameter is substantially the same as the outer diameter of the optical fiber 50. When attaching the optical fiber 50 to the optical coupler 2, the peripheral guide portion 11 abuts on the outer periphery of the optical fiber 50 and positions the optical fiber 50 in the radial direction. An end guide 12 protruding toward the central axis of the optical fiber 50 (hereinafter, referred to as the central axis) is provided on the entire inner periphery substantially at the center of the inner surface of the peripheral guide 11 in the longitudinal direction. When attaching the optical fiber 50 to the optical coupler 2, the end face guide section 12 comes into contact with the optical fiber end face 50 a of the optical fiber 50 to position the optical fiber 50 in the longitudinal direction.
Further, a light transmitting portion 40 made of plastic having a refractive index equivalent to that of the fiber core 51 is formed further on the center axis side than the end face guide portion 12. The light-transmitting portion 40 is formed in a columnar shape such that the inner cylinder of the peripheral guide portion 11 and the end surface guide portion 12 are divided at substantially the center in the longitudinal direction, and the end surface of the light guide 40 faces and faces the optical fiber end surface 50a. Have been.
[0025]
In the present embodiment, the peripheral guide 11 has a cylindrical shape. However, the peripheral guide portion 11 only needs to have an inner cylinder substantially the same as the outer diameter of the optical fiber 50 formed therein, and the outer shape may be any shape such as a square shape. In the present embodiment, the end face guide portion 12 is provided on the entire inner periphery. However, the present invention is not limited to this, and the end face guide portion 12 may be provided only on a part of the inner circumference. Even in this manner, the positioning of the optical fiber 50 in the longitudinal direction is possible.
Further, in the present embodiment, the light transmitting portion 40 is formed in a columnar shape, but the shape is not particularly limited to this, and can be freely changed according to the shape of the end face guide portion 12 and the like. Alternatively, the fiber fixing section 10 and the light transmitting section 40 may be integrally formed of plastic having the same refractive index as the fiber core 51. Furthermore, in the present embodiment, the light transmitting portion 40 is formed of plastic having the same refractive index as the fiber core 51. However, nothing may be provided in the portion where the light transmitting portion 40 is formed, that is, air may be used as the medium.
[0026]
The fiber fixing unit 10 receives a light signal passing through the fiber core 51, performs photoelectric conversion, and transmits an electric signal to a signal processing device (not shown). The light transmitting unit 30 is provided for receiving the electric signal thus converted, performing light-to-light conversion, and transmitting an optical signal to the fiber core 51.
The light receiving section 20 is provided together with the position where the end face guide section 12 is provided. The light receiving section 20 includes a photodiode 21 as a light receiving element and a light receiving mirror 22 as a light receiving / reflecting section. The light receiving mirror 22 is provided on the center axis side of the end face guide section 12, and the photodiode 21 is provided on the outer peripheral side of the fiber fixing section 10. The light receiving mirror 22 and the photodiode 21 receive a part of an optical signal passing through the fiber core 51 as described later. Here, by arranging the photodiode 21 on the outer peripheral side of the fiber fixing unit 10, wiring for transmitting an electric signal to the signal processing device is easily performed.
[0027]
The light-receiving mirror 22 has a triangular prism shape whose cross section is an isosceles right triangle, and its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction and the radial direction of the optical fiber 50, and its long side faces the center axis side. It is provided so as to face. That is, the two short sides form 45 degrees with respect to the traveling direction of the optical signal. The photodiode 21 is arranged on a straight line connecting the central axis and the light receiving mirror 22. The size of the light receiving mirror 22 is changed according to the amount of an optical signal to be received. If the amount of the optical signal to be received is large, a large light receiving mirror 22 is required. Here, the shape of the light receiving mirror 22 is a triangular prism whose cross section is an isosceles right triangle, but the shape can be freely changed according to the positional relationship with the photodiode 21, the amount of an optical signal to be received, and the like. .
[0028]
The configuration of the light transmitting unit 30 is substantially the same as the configuration of the light receiving unit 20, and the light transmitting unit 30 includes a laser diode 31 as a light emitting element and a light transmitting mirror 32 as a light transmitting and reflecting unit. The light transmitting mirror 32 is provided on the center axis side of the end face guide section 12, and the laser diode 31 is provided on the outer peripheral side of the fiber fixing section 10. The light transmitting mirror 32 and the laser diode 31 transmit an optical signal to the fiber core 51 as described later. Here, by arranging the laser diode 31 on the outer peripheral side of the fiber fixing unit 10, wiring for receiving an electric signal from the signal processing device can be easily performed.
[0029]
The light transmitting mirror 32 has a triangular prism shape whose cross section is an isosceles right triangle, and its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction and the radial direction of the optical fiber 50, and its long side is on the center axis side. It is provided so as to face. That is, the two short sides form 45 degrees with respect to the traveling direction of the optical signal. Note that the size of the light transmitting mirror 32 is changed according to the amount of an optical signal to be transmitted. If the amount of the optical signal to be transmitted is large, a large light transmitting mirror 32 is required. Further, here, the shape of the light transmitting mirror 32 is a triangular prism having a cross section of an isosceles right triangle, but the shape can be freely changed according to the positional relationship with the laser diode 31, the amount of an optical signal to be transmitted, and the like. It is.
[0030]
1 and 2, the light receiving unit 20 and the light transmitting unit 30 are arranged so as to face each other with the central axis interposed therebetween. However, the positional relationship between the light receiving unit 20 and the light transmitting unit 30 is not limited to this, and the light receiving unit 20 and the light transmitting unit 30 may be displaced in the circumferential direction so as not to be opposed to each other. It may be arranged. Alternatively, the end face guide section 12 may be formed wider, and the light receiving section 20 and the light transmitting section 30 may be arranged so as to be shifted in the longitudinal direction of the optical fiber 50. By arranging the light receiving unit 20 and the light transmitting unit 30 so as not to face each other, an optical signal emitted from the laser diode 31 of the light transmitting unit 30 directly enters the photodiode 21 of the light receiving unit 20. Can be prevented.
Further, a plurality of optical couplers 2 may be arranged in one optical coupling device 1. In this case, the light receiving unit 20 or the light transmitting unit 30 of each optical coupler 2 has a different wavelength of the corresponding light, so that only a necessary optical signal can be received or transmitted. Furthermore, it is not always necessary to provide the light receiving unit 20 and the light transmitting unit 30, and only the light receiving unit 20 or only the light transmitting unit 30 may be arranged depending on the application. As described above, the optical coupler 2 according to the present invention can be provided with only one of the light receiving unit 20 and the light transmitting unit 30, and the configuration can be simplified.
[0031]
Next, transmission and reception of an optical signal using such an optical coupling device 1 will be described. First, reception of an optical signal will be described. The optical signal is transmitted by the fiber core 51 of the optical fiber 50. Here, a part of the optical signal that has reached the fiber core end face 51a through the fiber core 51 enters the end face guide section 12 and reaches the light receiving mirror 22, as shown in FIG. The light is reflected by 22, and its traveling direction changes to the outer peripheral direction, directly enters the photodiode 21, and is converted from an optical signal to an electric signal. The converted electric signal is transmitted to a signal processing device, and only information necessary for a terminal attached to this node is selected.
Most of the optical signals that do not enter the photodiode 21 are transmitted to the fiber core 51 on the opposite side through the light transmitting section 40.
[0032]
By adopting such a configuration, instead of performing the photoelectric and electro-optical conversion in the optical coupler every time each optical signal passes through each node as in the conventional optical coupling device, a part of the optical signal is converted. Is incident on the photodiode 21 by the light receiving mirror 22 to perform photoelectric conversion, and most other optical signals are transmitted to the next node as it is, so that a stable optical signal is transmitted to the next node, There is no delay in the transmission time of the optical signal due to the photoelectric / light-to-light conversion. Further, as described above, the present invention is directed to an optical LAN or the like having a relatively short transmission distance, and thus, some optical signals are converted into electric signals at each node and then converted again into optical signals. There is no problem if it is not.
Further, the light signals from both fiber cores 51, 51 are reflected toward the photodiode 21 by the light receiving mirror 22 having an isosceles triangular cross section, so that even in the case of bidirectional communication, only one light receiving unit 20 is required. The configuration is simpler than that of a conventional optical coupling device and can be configured at a lower cost.
[0033]
The amount of the optical signal reflected by the light receiving mirror 22 toward the photodiode 21 depends on the number of nodes. If the number of nodes is large, the amount of signals that can be allocated to one node decreases in order to distribute optical signals to each node. On the other hand, in the optical coupler 2 of each node, it is necessary that the photodiode 21 of the light receiving unit 20 receive a signal amount required at least for sensing a signal. Here, in the optical coupler 2 according to the present invention, the amount of the optical signal reflected by the light receiving mirror 22 of the light receiving unit 20 is determined by the size of the light receiving mirror 22 and how much the end face guide 12 protrudes toward the center axis. Since the adjustment can be made freely by changing the distance, the amount of the received optical signal can be set to an optimum amount.
[0034]
Next, transmission of an optical signal will be described. From a terminal connected to each node, an electric signal is transmitted to a signal processing device, converted into a signal suitable for the laser diode 31, and transmitted to the laser diode 31. The electric signal sent to the laser diode 31 is converted into an optical signal, and the light is emitted toward the central axis as shown in FIG. The emitted optical signal is reflected by the light transmitting mirror 32 and enters both fiber cores 51, 51. Thus, the signal from the terminal is transmitted to each of the other nodes. Even in the case of two-way communication, only one light transmitting unit 30 is required, and the configuration is simpler than that of the conventional optical coupling device and can be configured at a low cost.
[0035]
The first embodiment of the present invention has been described above. In the above embodiment, an optical signal to be received is reflected by the light receiving mirror 22 or an optical signal to be transmitted is reflected by the light transmitting mirror 32 to transmit and receive the optical signal to and from the optical fiber 50. However, the present invention is not limited to this, and other embodiments are possible. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a front view showing an optical coupling device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5, and FIG. 7 is an optical signal by the optical coupling device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a transmission state of an optical signal by the optical coupling device according to the second embodiment of the present invention.
[0036]
As shown in FIGS. 5 and 6, the schematic configuration of the optical coupling device 1 according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and includes an optical fiber 50 and an optical coupler 2. The optical fiber 50 includes a fiber core 51 and a fiber clad 52. The optical fibers 50 and 50 are attached to both sides of the optical coupler 2. The optical coupler 2 has a fiber fixing unit 10 and a light transmitting unit 40.
[0037]
The fiber fixing unit 10 includes a peripheral guide unit 11 and an end surface guide unit 12. The peripheral guide 11 has a cylindrical shape, and its inner diameter is substantially the same as the outer diameter of the optical fiber 50. When attaching the optical fiber 50 to the optical coupler 2, the peripheral guide portion 11 abuts on the outer periphery of the optical fiber 50 and positions the optical fiber 50 in the radial direction. An end guide 12 protruding toward the central axis is provided at substantially the center of the inner surface of the peripheral guide 11 in the longitudinal direction. When attaching the optical fiber 50 to the optical coupler 2, the end face guide section 12 comes into contact with the optical fiber end face 50 a of the optical fiber 50 to position the optical fiber 50 in the longitudinal direction.
Further, a light transmitting portion 40 made of plastic having a refractive index equivalent to that of the fiber core 51 is formed further on the center axis side than the end face guide portion 12. The light-transmitting portion 40 is formed in a columnar shape such that the inner cylinder of the peripheral guide portion 11 and the end surface guide portion 12 are divided at substantially the center in the longitudinal direction, and the end surface of the light guide 40 faces and faces the optical fiber end surface 50a. Have been.
[0038]
In the first embodiment, the light receiving mirror 22 is provided on the center axis side of the end face guide section 12 and the photodiode 21 is provided on the outer peripheral side of the fiber fixing section 10. However, in the present embodiment, the photodiode is provided. 21 is provided on the center axis side of the end face guide portion 12. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the photodiode 21 directly receives the optical signals from both the fiber cores 51, 51 without passing through the light receiving mirror 22. With such a configuration, the light receiving mirror 22 is not required, and a simpler configuration can be achieved.
[0039]
The configuration of the light transmitting unit 30 is substantially the same as the configuration of the light receiving unit 20, and a laser diode 31 is provided on the center axis side of the end face guide unit 12. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, an optical signal is directly emitted from the laser diode 31 to both fiber cores 51, 51. With such a configuration, the light transmitting mirror 32 is not required, and a simpler configuration can be achieved.
[0040]
The embodiments of the present invention have been described above. Finally, an application example of the present invention will be described. FIG. 9 is an example of a network system to which the present invention is applied, in which audio devices mounted on a car are connected by optical fibers. For example, when it is desired to guide the audio signal of the FM tuner to the amplifier, a control signal is first transmitted from the controller connected to the node D to the FM tuner connected to the node A. Most of the control signal passes through the nodes C and B between the nodes D and A without being photoelectrically or photoelectrically converted and reaches the node A without being converted. The FM tuner receives the control signal and receives the audio signal. To the node C amplifier. Most of the audio signal passes through the node B between the nodes A and C as it is and reaches the node C. The signal is amplified by the amplifier and output from the speaker.
As described above, by using the present invention for an in-vehicle audio device, a delay in transmission time of an optical signal due to photoelectric and electro-optical conversion does not occur, and a sound skip or the like due to the delay in transmission time does not occur. Although a bus-type connection is shown in FIG. 9, the same effect can be obtained with other connection methods such as a ring-type connection. In the case of a ring-shaped connection, a terminator is not required, and an optical LAN can be configured in a smaller space.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, a fiber fixing portion having a peripheral guide portion and an end face guide portion is provided, and a light transmitting portion for transmitting an optical signal from an optical fiber and directly transmitting between end faces is provided. Comprises a light receiving section for receiving an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting section for transmitting an optical signal to the optical fiber, the light receiving section has a light receiving element, and the light transmitting section has a light emitting element Therefore, while a part of the optical signal is incident on the light receiving element to perform the photoelectric conversion, most of the other optical signals are transmitted to the next node as it is, so that a stable optical signal is transmitted to the next node. In addition, there is no delay in the transmission time of the optical signal due to the photoelectric / electrical light conversion. Further, since the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion, coupling and positioning of the optical fiber become easy, and no adjustment is required. Furthermore, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible, and the optical coupler can be configured to be inexpensive and simple.
[0042]
Further, according to the present invention, a fiber fixing portion having a peripheral guide portion and an end surface guide portion is provided, and a light transmitting portion for transmitting an optical signal from an optical fiber and directly transmitting between end surfaces is provided. Is provided with a light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber, the light receiving unit has a light receiving / reflecting unit and a light receiving element, and the light transmitting unit is Since it has a light emitting element and a light transmitting / reflecting part, while a part of the optical signal is incident on the light receiving element by the light receiving / reflecting part and photoelectrically converted, most of the other optical signals are transmitted to the next node as it is. Therefore, a stable optical signal is transmitted to the next node, and the transmission time of the optical signal due to the photoelectric / electrical light conversion is not delayed. Further, since the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion, coupling and positioning of the optical fiber become easy and no adjustment is required. Further, it becomes easy to set the signal amount of the optical signal to be received or transmitted. Furthermore, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible, and the optical coupler can be configured to be inexpensive and simple.
[0043]
Further, according to the present invention, the light receiving / reflecting portion of the light receiving portion reflects the optical signals from both of the optical fibers whose end faces are opposed to the light receiving element side, and / or the light transmitting / reflecting portion of the light transmitting portion receives the light signal from the light emitting element. Since the optical signal is reflected to both of the optical fibers whose end faces are opposed to each other, the optical signals from both optical fibers can be received by a single light receiving element. And the optical signal emitted by the light emitting element can be guided to both optical fibers. Even in the case of two-way communication, only one light emitting element is required. Thereby, the optical coupler can be configured at low cost.
[0044]
Further, according to the present invention, since the light receiving section and the light transmitting section are arranged at positions not opposed to each other in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber, the light receiving element of the light receiving section emits light by the light emitting element of the light transmitting section. Therefore, the light signal emitted from the light emitting element of the light transmitting unit can be prevented from directly entering the light receiving element of the light receiving unit.
[0045]
Further, according to the present invention, since the light receiving section and the light transmitting section are arranged shifted in the longitudinal direction of the optical fiber, the light receiving element of the light receiving section is located at a position where the light signal emitted by the light emitting element of the light transmitting section does not reach. Thus, the light signal emitted by the light emitting element of the light transmitting unit can be prevented from directly entering the light receiving element of the light receiving unit.
[0046]
Further, according to the present invention, since the light transmitting portion is made of a member having a refractive index substantially equal to that of the optical fiber, the optical signal reaching the end face of the optical fiber through the optical fiber is not reflected at the end face of the optical fiber. Is transmitted to the opposing optical fiber as it is, so that a stable optical signal is transmitted to the next node.
[0047]
Further, according to the present invention, the optical coupler has an optical fiber and an optical coupler whose end faces are opposed to each other, and the optical coupler includes a fiber fixing section having a peripheral guide section and an end face guide section, and an optical signal from the optical fiber. And a light transmitting unit for transmitting an optical signal to the optical fiber, and a light transmitting unit for transmitting an optical signal to the optical fiber. Since the light receiving unit has a light receiving element and the light transmitting unit has a light emitting element, some optical signals are incident on the light receiving element to perform photoelectric conversion, while most of the other optical signals are Is transmitted to the next node, a stable optical signal is transmitted to the next node, and the transmission time of the optical signal is not delayed due to the photoelectric / electrical conversion, so that an optical LAN or the like having a stable transmission state is configured. be able to. Further, since the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion, coupling and positioning of the optical fiber become easy, and adjustment is not required. Further, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit can be provided, and the optical coupling device can be configured to be inexpensive and simple.
[0048]
Further, according to the present invention, the optical coupler has an optical fiber and an optical coupler whose end faces are opposed to each other, and the optical coupler includes a fiber fixing section having a peripheral guide section and an end face guide section, and an optical signal from the optical fiber. And a light transmitting unit for transmitting an optical signal to the optical fiber, and a light transmitting unit for transmitting an optical signal to the optical fiber. Since the light receiving section has a light receiving / reflecting section and a light receiving element, and the light transmitting section has a light emitting element and a light transmitting / reflecting section, some light signals are made incident on the light receiving element by the light receiving / reflecting section to perform photoelectric conversion. In addition, most other optical signals are transmitted to the next node as they are, so that a stable optical signal is transmitted to the next node, and there is no delay in the transmission time of the optical signal due to the photoelectric / electrical conversion. Optical LAN with stable transmission status It can be configured. Further, since the optical fiber is positioned by the peripheral guide portion and the end surface guide portion, coupling and positioning of the optical fiber become easy and no adjustment is required. Further, it becomes easy to set the signal amount of the optical signal to be received or transmitted. Furthermore, a configuration including only the light receiving unit or the light transmitting unit is possible, and the optical coupling device can be configured to be inexpensive and simple.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an optical coupling device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a reception state of an optical signal by the optical coupling device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a transmission state of an optical signal by the optical coupling device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view showing an optical coupling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram illustrating a reception state of an optical signal by an optical coupling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a transmission state of an optical signal by an optical coupling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an embodiment to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Optical coupling device
2 Optical coupler
10 Fiber fixing part
11 Surrounding guide
12 End guide
20 Receiver
21 Photodiode
22 Light receiving mirror
30 Transmitter
31 Laser Diode
32 Transmitting mirror
40 Transparent part
50 Optical fiber
50a Optical fiber end face
51 fiber core
51a Fiber core end face
52 fiber cladding

Claims

A peripheral guide portion having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of each of the optical fibers whose end faces are opposed to each other, and positioning the optical fiber in the radial direction; and positioning the optical fiber in the longitudinal direction projecting from the inner surface of the peripheral guide portion. A fiber fixing portion having an end face guide portion and a light transmitting portion that transmits an optical signal from the optical fiber and directly transmits between the end faces inside the end face guide portion,
The fiber fixing unit includes a light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber,
The light receiving section includes a light receiving element disposed on the end face guide section for receiving a part of an optical signal passing through the optical fiber, and the light transmitting section is disposed on the end face guide section and transmits an optical signal to the optical fiber. An optical coupler comprising: a light emitting element that emits light.

A peripheral guide portion having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of each of the optical fibers whose end faces are opposed to each other, and positioning the optical fiber in the radial direction; and positioning the optical fiber in the longitudinal direction projecting from the inner surface of the peripheral guide portion. A fiber fixing portion having an end face guide portion and a light transmitting portion that transmits an optical signal from the optical fiber and directly transmits between the end faces inside the end face guide portion,
The fiber fixing unit includes a light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber,
The light receiving section has a light receiving and reflecting section disposed on the end face guide section and reflecting a part of the optical signal passing through the optical fiber, and a light receiving element for receiving the optical signal reflected by the light receiving and reflecting section, The light transmitting unit includes: a light emitting element that emits an optical signal; and a light transmitting / reflecting unit that is disposed on the end face guide unit, reflects the optical signal from the light emitting element, and guides the optical signal to the optical fiber. Combiner.

The light receiving / reflecting part of the light receiving part reflects optical signals from both of the optical fibers whose end faces are opposed to the light receiving element side, and / or the light transmitting / reflecting part of the light transmitting part receives an optical signal from the light emitting element. 3. The optical coupler according to claim 2, wherein the light is reflected to both of the optical fibers facing each other.

4. The optical coupler according to claim 1, wherein the light receiving unit and the light transmitting unit are arranged at positions not opposed to each other in a plane perpendicular to a longitudinal direction of the optical fiber.

5. The optical coupler according to claim 1, wherein the light receiving unit and the light transmitting unit are arranged to be shifted in a longitudinal direction of the optical fiber.

6. The optical coupler according to claim 1, wherein the light transmitting portion is made of a member having a refractive index substantially equal to that of the optical fiber.

An end face has an optical fiber and an optical coupler facing each other, and the optical coupler has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the optical fiber, and a peripheral guide portion for positioning the optical fiber in a radial direction, A fiber fixing portion having an end guide portion protruding from the inner surface of the peripheral guide portion and positioning the optical fiber in the longitudinal direction is provided, and an optical signal from the optical fiber is transmitted inside the end guide portion. A light-transmitting portion for directly transmitting between the end faces,
The fiber fixing unit includes a light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber,
The light receiving section includes a light receiving element disposed on the end face guide section for receiving a part of an optical signal passing through the optical fiber, and the light transmitting section is disposed on the end face guide section and transmits an optical signal to the optical fiber. An optical coupling device comprising a light emitting element that emits light.

An end face has an optical fiber and an optical coupler facing each other, and the optical coupler has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the optical fiber, and a peripheral guide portion for positioning the optical fiber in a radial direction, A fiber fixing portion having an end guide portion protruding from the inner surface of the peripheral guide portion and positioning the optical fiber in the longitudinal direction is provided, and an optical signal from the optical fiber is transmitted inside the end guide portion. A light-transmitting portion for directly transmitting between the end faces,
The fiber fixing unit includes a light receiving unit that receives an optical signal passing through the optical fiber, and / or a light transmitting unit that transmits an optical signal to the optical fiber,
The light receiving section is disposed on the end face guide section, and has a light receiving and reflecting section that reflects a part of the optical signal passing through the optical fiber, and a light receiving element that receives the optical signal reflected by the light receiving and reflecting section, The light transmitting unit is characterized by having a light emitting element that emits an optical signal, and a light transmitting / reflecting unit that is disposed on the end face guide unit and reflects the optical signal from the light emitting element and guides the optical signal to the optical fiber. Optical coupling device.