JPH01270008A - 光送受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信に使用される光送受信器に関する。

〔従来の技術〕

第５図は光通信装置の全体を示す概略構成図であって、
各送受信装置１，２との間は光ファイバー３によって接
続されている。各送、受信装置１゜２は例えば音声信号
を符号化した後にレーザダイオード等によって光信号に
変換して光ファイバー゛３に送出し、かつ相手側の送受
信装置例えば１で・は送受信装置２からの光信号を受信
してこの光信号を復調し音声信号に変換してい−る。　
　−ところで、このような光通信装置では光信号の波長
を送受信の両方において同一として通信する機能のもの
がある。この場合、送受信する各光信号の波長が同一で
あるので、これら光信号が衝突しないよう−に同期が取
られている。なお、かかる装置で、例えば送受信装置１
から先に光信号が送信されると、この送受信装置１がマ
スクとして機能し、他方の送受信装置２がスレーブとし
て機能するようになっている。ここで、第６図に示すよ
うに送受信装置１から光信号Ｄ１．Ｄ２・・・が所定周
期毎に送信されると、これら光信号Ｄ１．Ｄ２・・・は
光フアイバー３内を伝達して送受信装置２に到達する。

このとき、送受信装置２は光信号Ｄ　Ｉ　ｒＤ２・・・
を受光するのみであれば、この状態でよいがこの送受信
装置２から送受信装置１へ光信号を返送する場合は光信
号Ｄ　１　＋　Ｄ２・・・の受信時から期間ｔだけ遅れ
て光信号Ｑ１．Ｑ２を送出することになる。つまり、送
受信装置２で任意に光信号Ｑ１．Ｑ２・・・を送出する
と、送受信装置１において送信する光信号Ｄ１．Ｄ２・
・・と受信する光信号Ｑ１．Ｑ２・・・とが衝突するこ
とがあるからである。

なお、期間ｔは光ファイバー３の距離に応じて決められ
る。

さて、以上のような同一波長で光通信を行なう装置では
第７図に示すような光送受信器が使用されている。この
光送受信器は光通信としての光源を備えるとともに相手
から送られてきた光信号を受光する光電変換素子を備え
たもので、本体１の内部に光源としてのレーザダイオー
ド５が設けられている。そして、このレーザダイオード
５のレーザ光出力経路つまり前方向のレーザ光路に球レ
ンズ６、ビームスプリッタ７及び光学レンズ８が配置さ
れ、さらに光ファイバー９が設けられている。一方、ビ
ームスプリッタフの光分岐方向には光学レンズ１０を介
して光ファイバー１１が設けられている。そして、この
光ファイバー１１には相手側からの光信号を受光して電
気信号に変換する受光ユニット１２が接続されている。

なお、この受光ユニット１２は光ファイバー１１の端部
に光学レンズ１３を介して受光素子１４を配置したもの
となっている。又、レーザダイオード５の後方向のレー
ザ経路にはホトダイオード１５が設けられている。そし
て、このホトダイオード１５がリード線１６を介してオ
ートパワーコントローラ（ＡＰＣ）１７に接続されると
ともにこのオートパワーコントローラ１７がリード線１
８を介してレーザダイオード５に接続されている。

しかるに、このような構成であれば、光信号を送信する
場合、レーザダイオード５がら出力されたレーザ光は球
レンズ６で平行光束に整形されて次のビームスプリッタ
７、光学レンズ８を通過して光ファイバー９に送られる
。一方、光信号を受信する場合、光ファイバー９を伝達
してきた光信号は光学レンズ８を通ってビームスプリッ
タ７に到達し、このビームスプリッタ７で２方向に分岐
してその一方の光信号が光学レンズ１ｏを通って光ファ
イバー１１に送られる。これにより、受信された光信号
は光ファイバー１１を通って受光ユニット１２に送られ
て光電変換素子１４で電気信号に変換される。

ところで、光信号を送信しているときレーザダイオード
５は上述の如く後方向にもレーザ光を放出している。従
って、このレーザ光はホトダイオード１５に入射するの
で、このホトダイオード１５は受光量に応じた電気信号
に変換する。この電気信号はオートパワーコントローラ
１７に送られ、このオートパワーコントローラ１７はこ
の電気信号からレーザタイオード５から出力されるレー
ザ光の光量が所定値となるような制御信号を求めてレー
ザダイオード５に送出する。これにより、レーザダイオ
ード５の出力光量は所定値に制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、以上のような構成の光送受信器では光源とし
てレーザダイオード５を使用しているために次のような
欠点がある。すなわち、レーザダイオード５は温度によ
り前方向のレーザ光量と後方向のレーザ光量とに差があ
ることがある。例えば温度０〜５０℃の変化でレベル１
〜１　、５ｄＢの変化がある。そうすると、レーザダイ
オード５のレーザ光量をオートパワーコントローラ１７
で制御していても光信号に使用されるレーザ光の光量が
所定値に制御されない場合が生じる。又、本体４と受光
ユニット１２とを備えなければならないのでコスト高と
なり、さらに光ファイバー９，１１等の配置位置を正確
に合せる調整作業が大変である。

そのうえ、本体４と受光ユニット１２に分れているため
装置内部でのスペースファクタが悪くなる。

そこで本発明は、温度が変化しても光源からは常に所定
光量の光を放射でき、そのうえコストも低下にできる小
型の光送受信器を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、発光素子と一二の発光素子から出射された光
をほぼ平行な光束にするためのコリメートレンズと；こ
の平行光束を集光し外部の光ファイバに出力する出力ポ
ートと；コリメートレンズと出力ポートとの間に配置さ
れ、平行光束を出力ポートに対し所定の角度でかつ所定
の分岐比で分岐するとともに出力ポートから内部に出射
された相手側からの平行光束を発光素子からの光束の分
岐方向と逆方向に所定の分岐比で分岐するビームスプリ
ッタと；このビームスプリッタにより分岐されたそれぞ
れの平行光束のうち発光素子からの平行光束を受光して
電気信号に変換するとともにこの電気信号により発光素
子の出力を一定に制御するための光を受ける第１の受光
素子と；相手側から出力ポートを通して入射された平行
光束を受光して電気信号に変換する第２の受光素子とを
備えて上記目的を達成しようとする光送受信器である。

〔作用〕

このような手段を備えたことにより、発光素子から放射
された光はコリメートレンズで平行光束に変換され、こ
の後ビームスプリッタによって分岐されて出力ポートに
送られるとともに第１の受光素子に送られ、又相手側か
らの平行光束は発光素子への方向とは逆方向に分岐され
て第２の受光素子に送られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は光送受信器の構成図である。本体２０の内部に
は十字状に光通路２１が形成されている。

この光通路２１の一端にはレーザダイオード２２が配置
され、さらにこのレーザダイオード２２から通路２１に
沿って球レンズ２３が配置されている。そして、レーザ
ダイオード２２から光通路２１を通して対向位置には光
ファイバー２５が設けられている。なお、この光ファイ
バー２５の端部には光学レンズ２６が配置されている。

一方、レーザダイオード２２と光ファイバー２５とが対
向配置される光通路２１と直行する光通路２１−の一端
には第１の受光素子２７が設けられているとともに他端
には第２の受光素子２８が設けられている。なお、受光
用光電変換器２８の前方には光学レンズ２９が配置され
ている。さて、光通路２１の交差点には光を約１対１分
岐するビームスプリッタ３０が配置されている。すなわ
ち、このビームスプリッタ３０はレーザダイオード２２
から出力されたレーザ光を分岐してその一方のレーザ光
を光ファイバー２５へ送るとともに他方のレーザ光を第
１の受光素子２７へ送り、かつ光ファイバー２５から送
られてきた光信号を分岐してその一方を第２の受光素子
２８へ送る機能を持ったものである。なお、光ファイバ
ー２５から送られてきた光信号はビームスプリッタ３０
でレーザダイオード２２へも送られるが、この光信号は
光信号受信には使用されない。

かかる構成であれば、光信号を送信する場合、レーザダ
イオード２２から出力されたレーザ光は球レンズ２３で
平行光束に整形されてビームスプリッタ３０に送られる
。このビームスプリッタ３０はこのレーザ光を２方向に
分岐してその一方のレーザ光を光ファイバー２５に送る
とともに他方のレーザ光を第１の受光素子２７に送る。

これにより、光信号が光ファイバー２５を伝達して相手
側に送られる。このとき、第１の受光素子２７は受光量
に応じた電気信号を出力し、この電気信号は図示しない
オートパワーコントローラに送られる。しかして、この
オートパワーコントローラは入力した電気信号から受光
量を求めて所定の受光量と比較し、その差が無くなるよ
うな制御信号を作成してレーザダイオード２２に送出す
る。

又、光信号を受信する場合、光ファイバー２５を伝達し
てきた光信号はビームスプリッタ３０で分岐されてその
一方が第２の受光素子２８に送られる。しかるに、この
第２の受光素子２８によって受信された光信号が電気信
号に変換される。

次に上記光送受信器を適用した送受信装置の一例につい
て第２図を参照して説明する。なお、この送受信装置は
電話機に使用されるものである。

ハンドセット／ヘッドセット４０は音声信号を送出しか
つ受信した音声信号を復元する機能を持ったもので、こ
のハンドセット／ヘッドセット４０には符号回路４１が
接続されている。この符号回路４１は音声信号及びブザ
ー装置４２からのブザー信号をパルスコードモデュレー
ション（ＰＣＭ）信号に変調し、さらに制御回路４３に
よってバースト信号に変換して駆動回路４４へ送る機能
を有するものである。そして、駆動回路４４は入力した
バースト信号に応じて電流をレーザダイオード２２に供
給してレーザダイオード２２からレーザ光を出力させる
ものである。

一方、第２の受光素子２８はオートゲインコントローラ
（ＡＧＣ）回路４５を通して復号回路４６に接続されて
いる。この復号回路４６は第２の受光素子２８からの電
気信号を音声信号及びブザー信号に復調してそれぞれハ
ンドセット／ヘッドセット４０及びブザー４７に送るも
のである。

又、第１の受光素子２７はＡＰＣ回路４８に接続され、
このＡＰＣ回路４８から出力される制御信号が駆動回路
４４に送られるようになっている。

そして、この装置の送受信タイミングは制御回路４３に
よって第５図に示すように送受信の各光信号が互いに衝
突しないようになっている。

−かかる構成であれば、光信号を送信する場合、ハンド
セット／ヘッドセット４０から出力された音声信号及び
ブザー装置４２からのブザー信号は符号回路４１におい
てＰＣＭ信号に変換され、この後にバースト信号に変換
されて駆動回路４４に送られる。これにより、レーザダ
イオード２２は駆動されてレーザ光を出力し、これが光
信号として光ファイバー２５に送られる。又、このとき
レーザダイオード２２から出力されたレーザ光はビーム
スプリッタ３０で分岐されて第１の受光素子２７に送ら
れる。しかるに、この受光量に応じた電気信号がＡＰＣ
回路４８に送られることにより、このＡＰＣ回路４８に
よって駆動回路４４からレーザダイオード２２に供給さ
れる電流値が制御されてレーザダイオード２２は所定の
光量でレーザ光を出力するようになる。

一方、光信号を受信する場合、光、ファイバー２５を伝
達してきた光信号はビームスプリッタ３０で分岐されて
第２の受光素子２８に送られる。

この第２の受光素子２８は受光した光信号に応じた電気
信号に変換する。この電気信号はＡＧＣ回路４５でその
ゲインが調整されて復号回路４６に送られ゛る。しかし
て、この復号回路４６は電気信号を音声信号及びブザー
信号に変換してそれぞれハンドセット／ヘッドセット４
０及びブザー４７へ送る。

このように上記一実施例においては、レーザダイオード
２２から放射された光信号をビームスプリッタ３０で分
岐して光ファイバー２５へ送るとともに第１の受光素子
２７に送り、又相手側からの光信号を曲げて第２の受光
素子２８に送る構成としたので、温度変化によってレー
ザ光の光量が変化しても光信号に使用するレーザ光の光
量を確実に所定値に制御できる。又、本体２０に一体化
して構成したので小型化にできてコストを低くでき、さ
らに光軸等の調整も容易である。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、光
源としてはレーザダイオードに限らず発光ダイオード等
の一方向のみに光を放射する素子に代えてもよい。又、
ビームスプリッタ３０はファイバ内に伝搬中に光信号が
偏波特性を持ってこの偏波特性による分岐比の変化を少
なくするため無偏光ビームスプリッタでもよい。さらに
現状では同一波長で送受信を行なっているが、異なっ゛
た波長で送受信を行なう場合、ビームスプリッタ３０は
波長選択性のあるビームスプリッタ、すなわち透過率と
反゛射率に波長特性を持った干渉膜等の波長フィルタで
も良い。このフィルタの波長持性を第３図を参照して説
明する。発光素子が波長λ１の光を発光し相手側から波
長λ２の光が入射されると、波長フィルタが同図に示す
特性■を持っていれば発光素子からの光は波長フィルタ
での透過量が多く、又相手側からの光は波長フィルタで
の反射量が多くなる。そして、相手側の送受信器には波
長λ２の発光素子と特性■の波長フィルタを使用するこ
とになる。このようにすれば送受信の光量が増加し送受
信装置の通信距離を長くすることができる。又、第４図
に示すように光通路２１のうち第１の受光素子２７と第
２の受光素子２８とが対向配置された側の光通路２１を
他の光通路２１に対して傾斜させて形成させてもよい。

この場合、光通路２１内の壁からの反射光による誤差を
無くすことができる。さらに、出力ポート３１はファイ
バ固定でなく第４図に示すようにレセプタクルでもよい
。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、温度が変化しても
光源からは常に所定光量の光を放射でき、１そのうえコ
ストも低下にできる小型の光送受信器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係わる光送受信器の一実施
例を説明するための図であって、第１図は構成図、第２
図は光通信装置への適用例を示す構成図、第３図はフィ
ルタの波長特性を示す図、第４図は変形例を示す構成図
、第５図は光通信装置の概略構成図、第６図は同装置の
通信方式を示すタイミング図、第７図は従来技術を説明
するための図である。 ２０・・・本体、２１・・・光通路、２２・・・レーザ
ダイオード、２５・・・光ファイバー、２７・・・第１
の受光素子、２８・・・第２の受光素子。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第４図 第６図 ）、） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子（２２）と；この発光素子から出射された光を
   ほぼ平行な光束にするためのコリメートレンズ（２３）
   と；この平行光束を集光し外部の光ファイバに出力する
   出力ポート（３１）と；前記コリメートレンズと前記出
   力ポートとの間に配置され、前記平行光束を前記出力ポ
   ートに対し所定の角度でかつ所定の分岐比で分岐すると
   ともに前記出力ポートから内部に出射された相手側から
   の平行光束を前記発光素子からの光束の分岐方向と逆方
   向に所定の分岐比で分岐するビームスプリッタ（３０）
   と；このビームスプリッタにより分岐されたそれぞれの
   平行光束のうち前記発光素子からの平行光束を受光して
   電気信号に変換するとともにこの電気信号により前記発
   光素子の出力を一定に制御するための光を受ける第１の
   受光素子（２７）と；相手側から前記出力ポートを通し
   て入射された平行光束を受光して電気信号に変換する第
   ２の受光素子（２８）とを備えたことを特徴とする光送
   受信器。