JPH11352364A - 光送受信装置と光送受信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信光の受光効率を落とすことなく、また光
ファイバの伝送帯域を落とすことなく、高効率および広
帯域で光信号の送受信を行うことができる一芯双方向の
光送受信装置と光送受信方法を提供する。 【解決手段】 光通信回路における通信回線となる光フ
ァイバ２に接続されて、送信しようとする第１光信号Ｓ
１を光ファイバ２に入射させるとともに、光ファイバ２
を介して送られてくる第２光信号Ｓ２を受けるための光
送受信装置１ａ，１ｂであり、第１光信号Ｓ１を出射す
る発光手段３と、光ファイバ２の端面２ｂから出射する
第２光信号Ｓ２を受光する受光手段６と、第１光信号Ｓ
１を光ファイバ２の端面２ｂの中心からずらしてしかも
光ファイバ２の端面から出射する第２光信号Ｓ２とは重
ならない端面２ｂの領域２ｃに入射させる光学装置２０
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一芯双方向光通信
用の光送受信装置と光送受信方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の出
現により、光ファイバネットワークを安価に家庭やオフ
ィス内に構築することができるようになった。光ファイ
バネットワークにより、家庭電気製品や情報機器などを
相互に接続することが可能となる。これは、家庭電気製
品の高度利用分野における新規事業の創出につながる。

【０００３】ところで、光通信により信号を伝送する方
法として、二本の光ファイバのそれぞれ一本を送信用と
受信用とに用いる二芯方式の双方向光通信が通常用いら
れている。しかし、一本の光ファイバだけで送受信を行
う一芯方式の双方向光通信は、光ファイバのコストを二
芯方式のときと比べて、半分にすることができる。ま
た、二芯方式の場合には、送信用の光ファイバと受信用
の光ファイバとに区別されるために、光送受信装置と光
ファイバとの連結には方向性が生じることになる。これ
は、使い勝手の上で優れているとは言えない。一方、一
芯方式の双方向光通信の場合には、その光ファイバの接
続には上述の様な方向性は生じないので、使い勝手が良
い。以上の様な理由から、一芯方式の双方向光通信の優
位性が注目される。

【０００４】しかし、一芯方式の双方向光通信には、技
術的な問題が存在する。対向する光送受信装置からの光
信号に対して自己の発光素子が送出した光信号が混入し
てしまうという問題、いわゆる、“クロストーク”の問
題である。この原因のひとつに、接続されている光ファ
イバの入射端部などで自分の送信光が反射して、近端反
射光となり、受光部に入射するというメカニズムがあ
る。

【０００５】このクロストークの問題を解決するため
に、例えば偏光ビームスプリッタを用いることで、送ら
れてくる光信号と光ファイバ端面などでの近端反射とを
分離させている（特公平４−８１３７３号公報）。しか
し、この技術では、送られてくる光信号のおよそ半分し
か受信できないので、Ｓ／Ｎ（シグナル／ノイズ）が劣
化してしまっていた。

【０００６】また、回折格子とレンズとを用いること
で、一芯双方向の光通信用モジュールを実現している
（特開平８−１５５８２号公報）。しかし、この回折格
子を用いる方法では、回折効率の問題があるので、高効
率での光信号の送受信を行うことが難しかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバネットワー
クにおいて、一芯方式の双方向光通信を実現するために
は、他の光送受信装置から送られてくる光信号に自己の
発光素子の送信光が混入してしまうクロストークの問題
を解決しなければならない。たとえば、上述で述べた様
に、すでにいくつかのアイディアが出されている。しか
し、それらは、受信光の効率を落としたり、光ファイバ
の伝送帯域を落とすことで一芯双方向の光通信を実現し
ている。そこで、本発明の目的は、受信光の受光効率を
落とすことなく、また光ファイバの伝送帯域を落とすこ
となく、高効率および広帯域で光信号の送受信を行う一
芯双方向の光送受信装置と光送受信方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、光通信回路における通信回線となる光ファイバ
に接続されて、送信しようとする第１光信号を光ファイ
バに入射させるとともに、光ファイバを介して送られて
くる第２光信号を受けるための光送受信装置であり、第
１光信号を出射する発光手段と、光ファイバの端面から
出射する第２光信号を受光する受光手段と、第１光信号
を光ファイバの端面の中心からずらしてしかも光ファイ
バの端面から出射する第２光信号とは重ならない光ファ
イバの端面の領域に入射させる光学装置と、を有するこ
とを特徴とする光送受信装置により、達成される。

【０００９】本発明では、発光手段が、第１光信号を射
出する。受光手段は、光ファイバの端面から出射する第
２光信号を受光する。光学装置は、第１光信号を光ファ
イバの端面の中心からずらしてしかも光ファイバの端面
から出射する第２光信号とは重ならない端面の領域に入
射させるようになっている。一芯双方向の光ファイバ通
信を行う場合に、他の光送受信装置から送られてきた第
２光信号に対して、自己の光送受信装置の第１光信号が
混入して、第１光信号と第２光信号が相互にクロストー
クを発生するのを防ぐ必要がある。このようなクロスト
ークは、光ファイバの端面で第１光信号が反射すること
で生ずる反射光が、自己の光送受信装置の受光手段に入
射してしまうからである。そこで、本発明では、第１光
信号と第２光信号との光路を完全に分離することによ
り、クロストークの発生を抑えることができる。これに
より光通信における送信および受信を高効率で行うこと
ができる。

【００１０】本発明において、好ましくは光学装置は、
発光手段の第１光信号を収束させる集光部材と、収束し
た第１光信号の光路を第２光信号とは重ならない光ファ
イバの端面の領域に入射させる方向変換素子と、を有す
る。

【００１１】本発明において、好ましくは光学装置の方
向変換素子は、第１光信号の光路を第２光信号とは重な
らない光ファイバの端面の領域に入射させるために、反
射膜を有する。本発明において、好ましくは反射膜は全
反射膜である。

【００１２】本発明において、好ましくは発光手段と光
学装置と受光手段を収容するパッケージを有し、このパ
ッケージには光ファイバの端部が受光手段に向けて着脱
可能に取り付けられる。

【００１３】本発明において、好ましくは第１光信号を
光ファイバ端部に対して入射させた場合に、第１光信号
が光ファイバの端面で反射することで生じる戻り光が到
達する領域外に、受光手段が配置されている。

【００１４】本発明において、好ましくは発光手段と光
学装置と受光手段のグループと、光ファイバとの間にカ
バー部品を有する場合に、第１光信号がカバー部品の表
裏で反射することで生じる戻り光が到達する領域外に、
受光手段が配置されている。

【００１５】上記目的は、本発明にあっては、一芯双方
向光通信回路に用いられる光ファイバに接続されて、送
信しようとする第１光信号を光ファイバの端部に入射さ
せるとともに、この光ファイバを介して送られてくる第
２光信号を受けるための光送受信方法であり、第２光信
号が光ファイバの端面から出射されて受光手段に受光さ
れ、発光手段が出射する第１光信号が光ファイバの端面
の中心からずらしてしかも光ファイバの端面から出射す
る第２光信号とは重ならない端面の領域に入射される、
ことを特徴とする光送受信方法により、達成される。

【００１６】一芯双方向の光ファイバ通信を行う場合
に、他の光送受信装置から送られてきた第２光信号に対
して、自己の光送受信装置の第１光信号が混入して、第
１光信号と第２光信号が相互にクロストークを発生する
のを防ぐ必要がある。このようなクロストークは、光フ
ァイバの端面で第１光信号が反射することで生ずる反射
光が、自己の光送受信装置の受光手段に入射してしまう
からである。そこで、本発明では、第１光信号と第２光
信号との光路を完全に分離することにより、クロストー
クの発生を抑えることができる。これにより、光通信に
おける送信および受信を高効率で行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１８】図１は本発明の光送受信装置および光送受
信方法を適用することができる対象として、たとえばホ
ームネットワークの例である。家２００は外部のネット
ワーク２０１と通信ケーブル２０２や人工衛星２０３な
どを介して結ばれている。家２００のなかには、電気機
器や情報機器などが配置されている。ホームサーバ２０
５は外部ネットワーク２０１からの情報を蓄積するため
のものである。家庭内の機器はホームサーバ２０５にア
クセスすることで、いつでも素早く最新の情報をダウン
ロードすることができる。セットトップボックス２１０
はアンテナ２０４を介して人工衛星２０３からの情報を
データ処理するためのものである。

【００１９】図１の家２００の中にある機器は次のもの
である。ＴＶ受像機２１１、ビデオカメラ２１２、ビデ
オレコーダ２１３、プリンタ・ファクシミリ２１４、コ
ンピュータ２１５、ディジタルスチルカメラ２１６など
である。これらは相互に接続されていて、ホームネット
ワークを介してそれぞれ互いに遠隔操作ができるように
なっている。

【００２０】図２は、図１に示すホームネットワークの
機器同士が本発明である第１と第２の光送受信装置１
ａ，１ｂを介してホームネットワークにつながれていた
一例を示している。この光送受信装置１ａ，１ｂは、一
芯双方向光通信回路に用いられるものであり、光ファイ
バ２は機器Ｍ１と機器Ｍ２との間で光信号の伝送路とし
て使われる。光送受信装置１ａ，１ｂは、これらの機器
Ｍ１，Ｍ２にそれぞれ設けられている。これらの機器Ｍ
１，Ｍ２は図１に示した家２００の中の電気機器や情報
機器である。

【００２１】図３は図２の光送受信装置１ａの好ましい
実施の形態を示している。光送受信装置１ａ，１ｂとも
に構成は同じなので、ここでは光送受信装置１ａを例に
示して光送受信装置１ａ，１ｂの構造等を説明する。こ
の光送受信装置１ａ（１ｂ）は光ファイバ２を用いて、
一芯双方向光通信を行うためのものである。光ファイバ
２の端部２ａは、光送受信装置１ａのパッケージ（筐
体）８のコネクタ９の穴９ａに着脱可能にはめ込むこと
ができる。この光送受信装置１ａは、このパッケージ
８、発光手段としてのレーザ発光源３、光学装置２０、
受光手段としてのフォトダイオード６等を有している。

【００２２】レーザ発光源３は半導体素子３０の上に設
けられている。このレーザ発光源３は、たとえば６５０
ｎｍの波長のレーザ光Ｌを発光する半導体レーザであ
り、このレーザ光Ｌはこれから送信しようとする第１光
信号Ｓ１である。このレーザ発光源３の駆動は図示しな
いレーザ発光駆動回路により行われ、このレーザ発光駆
動回路が第１光信号Ｓ１を発光するようにレーザ発光源
３を駆動する。

【００２３】図３の光学装置２０は、レーザ発光源３と
光ファイバ２との間の光路に配置されている。光ファイ
バ２の中心軸ＣＬは、第１光信号Ｓ１の光軸ＯＰ１に対
して好ましくは垂直になっている。光学装置２０は、第
１光信号Ｓ１の光路を折曲げて、矢印Ｒ１に示す方向に
沿って、光ファイバ２の端部２ａの端面２ｂに対して第
１光信号Ｓ１を入射させる機能を有している。この光学
装置２０は、結合レンズ４、台４ａ、立ち上げミラー
５、半導体基板７を有している。台４ａは半導体基板７
の上に設けられている。この台４ａは、結合レンズ４を
固定している。結合レンズ４はレーザ発光源３に対して
対面している。立ち上げミラー５は、結合レンズ４の後
ろ側に位置している。立ち上げミラー５の断面はほぼ三
角形状であり傾斜面には好ましくは全反射膜５ａが形成
されている。このように立ち上げミラー５に対して全反
射膜５ａを形成すると、レーザ光Ｌ（第１光信号Ｓ１）
を効率よく光ファイバへ導けるなどのメリットがある。

【００２４】結合レンズ４は、レーザ発光源３の第１光
信号Ｓ１を立ち上げミラー５の全反射膜５ａ側に収束さ
せながら導く。特徴的なのは、立ち上げミラー５は第１
光信号を全反射膜５ａで反射させて、第２光信号Ｓ２と
は重ならない光ファイバ２の端部２ａの端面２ｂの領域
２ｃに入射させることである。

【００２５】一方、図３の光ファイバ２の端面２ｂの中
央領域２ｄから出射される第２光信号Ｓ２は、矢印Ｒ２
に示す方向に沿って、直接フォトダイオード６に入射す
るようになっている。すなわち、フォトダイオード６は
光ファイバ２の端面２ｂの特に中央領域２ｄに対応する
位置において半導体基板７に埋め込むようにして固定さ
れている。この半導体基板７の上には、上述したレーザ
発光源３、半導体素子３０および光学装置２０の台４ａ
および立ち上げミラー５およびフォトダイオード６が設
定されている。光ファイバ２の端面２ｂの領域２ｃは中
央領域２ｄの周辺領域であり、たとえば中央領域２ｄが
円形状なら、領域２ｃはリング状である。中央領域２ｄ
と領域２ｃは光ファイバのコアに位置している。もちろ
ん領域２ｃからも第２光信号の光量の一部が出射され
る。ただし、この領域２ｃからの光はフォトダイオード
６には入射しない。一般的に光ファイバのコア周辺部か
らの光は微弱なので、たとえフォトダイオード６に入射
しなくてもＳ／Ｎ（シグナル／ノイズ）に大きな影響は
ない。

【００２６】次に、図３および図４を用いて、光送受信
装置１ａにおける第１光信号Ｓ１と第２光信号Ｓ２とを
用いた光送受信動作について説明する。レーザ発光源３
が発光した第１光信号Ｓ１は、結合レンズ４により収束
されながら、立ち上げミラー５の全反射膜５ａに送られ
て反射される。反射されることにより、第１光信号Ｓ１
の光線Ｂ１は光ファイバ２の端面２ｂの領域２ｃに入射
する。図４に示すように、入射した光線Ｂ１は、光ファ
イバ２の端面２ｂで反射された光線Ｂ２と、光ファイバ
２の中に進む光線Ｂ３とに分かれる。光線Ｂ３が相手側
の第２光送受信装置１ｂに送信する光信号となる。この
とき、もしも、光ファイバ２の端面２ｂで反射されて下
方に戻る光線Ｂ２（戻り光）が、受光素子であるフォト
ダイオード６に入射してしまうと、第２光信号Ｓ２との
光学的なクロストーク（迷光）が発生してしまう。そこ
で、本発明では、このようなクロストークを防ぐため
に、光ファイバ２の端面２ｂの領域２ｃに光信号を入射
させることで、反射光線Ｂ２がフォトダイオード６に入
射しないようにしてある。

【００２７】図５を用いて、光学的なクロストークを発
生させないための光学系ＳＹＳ１の条件について説明す
る。説明を分かりやすくするために、座標を設定してお
く。たとえば、第１光信号の光軸ＯＰ１と半導体基板７
が平行であるとし、これらに平行な軸をＸ軸とする。Ｘ
軸に垂直で紙面に平行な軸をＹ軸とする。光ファイバ２
の中心軸ＣＬはＹ軸に平行とする。ＸＹ平面に垂直で、
紙面から上方向に向かう座標軸をＺ軸とする。

【００２８】図５のように立ち上げミラー５の傾斜面の
全反射膜５ａのＸ軸に対する角度をθとする。結合レン
ズ４を透過した第１光信号Ｓ１は立ち上げミラー５の全
反射膜５ａで反射され、光軸はＢ１ＣＬとなり、Ｙ軸と
平行な軸ＣＬ１に対して、９０−２θ度で光ファイバ２
に入射し、同じ９０−２θ度で光ファイバ２の端面２ｂ
で反射する。端面２ｂの領域２ｃで反射することによ
り、第１光信号Ｓ１の光軸はＢ１ＣＬからＢ２ＣＬに変
換される。

【００２９】光軸Ｂ１ＣＬが光ファイバ２に入射する位
置を光ファイバ２の中心軸ＣＬからＩＲの距離にあると
すると、光ファイバ２のコア径ＣＲと距離ＩＲとで、以
下の関係が成り立つことが必要である。 距離ＩＲ＜コア径ＣＲ ………（１） 第１光信号Ｓ１の光軸ＯＰ１が立ち上げミラー５の全反
射膜５ａに入射する位置Ｐから光ファイバ２へ入射する
点Ｑまでの距離ＰＱをＸ軸へ射影したときの長さをＢＬ
１として、光軸ＯＰ１と光ファイバ端面２ｂとの距離を
ＯＬ１とすると、 ＢＬ１＝ＯＬ１×ｔａｎ（９０−２θ） ………（２） が成り立つ。一方、光ファイバ２上での反射点Ｑから半
導体基板７上への入射点Ｒまでの距離ＱＲをＸ軸へ射影
したときの長さＢＬ２は、光ファイバ端面２ｂからフォ
トダイオード６までの長さをＯＬ２とすると、 ＢＬ２＝ＯＬ２×ｔａｎ（９０−２θ） ………（３） と表わせる。したがって、第１光信号Ｓ１の光軸ＯＰ１
が立ち上げミラー５に入射する位置Ｐから半導体基板７
上に照射される位置ＲまでのＸ軸方向の長さは、次の式
になる。 ＢＬ１＋ＢＬ２＝（ＯＬ１＋ＯＬ２）×ｔａｎ（９０−２θ） …（４） 第１光信号が立ち上げミラー５に入射する位置Ｐからフ
ォトダイオードの外周までのＸ軸方向の距離をＭＬとす
ると、光学的なクロストークを発生させないために次式
を満足することが、まず必要である。 ＢＬ１＋ＢＬ２＜ＭＬ ………（５）

【００３０】次に、レーザ光のビームスポットの大きさ
を考えなければならない。たとえば、光ファイバ２の端
面２ｂでの反射光Ｂ２が、半導体基板７上で集光する
と、半導体基板７上でのビームスポットの半径ｗは、次
式で近似できることが知られている。 ｗ＝０．６１×λ／ＮＡ ………（６） ここで、λはレーザ発光源３の発振波長であり、ＮＡは
結合レンズ４の像側の開口数である。開口数（ＮＡ）は
と光線の収束の度合を示すものである。以上により、光
学的なクロストークが発生しないためには、 ＢＬ１＋ＢＬ２＋ｗ＜ＭＬ ………（７） という関係を満足する必要がある。反射光Ｂ２が半導体
基板７上で集光しない場合にはさらに、ビームサイズが
大きくなるので、長さ（ＢＬ１＋ＢＬ２）をより小さく
するか、長さＭＬを大きくする必要がある。

【００３１】結合レンズ４が図５のＸＹ平面内におい
て、集光することで近端反射光がフォトダイオード６に
入射しない条件を導き出せた。Ｚ方向には発散していて
も本発明の光送受信装置は実現できる。よって、結合レ
ンズ４として、一方向だけを集光するシリンドリカル・
レンズを用いることも可能である。

【００３２】光ファイバ２として、たとえば、プラスチ
ック光ファイバなどが用いられる。このプラスチック光
ファイバの特性の一例を示す。図６（Ａ）はプラスチッ
ク光ファイバの特性の一例を示しており、光ファイバ２
の外径は、たとえば１０００μｍであり、内訳はコア径
が９８０μｍで残りをクラッド層が占める。被覆外径は
２．２ｍｍで、被覆材質はポリエチレンである。一般に
光ファイバ２は屈折率の高いコア２Ａと屈折率の低いク
ラッド２Ｂから構成されていて、コア２Ａとクラッド２
Ｂとの境界で全反射を繰返しながら光を伝搬させる。本
発明が実現できる理由のひとつに、従来の石英系の光フ
ァイバと比べてコア径の大きいプラスチック光ファイバ
を用いていることがある。光ファイバ２のクラッド２Ｂ
の外周囲は上述したポリエチレンのような被覆材質で作
られたジャケットで覆われている。レーザ発光源の光の
波長が６５０ｎｍの単色平行光である場合には、光ファ
イバ２の伝送損失はたとえば１４ｄＢ／１００ｍであ
り、その帯域は１６０ＭＨｚである。

【００３３】図７には、その光ファイバ２の損失スペク
トルの例を示しており、この中で励振ＮＡ＝０．１と
は、第１光信号を開口数ＮＡ＝０．１で光ファイバの端
面に入射させたという意味である。伝送損失は、波長４
５０ｎｍから６００ｎｍ、そして６５０ｎｍのところで
比較的小さく抑えることができる。

【００３４】次に、図８等を参照して、本発明の光送受
信装置の別の実施例の形態について説明する。以下に説
明する本発明の光送受信装置の別の実施の形態について
は、図３〜図５の実施の形態と異なる部分の説明をし、
図３〜図５に示す実施の形態と同様の箇所には同じ符号
を記して、その説明を援用する。

【００３５】図８の光送受信装置は、レーザ発光源３、
光学装置２０およびフォトダイオード６のグループと、
光ファイバ２との間に透明なカバー部品１０が配置され
ている。このカバー部品１０は、穴９ａからほこりが入
り、レーザ発光源３、光学装置２０、フォトダイオード
６に悪影響を与えるのを防ぐ。このカバー部品１０は、
たとえばガラスやプラスチックなどから作ることができ
る。一芯双方向の光通信の場合において、このカバー部
品１０での送信光の反射光も光学的なクロストークの原
因のひとつになる。カバー部品１０に、レーザ発光源３
の波長に合わせた反射防止膜を施すことで、第１光信号
Ｓ１のカバー部品１０における反射光の発生を低減させ
ることが可能である。しかし、完全に反射を抑えること
は技術的に難しい。そこで、本発明の光送受信装置を用
いることで、カバー部品１０からの反射光による光学的
なクロストークの発生を抑えることが可能となる。カバ
ー部品１０で反射した第１光信号Ｓ１は反射光Ｂ４とな
り、再び立ち上げミラー５に入射する。このとき、第１
光信号Ｓ１が結合レンズ４により、収束光になっている
ので反射光Ｂ４はフォトダイオード６に入射することは
ない。つまり、全反射膜５ａで反射するビームの大きさ
以下のビーム径になって、立ち上げミラー５に入射す
る。

【００３６】図９は本発明の光送受信装置のさらに別な
実施の形態を示している。この実施の形態では、光学装
置２０の立ち上げミラー５と結合レンズ４とが一体化さ
れている。光学装置２０が第１光信号Ｓ１の光路を折曲
げて光線Ｂ１とする機能は、図３の光学装置２０と同じ
である。このように、結合レンズ４と立ち上げミラー５
を一体化することにより、部品点数を減らすことがで
き、しかも、光学装置２０は半導体基板７に対して一回
の接着作業により取り付けることができる。さらに、結
合レンズ４と立ち上げミラー５との光学的な位置あわせ
が不要になる。

【００３７】図１０は図３に関連した別の実施の形態を
示している。図１０では、光ファイバ２の中心軸ＣＬが
図３の場合よりθｆだけ傾けてある。したがって、光フ
ァイバ２の端面２ｂで反射される光線Ｂ２は、フォトダ
イオード６から離れる方向に進む。よって、立ち上げミ
ラー５の角度θに製造誤差が生じた場合でも、フォトダ
イオード６に光線Ｂ２が入射することはない。

【００３８】図１１の本発明の光送受信装置の実施の形
態では、レーザ発光源３の第１光信号Ｓ１は、光学装置
２０の結合レンズ４を通じて、直接光ファイバ２の端面
２ｂの領域２ｃに入射される。つまり、これまで説明し
てきた立ち上げミラー５等を不要としている。

【００３９】図１２は図１１の別の形態を示している。
図１２では、光ファイバ２の端面２ｂの中央領域２ｄか
らの第２光信号Ｓ２を一度折曲げミラーＭＲで光路を変
えて、フォトダイオード６に入射させている。折曲げミ
ラーＭＲを用いることで、光学系の構成の自由度を高め
ることができる。

【００４０】図１３と図１４は、本発明の光送受信装置
のさらに別の実施の形態を示している。図１３の例で
は、光ファイバ２からの第２光信号Ｓ２をフォトダイオ
ード６が受光する際に、立ち上げミラー５の全反射膜５
ａで、第２光信号Ｓ２のビームの一部がけられる場合を
示している。もちろん、全反射膜５ａで第２光信号Ｓ２
がけられない方が光学的な結合効率は高い。しかし、光
ファイバ２の端面２ｂから出射する光線には矢印Ｒ３の
方向に進む光線も存在するので、光学的な結合効率は大
きくは下がらない。一方、第１光信号Ｓ１が光ファイバ
２の端面２ｂの領域２ｃで反射することで、発生する光
線Ｂ２は立ち上げミラー５の全反射膜５ａで遮へいされ
るので、光学的なクロストークは確実に発生しない。

【００４１】図１４の例では、立ち上げミラー５には凹
面５Ｒが形成されておりこの凹面５Ｒには全反射膜５ａ
が形成されている。このような全反射膜５ａは、たとえ
ば蒸着やスパッタリングにより形成することができる。
この全反射膜５ａは、レンズ４と同じ集光の効果を得る
ことができる。つまり、たとえば図１３に示すようなレ
ンズ４を省略することができる。図１３と図１４の実施
の形態のその他の点については、上述してきた実施の形
態と同様であるのでその説明を援用する。

【００４２】本発明は上記実施の形態に限定されない。
上述した実施の形態では、家庭内のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ
Ａｒｅａ Ｎｅｔｏｗｏｒｋ）、つまりホームネット
ワークやオフィスＬＡＮに用いられた例を示した。しか
し、これに限らず、自動車や飛行機などの移動体内にお
ける各種情報のやり取りを行うための通信系統等にも本
発明を適用することができる。また、発光手段として、
レーザ発光源を用いているが、そのレーザ発光源の使用
する波長は、６５０ｎｍに限らず他の波長領域を用いる
ことももちろん可能である。そして、発光手段としては
レーザ発光源に限らず他の種類の発光源を用いることも
もちろん可能である。光ファイバをパッケージに対して
取り付ける場合に、光ファイバの軸方向に光ファイバが
動かないようにする保持手段をパッケージに設けること
はもちろんである。

【００４３】以上説明したように、光ファイバ端面など
による近端反射光と受信光との光路を完全に分離するこ
とで、以下のような効果が得られる。 （１）従来と比較して、光送受信を行う場合のクロスト
ークの発生を防ぐことができる。 （２）従来と比較して、受信効率をあげることができ
る。 （３）従来と比較して、光ファイバの帯域を落とすこと
なく、光信号の送受信が行える。 光ファイバへの入射光を光ファイバの入射端面に対し
て、大きく斜めに入射させることで、光ファイバの入射
端面で生じる送信光の反射光が受光部をちょうどまたぐ
様にさせることで迷光を防ぐことも考えられる。しか
し、この方式では光ファイバの入射端面に対する送信光
の入射光が大きくなり、光ファイバを伝送する光の分散
が大きくなってしまう。一般に、光ファイバ端面への入
射の角度が大きくなると、モード分散が大きくなり、光
ファイバの帯域が狭まる。

【００４４】本発明の実施の形態では、一芯双方向光通
信において、送信号が光ファイバ端面などで反射する近
端反射光の光路と受信号の光路とを完全に分けることに
より、送信号（第１光信号Ｓ１）と受信号（第２光信号
Ｓ２）とのクロストークを低減させ、光ファイバと受光
素子との光学的な結合効率を上げることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信光の受光効率を落とすことなく、また光ファイバの
伝送帯域を落とすことなく、高効率および広帯域で光信
号の送受信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光送受信装置および光送受信方法が適
用できる一例として、家庭内における情報機器や電気機
器に用いられている例を示す図。

【図２】本発明の光送受信装置および光送受信方法が機
器と機器との間に配置されている一例を簡単に示す図。

【図３】本発明の光送受信装置の好ましい実施の形態を
示す断面図。

【図４】図３の実施の形態において、光ファイバ内に透
過した光と光ファイバ端面で反射した光の進行方向を示
す図。

【図５】図３の実施の形態において、光学的なクロスト
ークを発生させないための光送受信装置の条件を示す
図。

【図６】光ファイバの特性の一例を示す図。

【図７】光ファイバの損失スペクトルの一例を示す図。

【図８】本発明の光送受信装置の別の実施の形態を示す
図。

【図９】本発明の光送受信装置の別の実施の形態を示す
図。

【図１０】本発明の光送受信装置の別の実施の形態を示
す図。

【図１１】本発明の光送受信装置の別の実施の形態を示
す図。

【図１２】本発明の光送受信装置の別の実施の形態を示
す図。

【図１３】本発明の光送受信装置の別の実施の形態を示
す図。

【図１４】本発明の光送受信装置のさらに別の実施の形
態を示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ・・・光送受信装置、２・・・光ファイバ、
３・・・発光手段、４・・・光学装置の結合レンズ、５
・・・光学装置の立ち上げミラー、６・・・フォトダイ
オード（受光手段）、７・・・半導体基板、８・・・パ
ッケージ、９・・・コネクタ、１０・・・カバー、２０
・・・光学装置、Ｓ１・・・第１光信号、Ｓ２・・・第
２光信号、２ｂ・・・光ファイバの端面、２ｃ・・・端
面の領域、２ｄ・・・端面の中央領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠 邦宣 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光通信回路における通信回線となる光フ
   ァイバに接続されて、送信しようとする第１光信号を光
   ファイバに入射させるとともに、光ファイバを介して送
   られてくる第２光信号を受けるための光送受信装置であ
   り、 第１光信号を出射する発光手段と、 光ファイバの端面から出射する第２光信号を受光する受
   光手段と、 第１光信号を光ファイバの端面の中心からずらしてしか
   も光ファイバの端面から出射する第２光信号とは重なら
   ない光ファイバの端面の領域に入射させる光学装置と、
   を有することを特徴とする光送受信装置。
2. 【請求項２】 光学装置は、発光手段の第１光信号を収
   束させる集光部材と、収束した第１光信号の光路を第２
   光信号とは重ならない光ファイバの端面の領域に入射さ
   せる方向変換素子と、を有する請求項１に記載の光送受
   信装置。
3. 【請求項３】 光学装置の方向変換素子は、第１光信号
   の光路を第２光信号とは重ならない光ファイバの端面の
   領域に入射させるために、反射膜を有する請求項２に記
   載の光送受信装置。
4. 【請求項４】 反射膜は全反射膜である請求項３に記載
   の光送受信装置。
5. 【請求項５】 発光手段と光学装置と受光手段を収容す
   るパッケージを有し、このパッケージには光ファイバの
   端部が受光手段に向けて着脱可能に取り付けられる請求
   項１に記載の光送受信装置。
6. 【請求項６】 第１光信号を光ファイバ端部に対して入
   射させた場合に、第１光信号が光ファイバの端面で反射
   することで生じる戻り光が到達する領域外に、受光手段
   が配置されている請求項１に記載の光送受信装置。
7. 【請求項７】 発光手段と光学装置と受光手段のグルー
   プと、光ファイバとの間にカバー部品を有する場合に、
   第１光信号がカバー部品の表裏で反射することで生じる
   戻り光が到達する領域外に、受光手段が配置されている
   請求項１に記載の光送受信装置。
8. 【請求項８】 一芯双方向光通信回路に用いられる光フ
   ァイバに接続されて、送信しようとする第１光信号を光
   ファイバの端部に入射させるとともに、この光ファイバ
   を介して送られてくる第２光信号を受けるための光送受
   信方法であり、 第２光信号が光ファイバの端面から出射されて受光手段
   に受光され、発光手段が出射する第１光信号が光ファイ
   バの端面の中心からずらしてしかも光ファイバの端面か
   ら出射する第２光信号とは重ならない端面の領域に入射
   される、ことを特徴とする光送受信方法。