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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Element und
eine optische Komponente, die die gleiche nutzt. Im besonderen betrifft
die Erfindung ein optisches Element zum Reflektieren übertragenen
Lichtes und dabei Umwandeln eines Lichtweges bzw. einer Lichtbahn
und Konvergieren von Licht und ein optisches Gerät bzw. Einrichtung, die die
gleiche verwendet.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Ein
optischer Transceiver
11 bzw. ein kombiniertes optisches
Sende-/Empfangsgerät
aus dem Stand der Technik wird unter Bezugnahme auf die
1A und
1B erläutert.
1A zeigt
eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen optischen Transceivers
11,
während
1B eine
vergrößerte Ansicht
eines Lichtaufnahmesystems aus Richtung A betrachtet von diesem
zeigt. Die gestrichelten bzw. unterbrochenen Linien in den
1A und
1B verdeutlichen
Lichtbahnen bzw. Lichtwege. In diesem optischen Transceiver
11,
wie in
1A gezeigt, wird Licht, das
von einem Lichtprojektionselement
5 emittiert bzw. ausgestrahlt
wird, an Linsen
18 konvergiert bzw. zusammengeführt. Danach
wird die Lichtbahn davon bis um etwa bzw. über 90 Grad durch geneigte
Oberflächen
eines dreieckigen Prismas
17 gebeugt und an der Endoberfläche eines
optischen Wellenleiters
4 gebündelt bzw. zusammengeführt. Licht,
das von einem optischen Lichtwellenleiter
4 ausgeworfen
wird, dringt in einen Lichtführungsabschnitt
20 ein
und wird durch ein Lichtaufnahmeelement
6 aufgenommen.
Das
US-Patent Nr. 6,075,913 von
Cohen et al.; die europäische
Patentanmeldung
EP
1 253 447 A2 der Omron Corporation,
US-Patent Nr. 4,403,472 von Blumentritt
et al. und die europäische
Patentanmeldung
EP
1 109 041 A1 der Japan Aviation Electronics Industry offenbaren
jede Beispiele für
optische Kopplungseinrichtungen.
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Zur
Zeit existiert auf dem Fachgebiet der optischen Kommunikationen
eine Forderung nach hoher Kommunikationsgeschwindigkeit und mit
dieser Forderung einhergehend gibt es eine andere Forderung nach
kompakter Größe eines
Lichtaufnahmeelementes in einem optischen Transceiver. Jedoch wird
in diesem optischen Transceiver 11, in welchem ein optisches
Element eines Lichtaufnahmesystems, das zwischen dem Lichtaufnahmeelement 6 und
dem optischen Lichtwellenleiter 4 angeordnet ist, Licht nicht
zusammenführt,
Licht, das vom optischen Lichtwellenleiter 4 ausgeworfen
wird, sich ausbreiten bzw. streuen wie in 1B gezeigt.
Deshalb werden die Lichtverluste L groß werden, wenn die Größe des Lichtaufnahmeelementes
zu klein bzw. schmal ausgeführt
ist. Und in diesem optischen Transceiver 11 mit einer deratigen
Struktur bzw. derartigem Aufbau, wird, weil die Lichtaufnahmefläche des
Lichtaufnahmeelementes 6 der Richtung des optischen Wellenleiters 4 gegenüberliegt,
Licht, das von einem Lichtprojektionselement 5 ausgestrahlt
bzw. ausgeworfen und an der Endoberfläche des optischen Wellenleiters 4 reflektiert
wird, als zurückgesandtes
Licht durch das Lichtaufnahmeelement 6 aufgenommen werden,
ein Übersprechen
verursachend. Dies ist ein Problem im Stand der Technik gewesen.
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Wenn
Licht, das von einem Lichtprojektionselement 5 emittiert
wird, zu einem optischen Lichtwellenleiter 4 zu führen ist,
oder Licht, das aus dem optischen Lichtwellenleiter 4 austritt,
zum Lichtaufnahmeelement 6 zu führen ist, kann, falls eine
Lichtbahn umgewandelt wird (abgelenkt) und ein optisches Element
zum Konvergieren von Licht genutzt wird, der Lichtaufnahmewirkungsgrad
bzw. die Lichtaufnahmeeffizienz vergrößert werden. Als ein Beispiel
für ein
derartiges optisches Element wird ein Umwandlungselement 1 der
Lichtbahn bzw. Lichtbahnumwandlungselement 1 unter Bezugnahme
auf die 2A und 2B erläutert. 2A zeigt
eine Perspektivansicht des Lichtbahnumwandlungselementes 1,
während 2b eine
Ansicht von oben auf einen gekrümmten
Wellenleiter 10 in Kanalbauform bzw. Hohlbauform darstellt,
dessen Querschnittsfläche
mit der Eintrittsfläche
S1 und der Austrittsfläche S2
von diesem variiert und auch Lichtverläufe im gekrümmten Wellenleiter 10 zeigt.
In diesem Lichtbahnumwandlungselement 1, ist ein gekrümmter Wellenleiter 10,
welcher aus einem transparenten Harz hergestellt ist, an der oberen
Fläche
eines Substrates 8 ausgebildet. Wenn Licht L, das durch
den optischen Lichtwellenleiter 4 hindurchgeht, von der
Eintrittsfläche
S1 in den Wellenleiter 10 eintritt, wird das Licht L, welches
in den gekrümmten
Wellenleiter 10 eintritt, wiederholt vollständig an
den oberen und unteren Flächen
und linken und rechten Seitenflächen
des gekrümmten
Wellenleiters 10 reflektiert bzw. zurückgeworfen und geht durch den
gekrümmten
Wellenleiter 10 hindurch. Das Licht L, das von der Austrittsfläche S2 des
gekrümmten
Wellenleiters 10 ausgeworfen wird, wird durch das Lichtaufnahmeelement 6 aufgenommen,
welches gegenüber
der Austrittsfläche
S2 angeordnet ist. Daher wird die Übertragungsrichtung des Lichtes
L, das durch den gekrümmten Wellenleiter 10 hindurchtritt,
durch die Krümmung des
gekrümmten
Wellenleiters 10 gebeugt bzw. abgelenkt. Da die Fläche bzw.
der Flächeninhalt
der Austrittsfläche
S2 des gekrümmten
Wellenleiters 10 kleiner als der der Eintrittsfläche S1 ausgeführt ist, wird
Licht L, das an der Austrittsfläche
S2 des gekrümmten
Wellenleiters 10 austritt, konvergiert und wird effizient
durch das Lichtaufnahmeelement 6 mit einem kleineren Lichtaufnahmebereich
bzw. Lichtaufnahmefläche
aufgenommen.
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Jedoch,
wird in einem derartig gekrümmten Wellenleiter 10,
in dem Fall, in welchem die Fläche bzw.
der Flächeninhalt
der Eintrittsfläche
S1 nicht gleich zu der der Austrittsfläche S2 ist, die Krümmung an
der äußeren Umfangsoberfläche groß werden. Deshalb
entweicht bzw. tritt, wie in der 2B dargestellt,
Licht, das durch das Innere des Wellenleiters 10 hin hindurchgeht,
an der äußeren Umfangsoberfläche des
gekrümmten
Wellenleiters 10 aus, einen Verlust an Licht L' verursachend, und
die Lichtübertragungsleistung
bzw. der Wirkungsgrad wird verschlechtert werden. Daher war es in
Fällen,
die die Umwandlung einer Lichtbahn in einem optischen Lichtwellenleiter 4 des
gleichen Durchmessers oder so ähnlich
einschließen,
möglich,
Querschnittsflächen
eines Wellenleiters einheitlich zu gestalten und es gab keine Schwierigkeiten.
Jedoch in Fällen,
die die Umwandlung von Licht L, das von dem optischen Lichtwellenleiter 4 ausgeworfen
wird und die Aufnahme von Licht durch das Lichtaufnahmeelement 6 mit einer
kleinen Lichtaufnahmefläche
einschließen, würden die
Lichtübertragungsverluste
groß werden. Im
Ergebnis erscheint ein derartiger konventionell gekrümmter Wellenleiter
unbrauchbar. Dies ist ein anderes Problem gemäß dem Stand der Technik gewesen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
optisches Element gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise als eines ausgeführt bzw. verkörpert werden,
dass ein transparentes Material mit festgelegtem Brechungsindex
beinhaltet. Das optische Element ist ausgestattet mit einer Lichteintrittsfläche, einer
Lichtaustrittsfläche,
die nicht parallel zur Lichteintrittsfläche ist, einem Paar von Ebenen
bzw. Ebenenpaar, die einander gegenüberliegen und eine gekrümmte Umwandlungsfläche der
Lichtbahn, wobei das optische Element dadurch gekennzeichnet ist,
dass das Ebenenpaar senkrecht zur Lichteintrittsfläche und
zur Lichtaustrittsfläche
ausgeführt
ist und die gekrümmte
Umwandlungsfläche
der Lichtbahn nahezu senkrecht zum Ebenenpaar ausgeführt ist
und deren Form so definiert ist, das von der Lichteintrittsfläche stammende
Licht zu reflektieren und konvergieren, und das von der Lichteintrittsfläche in das
optische Element eindringende Licht trifft auf die Umwandlungsfläche der
Lichtbahn zwischen dem Ebenenpaar und über eine Lichtbahn für das Licht,
um an der Umwandlungsfläche
für das Licht
reflektiert und konvergiert zu werden und tritt aus der Lichtaustrittsfläche aus,
und wenn die Lichtbahn auf eine Ebene, die parallel zu den Ebenen
ist, projiziert wird, wird das Licht nur an der Umwandlungsfläche der
Lichtbahn zurückgeworfen
und der Abstand zwischen dem ebenen Paar des optischen Elementes
wird allmählich
schmaler mit dem Abstand von der Lichteintrittsfläche entlang
der Umwandlungsfläche
der Lichtbahn in Richtung zur Lichtaustrittsfläche, wie in Anspruch 1 beschrieben.
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Ein
anderes optisches Element gemäß der Vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise als eines, wie in Anspruch 1 beschrieben,
ausgeführt
sein, worin die Umwandlungsfläche
der Lichtbahn als gekrümmtes
Vieleck aufgebaut ist. Ein anderes optisches Element gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise als eines, wie in Anspruch 1 beschrieben,
ausgeführt
sein, worin die Umwandlungsfläche
der Lichtbahn mit einem reflektierenden Film überzogen ist und das Licht,
das von der Lichteintrittsfläche
in das optische Element zur Lichtaustrittsfläche stammt, auf dem reflektierenden
Film zurückgeworfen
wird und aus der Lichtaustrittsfläche heraustritt. Ein anderes
optisches Element gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise als eines ausgeführt werden, welches in Anspruch
1 beschrieben ist, worin ein Halbspiegel auf der Umwandlungsfläche der
Lichtbahn gebildet wird und ein Teil des einfallenden Lichtes aus
der Lichteintrittsfläche
in das optische Element durch die Umwandlungsfläche der Lichtbahn eindringt
und sonstiges Licht auf der Umwandlungsfläche der Lichtbahn reflektiert
wird und aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Ein anderes optisches
Element gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise als eines wie in Anspruch 1 beschrieben
ausgeführt
sein, wobei eine Rasterung auf der Umwandlungsfläche der Lichtbahn gebildet wird,
Licht einer bestimmten Wellenlänge
unter dem Licht, das von der Lichteintrittsfläche in das optische Element
stammt, dringt durch die Umwandlungsfläche der Lichtbahn und Licht
mit anderer Wellenlänge wird
auf der Umwandlungsfläche
der Lichtbahn reflektiert und tritt aus der Lichtaustrittsfläche heraus. Ein
anderes optisches Element gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise ausgeführt sein wie eines, wie in
Anspruch 1 beschrieben, worin mehrfach gekrümmte Oberflächen mit unterschiedlichen
Lichtbrennpunkten auf der Umwandlungsfläche der Lichtbahn ausgebildet
werden und wenn das Licht aus der Lichteintrittsfläche in das
optische Element eintritt, auf der Umwandlungsfläche der Lichtbahn zurückgeworfen
wird, wird das Licht durch die mehrfach gekrümmten Oberflächen verzweigt
und tritt aus verschiedenen Abschnitten der Lichtaustrittsfläche aus.
Ein anderes optisches Element gemäß der vorliegenden Erfindung
kann vorzugsweise ausgeführt
sein als eines, wie in Anspruch 1 beschrieben, bei welchem der vorstehende
Bereich an der Lichtaustrittsfläche
angeordnet ist, um so über
die Lichtaustrittsfläche
außerhalb
des optischen Elementes herauszuragen und der vorstehende Teilbereich in
Richtung senkrecht zur Lichtaustrittsfläche hervorsteht und so ausgebildet
ist, dass der Querschnittsbereich der Oberfläche parallel zur Lichtaustrittsfläche nach
außen
von der Lichtaustrittsfläche
her allmählich
kleiner wird und Licht, das die Lichtaustrittsfläche erreicht, durch das Innere
des vorstehenden Teilbereiches geführt und konvergiert wird.
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Ein
optisches Gerät
gemäß der vorliegenden Erfindung
kann vorzugsweise ausgeführt
sein als eines, umfassend ein Lichteprojektionselement, ein erstes
optisches Element gemäß Anspruch
1 und ein optisches Element, das aus transparentem Material mit
einem festgelegten Brechungsindex hergestellt ist, wobei das zweite
optische Element ein dreieckiges Prisma enthält, das aus transparentem Material mit
einem Brechungsindex hergestellt ist, das Licht, das von einer zweiten
Lichteintrittsfläche
eintritt, reflektiert und das Licht zu einer zweiten Lichtaustrittsfläche überträgt, und
eine Lichtfokussierlinse, die auf der zweiten Lichteintrittsfläche angeordnet
ist, das erste optische Element und das zweite optische Element
derart angeordnet sind, dass die erste Lichteintrittsfläche und
die zweite Lichtaustrittsfläche
mit einem optischen Lichtwellenleiter verbunden sind, das Lichtprojektionselement
derart angeordnet ist, dass Licht in die Linse der zweiten Lichteintrittsfläche eintritt,
das Lichtaufnahmeelement ist an der ersten Lichtaustrittsfläche angeordnet,
zu der das von der ersten Lichteintrittsfläche einfallende Licht an der Umwandlungsfläche der
Lichtbahn zurückgeworfen wird
und konvergiert wird.
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Ein
anderes optisches Gerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise ausgeführt sein als eines, umfassend
ein Lichtprojektionselement, ein Lichtaufnahmeelement, ein erstes
optisches Element gemäß Anspruch
1 und ein zweites optisches Element, wobei das zweite optische Element
ein Kernstück
beinhaltet, das aus einem transparenten Material mit einem hohen
Brechungsindex hergestellt ist, der Licht, das von der zweiten Lichteintrittsfläche eintrifft,
zu der zweiten Lichtaustrittsfläche überträgt, ein
Hüllsubstrat,
das aus Material besteht, welches das Kernstück umhüllt und dessen Brechungsindex
niedriger ist als der des Kernstückes, wobei
der Querschnittsbereich der Fläche
parallel zur zweiten Lichteintrittsfläche dadurch gekennzeichnet
ist, dass dieser allmählich
von der zweiten Lichteintrittsfläche
zur zweiten Lichtaustrittsfläche
hin kleiner wird, das erste optische Element und das zweite optische
Element mit einer Trennschicht beschichtet sind, so dass die erste
Lichtaustrittsfläche
und die zweite Lichteintrittsfläche
auf derselben Einzelebene liegen, das Lichtprojektionselement nahe
der ersten Lichteintrittsfläche
angeordnet ist, das Lichtaufnahmeelement nahe der zweiten Lichtaustrittsfläche angeordnet
ist.
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Noch
ein anderes optisches Gerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorzugsweise ausgeführt sein als eines, das ein
optisches Element gemäß Anspruch
1 umfasst und einen Eingangs-/Ausgangsanschluss, wobei der Eingangs-/Ausganganschluss
so verbunden sind, dass er mit Licht, das aus der Lichtaustrittsfläche des
optischen Elementes austritt, zusammengeschlossen ist, und das optische Element
und der Eingangs-/Ausganganschluss in einem Gehäuse untergebracht sind.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die 1A verdeutlicht
eine Querschnittsansicht eines konventionellen optischen Transceivers,
während 1B eine
vergrößerte Ansicht
von oben bei A des Lichtaufnahmesystems von diesem zeigt.
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Die 2A verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines gekrümmten Wellenleiters in Kanalbauweise,
dessen Querschnittsfläche
mit der Eintrittsfläche
und der Austrittsfläche
variiert, als ein konventionelles optisches Element, während 2B eine
Ansicht von oben auf diesen darstellt.
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Die 3 verdeutlicht
eine Perspektivansicht dieses Lichtbahnumwandlungselementes.
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Die 4A und 4B zeigen
Lichtstrahlablaufverfolgungsfiguren des Lichtes, das durch das Lichtbahnumwandlungselement
gemäß 3 hindurchtritt.
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Die 5 zeigt
eine Perspektivansicht zur Erläuterung
eines Falls, bei welchem ein optischer Lichtwellenleiter gegenüberliegend
zur Lichteintrittsfläche
des Lichtbahnumwandlungselementes als eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines
optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet ist und ein Lichtaufnahmeelement gegenüber der
Lichtaustrittsfläche
angeordnet ist.
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Die 6A und 6B verdeutlichen
Lichtstrahlablaufverfolgungsfiguren des Lichtes, das durch das Lichtbahnumwandlungselement
hindurchtritt.
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Die 7 zeigt
ein Schema zur Erläuterung der
Form der Umwandlungsfläche
der Lichtbahn des Lichtbahnumwandlungselementes.
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Die 8 zeigt
ein Schema zur Erläuterung eines
modifizierten Beispiels eines Lichtbahnumwandlungselementes.
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Die 9 zeigt
ein Schema zur Erläuterung eines
weiteren modifizierten Beispieles des Lichtbahnumwandlungselementes.
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Die 10 verdeutlicht
eine Ansicht von oben auf ein Lichtbahnumwandlungselement gemäß noch einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Die 11 zeigt
eine Ansicht von oben auf ein Lichtbahnumwandlungselement gemäß noch einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die 12 zeigt
eine Perspektivansicht auf einen optischen Kombinierer bzw. Wellenlängenmischer
und einen optischen Separator bzw. Wellenlängenentmischer gemäß einer
noch anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die 13 zeigt
ein Schema zur Erläuterung der
Funktionen des optischen Kombinierers bzw. Wellenlängenmischers
und Seperators bzw. Wellenlängenentmischers
gemäß 12.
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Die 14 verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines optischen Kombinierers bzw. Wellenlängenmischers
und Verzweigers gemäß noch einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die 15 verdeutlicht
ein Schema zur Erläuterung
der Funktion des optischen Kombinierers und Verzweigers gemäß 14.
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Die 16 verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines optischen Kombinierers bzw. Wellenlängenmischers
und Verzweigers gemäß noch einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die 17 verdeutlicht
ein Schema zur Erläuterung
der Funktion des optischen Kombinierers und Verzweigers gemäß 16.
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Die 18A verdeutlicht eine Querschnittsansicht eines
Aufbaus eines optischen Transceivers, während 18B eine
Ansicht von oben bei B von 18A zeigt,
die einen Lichtaufnahmebereich des optischen Transceivers darstellt.
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Die 19 verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines optischen Transceivers gemäß noch einer anderen
bevorzugten Ausführungsform,
bei welchem ein optisches Element der vorliegenden Erfindung eingesetzt
wird.
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Die 20A zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung
eines optischen Elementes, angewandt im optischen Transceiver gemäß 19, während 20B ein Schema zur Erläuterung der Verbindung bzw.
des Anschlusses des optischen Lichtwellenleiters mit dem optischen
Element zeigt.
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Die 21 zeigt
eine Perspektivansicht eines optischen Transceivers gemäß noch einer
anderen bevorzugten Ausführungsform,
bei welchem ein optisches Element der vorliegenden Erfindung verwendet
wird.
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Die 22A verdeutlicht eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung
des optischen Elementes, das im optischen Transceiver gemäß 21 angewandt wird,
während 22B ein Schema zur Erläuterung der Verbindung des
optischen Lichtwellenleiters mit dem optischen Element darstellt.
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Die 23 zeigt
eine Querschnittsdarstellung eines Aufbaus eines gekrümmten Verbinders, bei
welchem ein optisches Element gemäß der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird.
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Die 24 verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines Anwendungsbeispiels auf einen optischen
Transceiver gemäß noch einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die 25A beziehungsweise 25B verdeutlichen
eine Ansicht von oben und eine Ansicht von rechts auf einen Lichtaufnahmekern
bzw. ein Lichtaufnahmekernstück
des optischen Transceivers, der in 24 dargestellt
ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Ein
Lichtbahnumwandlungselement eines optischen Elementes, das nicht
der beanspruchten Erfindung entspricht, jedoch hilfreich ist, um
die Erfindung zu verstehen, wird mit Bezug zu den 3 und 4 unten erläutert. Die 3 verdeutlicht
eine Perspektivansicht dieses Lichtbahnumwandlungselementes 100,
während
die 4A und 4B Lichtstrahlablaufverfolgungsfiguren
für Licht,
das durch das Lichtbahnumwandlungselement 100 hindurchgeht, zeigen.
Wie in der 3 dargestellt, wird in der nachstehenden
Erläuterung
die Z-Achse in der Richtung des Lichtes definiert, das in das Lichtbahnumwandlungselement 100 eintritt,
die X-Achse wird in der Richtung des Lichtes, das aus dem Lichtbahnumwandlungselement 100 heraustritt,
definiert und die Y-Achse ist in der Richtung senkrecht zur Z-Achse und
X-Achse (die Richtung nahezu senkrecht zur Hauptoberfläche des
Lichtbahnumwandlungselementes 100) definiert.
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Dieses
Lichtbahnumwandlungselement 100 wird aus einem transparenten
Harz mit einem großen Brechungsindex
(zum Beispiel, Brechungsindex n = 1.4–1.5 oder so), solche wie Polycarbonatharz
oder Methacrylatharz oder so ähnlich
gegossen (zum Beispiel durch Spritzgießen) und wird ummantelt mit oberen
und unteren Hauptflächen 122 und 123 nahezu
parallel zur Z-X-Ebene. Das Lichtbahnumwandlungselement wird weiter
abgedeckt bzw. ummantelt mit einer Lichteintrittsfläche S101
(X-Y-Ebene) beziehungsweise einer Lichtaustrittfläche S102
(Y-Z-Ebene) im rechten Winkel zu den obigen Hauptflächen und
mit einer Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn, die in einer Bogenform gekrümmt ist.
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Als
nächstes
werden mit Bezug auf die 4A und 4B die
Funktionen und Wirkungen des Lichtbahnumwandlungselementes 100 erläutert. Es
wird angenommen, dass ein optischer Lichtwellenleiter 104 in
einer Lage nahe der Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
unter der Lichteintrittsfläche S101
des Lichtbahnumwandlungselementes 100 angeordnet ist, und
ein Lichtaufnahmeelement 106, wie zum Beispiel eine Fotodiode,
ein Fototransistor oder so ähnlich,
an der Lichtaustrittsfläche
S102 angeordnet ist. Licht, das von dem optischen Lichtwellenleiter 104 ausgegeben
wird und an der Lichteintrittsfläche S101
in das Innere des Lichtbahnumwandlungselementes 100 abstrahlt
und wird im Lichtbahnumwandlungselement 100 eingeschlossen.
Wie in der 4B dargestellt, werden Lichtstrahlen
wiederholt an den oberen und unteren Hauptoberflächen 122 und 123 des
Lichtbahnumwandlungselementes 100 reflektiert und setzen
sich in Z-Achsrichtung fort. Licht, das sich in Z-Achsrichtung wie
oben erwähnt ausbreitet,
wie in der 4A gezeigt, tritt in die gekrümmte Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn ein, wo das Licht vollständig reflektiert bzw. zurückgeworfen
wird und dadurch die axiale Richtung des Lichtes davon um ungefähr 90 Grad
gebeugt bzw. abgelenkt wird. Demzufolge beginnt das Licht in X-Achsrichtung
weiter zu gehen und Licht, das von der Lichtausgangsfläche S102
ausgeworfen wird, wird vom Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen.
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Wie
oben erwähnt,
dringt das Licht, das durch das Lichtbahnumwandlungselement 100 hindurchtritt,
vor, die vollständige
Reflexion an den oberen und unteren Hauptflächen 122 und 123 wiederholend,
während
es an der gekrümmten
Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn nur einmal reflektiert wird (einmal durch die Gestaltung,
jedoch stellt es auch kein Problem dar, falls es einen Lichtstrahl
gibt, der zwei – oder
mehrmals reflektiert wird). Daher wird Licht wohl kaum aus der Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
als Verlust aus- bzw. durchtreten. Zusätzlich, wie in 4A gezeigt,
wird Licht, das vollständig an
der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn reflektiert wird, in Richtung des Lichtaufnahmeelementes 106 konvergiert.
Als eine Konsequenz ist es möglich, die
Lichtkombinier- bzw. mischungseffizienz bzw. den Lichtkombinier-
bzw. mischungswirkungsgrad zwischen dem optischen Lichtwellenleiter 104 und
dem Lichtaufnahmeelement 106 hochzuhalten und auch die
Lichtachsen in hohem Maße
zu beugen bzw. zu krümmen.
Und weil die Lichtachsen in hohem Maße an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn gebeugt werden können,
darf das Licht nur einmal an der Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
reflektiert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Lichtbahn in einer
kleineren Fläche
bzw. einem kleineren Bereich umzuwandeln und das Lichtbahnumwandlungselement 100 in
kompakter Größe zu gestalten. Demgemäß wird eine
innere Umfangsfläche
nahezu parallel zur Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn, die
an der äußeren Umfangsseite
angeordnet ist, nicht angeordnet (die lichtreflektierende Fläche der inneren
Umfangsseite ist durch die Lichtbahn verdrängt). Somit ist der Aufbau
derart ausgeführt,
dass das Licht nicht an der Lichteintrittsfläche S101 oder der Lichtaustrittsfläche 102 reflektiert
wird. Des weiteren verwendet dieses optische Element 100 eine flache
ebene Form, welche eine wünschenswerte Raumausnutzung
und einen Feldaufbau ermöglicht. Und,
obwohl nicht hierin dargestellt, ermöglicht die Anordnung eines
Lichtprojektionselementes an der Stelle des Lichtaufnahmeelementes 106,
die Lichtstrahlen, die von jedem Lichtprojektionselement emittiert
werden, an der gekrümmten
Fläche 126 zu reflektieren
und diese in Richtung der Endoberfläche des optischen Lichtwellenleiters 104 zu
konvergieren und in dem optischen Lichtwellenleiter 104 zu
kombinieren beziehungsweise zusammenzufassen.
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Erste Ausführungsform
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5 verdeutlicht
ein Lichtbahnumwandlungselement 100 als bevorzugte Ausführungsform eines
optischen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Dieses Lichtbahnumwandlungselement 100 dient der Erhöhung der
Lichtzusammenführungseffizienz
(light converging efficiency) und die Dicke von diesem ist derart
ausgeführt,
dass dieses von der Lichteintrittsseite in Richtung zur Lichtaustrittsseite
zu allmählich
dünner
wird. Zum Beispiel, wird die Dicke dieses Lichtbahnumwandlungselementes 100,
wie in 5 gezeigt, an der Lichteintrittsfläche S101
am dicksten sein, während
diese an der Seite (Endfläche 130),
die gegenüber
der Lichteintrittsfläche
S101 liegt, am dünnsten
ist. Für
diesen Aufbau, scheint das Lichtbahnumwandlungselement 100,
in Richtung senkrecht zur Lichtaustrittsfläche S102 betrachtet, in Keilform
vorzuliegen.
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5 zeigt
den Fail, bei welchem ein optischer Lichtwellenleiter 104 so
angeordnet ist, dass dieser gegenüber der Lichteintrittsfläche S101
des Lichtbahnumwandlungselementes 100 liegt und ein Lichtaufnahmeelement 106,
wie zum Beispiel eine Fotodiode, ein Fototransistor oder so ähnlich,
angeordnet wird, so dass dieses der Lichtaustrittsfläche S102
gegenüberliegt. 6A zeigt
Lichtverläufe bzw.
das Lichtverhalten, betrachtet aus Y-Achsrichtung, wenn das Licht vom optischen
Lichtwellenleiter 104 ausgeworfen wird, während 6B Lichtverläufe bzw.
das Lichtverhalten, betrachtet aus X-Achsrichtung (negativ) verdeutlicht.
In einer Ansicht von oben in Y-Achsrichtung wird Licht, das von
dem optischen Lichtwellenleiter 104 ausgesandt wird und
abstrahlt, einmal vollständig
an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn reflektiert und dabei konvergiert. Dann werden Lichtstrahlen
in der Lichtaufnahmefläche
des Lichtaufnahmeelementes 106 gesammelt. Des weiteren,
in einer Ansicht von oben in X-Achsrichtung, wird, da die Dicke
des Lichtbahnumwandlungselementes 100 allmählich dünner entlang der
Lichtausbreitungsrichtung ausgeführt
ist, das Licht allmählich
auch in Dickenrichtung des Lichtbahnumwandlungselementes 100 konvergiert
und Licht, das in einem Bereich schmäler als die Dicke der Lichteintrittsfläche S101
konvergiert wird, wird durch das Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen.
Demzufolge wird Licht in diesem Lichtbahnumwandlungselement 100 sowohl
in der Z-X-Ebene und der Y-Z-Ebene konvergiert, folglich zeigt es
einen Aufbau für
eine hohe Lichtkonvergenzeffizienz bzw. -Wirkungsgrad.
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In
diesem Lichtbahnumwandlungselement 100 wird ein Teilbereich,
der nicht an der Lichtbahnumlenkung mitwirkt, nämlich eine Endfläche 130,
die der Lichteintrittsfläche
S101 gegenüberliegt, beschnitten
bzw. gekürzt
und parallel zur Lichteintrittsfläche S101 ausgeführt, wobei
das Lichtbahnumwandlungselement 100 in kompakterer Ausführung gestaltet
werden kann und des weiteren die Anzahl der Referenzflächen zur
leichten Konfektionierung und Handhabung erhöht wird. Und, obwohl nicht
hierin dargestellt, kann die Anordnung eines Lichtprojektionselementes
anstelle des Lichtaufnahmeelementes 106 es ermöglichen,
Lichtstrahlen, die von jedem Lichtprojektionselement ausgestrahlt
werden, an der gekrümmten
Fläche 126 zu
reflektieren und diese in Richtung der Endfläche des optischen Lichtwellenleiters 104 zu
konvergieren bzw. zusammenzuführen und
in dem optischen Lichtwellenleiter 104 zu kombinieren bzw.
zu vereinigen.
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Um
die Lichtkonvergenzeffizienz- bzw. -Wirkungsgrad weiter zu verbessern,
kann, wie in der 7 gezeigt, die Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
derart ausgeführt
werden, dass diese ein Teil einer Ellipse 132 in der Ansicht
von oben wird. Die Endfläche
eines Lichtprojektionsmoduls, wie beispielsweise ein Lichtprojektionselement,
ein optischer Lichtwellenleiter 104 oder so ähnlich,
kann in einem Fokus bzw. Brennpunkt O1 der Ellipse 132 positioniert
werden, während
das Lichtaufnahmemodul, wie beispielsweise das Lichtaufnahmeelement 106, ein
optischer Lichtwellenleiter oder so ähnlich, in dem anderen Fokus
bzw. Brennpunkt O2 der Ellipse 132 angeordnet werden kann.
Im Besonderen ist es bevorzugt, dass der Winkel α zwischen der Lichtachse 133 eines
Lichtprojektionsmoduls, wie beispielsweise dem optischen Lichtwellenleiter 104,
und die Längsachse 134 der
Ellipse 132 mit 45 Grad ausgeführt ist. In solch einer Anordnung
wie oben genannt, wird Licht, das von dem Lichtprojektionsmodul
(an einem Fokus O1 der Ellipse) ausgestrahlt wird, an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn reflektiert, wird dann im anderen Fokus O2 der Ellipse
konvergiert. Deshalb wird Licht in dem Lichtaufnahmemodul auf effiziente
Art und Weise konvergiert und die Lichtkonvergenzeffizienz bzw.
-Wirkungsgrad wird möglichst
hoch werden.
-
Die
Umwandlungsfläche
der Lichtbahn 126 ist in der Ansicht von oben nicht auf
eine gekrümmte in
einer bogenförmigen
Form beschränkt.
Wie ein in der 8 oder in der 9 dargestelltes
Lichtbahnumwandlungselement 100 verdeutlicht, kann es auch als
gekrümmtes
Vieleck ausgeführt
werden. Vorzugsweise kann eine spezifische Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn, die gekrümmt
in einer bogenförmigen
Form ausgeführt
ist, aus polygonen bzw. vieleckigen Flächen aufgebaut sein. Diese
Lichtbahnumwandlungselemente 100 können durch Spritzgießen oder
Schneiden eines transparenten Substrates erzeugt werden. Demzufolge
ist es möglich,
Lichtbahnumwandlungselemente 100 herzustellen, die eine extrem
einfache und leichte Lichtbahnumlenkung und Lichtzusammenführung ermöglichen,
und die Herstellungskosten zu begrenzen.
-
Des
weiteren, kann, wie in der 10 dargestellt,
in dem Fall, in welchem ein Teilbereich durch welchen Licht nicht
hindurch tritt (der Bereich 138, verdeutlicht durch eine
unterbrochene Linie) im wesentlichen entfernt werden, wodurch es
möglich
wird, die Größe davon
kleiner zu gestalten, und so auch den Herstellungspreis durch Reduzierung
der Rohmaterialkosten zu reduzieren. Zum Beispiel, in dem Fall,
wenn die Anzahl der Aperturen (Na) eines optischen Lichtwellenleiters
0.5 beträgt,
und der Brechungsindex des Lichtbahnumwandlungselementes 100 1,5
beträgt,
stellt sich der Lichtausbreitungs- bzw. Lichtstreuungswinkel in
dem Moment, wenn das Licht durch das Lichtbahnumwandlungselement 100 hindurchtritt,
bei ungefähr
40 Grad ein. In Anbetracht dieses Lichtausbreitungs- bzw. Lichtstreuungswinkels
kann der Bereich 138 entfernt werden.
-
Des
weiteren kann, wie in der 11 gezeigt,
ein reflektierender Film 140 an einem erforderlichen Teilbereich
der Umwandlungsoberfläche 126 der
Lichtbahn durch Auftragen eines metallischen Filmes oder dem Ausbilden
mehrfach reflektierender Schichten ausgebildet werden. Durch Anordnung
eines reflektierenden Filmes 140 an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn des optischen Elementes 100 in der oben genannten
Art ist es möglich, zu
verhindern, dass Licht von der Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
entweicht und die Lichtübertragungseffizienz
bzw. -Wirkungsgrad weiter zu erhöhen.
-
Zweite Ausführungsform
-
Die 12 verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines optischen Wellenkombinierers- bzw.
Wellenmischers und Wellenseperators bzw. Wellenentmischers 101 als
noch weitere bevorzugte Ausführungsform
eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem optischen Wellenkombinierer und Separator 101 ist
eine Rasterung (ein optisches Muster einer Rasterungsform) 143 an der
Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn des Lichtbahnumwandlungselementes 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet. Mit anderen Worten, ein Muster bzw. Design
von V-förmigen
Kerben bzw. Schlitzen, die sich in Y-Achsrichtung ausdehnen, ist entlang
der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn angeordnet und dadurch wird die Rasterung ausgebildet.
-
13 verdeutlicht
einen Fall, in welchem der optische Wellenkombinierer- bzw. Wellenmischer und
Wellenseperator bzw. Wellenentmischer 101 von 12 zur
optischen Wellentrennung bzw. Lichtwellenentmischung eingesetzt
wird. Ein optischer Lichtwellenleiter 104 ist so angeordnet,
dass dieser der Lichteintrittsfläche
S101 gegenüberliegt,
ein Lichtaufnahmeelement 106a ist nahe der Lage des Brennpunktes
von reflektierten Licht einer Wellenlänge λ1 durch die Rasterung 143 an
der Lichtaustrittsfläche S102
angeordnet und das andere Lichtaufnahmeelement 106b ist
nahe der Lage des Brennpunktes des durchdringenden Lichtes der Wellelänge λ2 durch die Rasterung 143 so
angeordnet, dass dieses gegenüber
dem optischen Lichtwellenleiter 104 gegenüber der
Rasterung liegt. In dieser Anordnung, wie in 13 gezeigt,
wird das Licht L, das Lichtstrahlen der Wellenlängen λ1 und λ2 aufweist, die durch den optischen
Lichtwellenleiter 104 überschneidend übertragen
werden, an der Endfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 ausgeworfen und wird
dann durch das Lichtbahnumwandlungselement 100 geführt. Wenn
das Licht L die Rasterung 143 erreicht, wird Licht L1 einer
Wellenlänge λ1 an der
Rasterung 143 reflektiert und in Richtung des Lichtaufnahmeelementes 106a konvergiert
und vom Lichtaufnahmeelement 106a aufgenommen. Licht 12 der
anderen Wellenlänge λ2 dringt
in die Rasterung ein und wird in Richtung des Lichtaufnahmeelementes 106b konvergiert
und wird vom Lichtaufnahmeelement 106b aufgenommen.
-
Und
obgleich nicht hierin dargestellt, wird, falls ein Lichtprojektionselement
zur Erzeugung von Licht der Wellenlänge λ1 anstelle des Lichtaufnahmeelementes 106a angeordnet
ist, und ein anderes Lichtprojektionselement zur Erzeugung von Licht
der Wellenlänge λ2 anstelle
des Lichtaufnahmeelementes 106b angeordnet ist, Licht der
Wellenlänge λ1, das vom
erstgenannten Lichtprojektionselement emittiert wird, an der Rasterung 143 reflektiert
und danach im optischen Lichtwellenleiter 104 zusammengeführt, während Licht
der Wellenlänge λ2, das vom
letztgenannten Lichtprojektionselement ausgestrahlt wird, durch
die Rasterung 143 durchdringt und danach im optischen Lichtwellenleiter 104 zusammengeführt wird.
Dadurch wird Licht der Wellenlänge λ1 und Licht
der Wellenlänge λ2 in dem
optischen Lichtwellenleiter 104 miteinander kombiniert
bzw. gemischt. Mit anderen Worten, eine Einrichtung dieser bevorzugten
Ausführungsform
kann als ein optischer Wellenkombinierer- bzw. Wellenmischer eingesetzt werden.
-
Dritte Ausführungsform
-
14 zeigt
eine Perspektivansicht auf einen optischen Wellenkombinierer- bzw.
Wellenmischer und Verzweiger 102 als noch weitere bevorzugte
Ausführungsform
eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem optischen Wellenkombinierer- bzw. Wellenmischer
und Verzweiger 102 ist ein Halbspiegel 145 an
der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn eines Lichtbahnumwandlungselementes 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet bzw. angefügt. 15 zeigt
einen Fall, in welchem der optische Wellenkombinierer und Verzweiger 102 gemäß 14 zur
optischen Wellenaufteilung – bzw.
Entmischung eingesetzt wird. Ein optischer Lichtwellenleiter 104 ist
derart angeordnet, das er der Lichteintrittsfläche S101 gegenüberliegt,
ein Lichtaufnahmeelement 106a ist an der Lichtaustrittsfläche S102
angeordnet, während
das andere Lichtaufnahmeelement 106b an der Vorderseite
des optischen Lichtwellenleiters 104 gegenüber dem
Halbspiegel 145 angeordnet ist.
-
In
dieser Anordnung, wie in 15 dargestellt,
wird, wenn Licht L von dem optischen Lichtwellenleiter 104 ausgestrahlt
wird, ein Teil des Lichtes, der durch das Lichtbahnumwandlungselement 100 hindurchtritt
und in den Halbspiegel 145 an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn am Halbspiegel 145 eintritt am Halbspiegel 145 reflektiert
und konvergiert in Richtung des Lichtaufnahmeelementes 106a und
wird durch das Lichtaufnahmeelement 106a aufgenommen. In
der Zwischenzeit wird Licht L, das durch den Halbspiegel 145 hindurchtritt,
gemäßigt konvergiert
und durch das Lichtaufnahmeelement 106b aufgenommen. Demgemäß wird Licht
L, das von dem optischen Lichtwellenleiter 104 ausgestrahlt wird,
durch den Halbspiegel 145 separiert bzw. entmischt und
wird von den Lichtaufnahmeelementen 106a und 106b aufgenommen.
-
Ist
anstelle des Halbspiegels in dieser bevorzugten Ausführungsform
ein dichroitischer bzw. dichromatischer Spiegel an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn angefügt,
kann die Einrichtung dieser bevorzugten Ausführungsform als ein optischer Wellenseparator
bzw. Wellenteiler genutzt werden. Und falls, hierin jedoch nicht
dargestellt, Lichtprojektionselemente anstelle der Lichtaufnahmeelemente 106a und 106b vorgesehen
werden, wird Licht, das von einem Lichtprojektionselement emittiert
wird, am Halbspiegel 145 reflektiert und Licht, das von
dem anderen Lichtprojektionselement emittiert wird, tritt in den
Halbspiegel 145 ein. Daher können beide Lichter in Richtung
der Endfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 konvergiert werden
und können
in dem optischen Lichtwellenleiter miteinander kombiniert bzw. gemischt
werden. Mit anderen Worten, eine Einrichtung dieser bevorzugten
Ausführungsform
kann als optischer Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer genutzt
werden.
-
Vierte Ausführungsform
-
16 zeigt
eine Perspektivansicht eines optischen Wellenkombinierers bzw. Wellenmischers und
Verzweigers 103 als noch weitere bevorzugte Ausführungsform
eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem optischen Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer
und Verzweiger 103 sind eine Mehrzahl benachbarter gekrümmter Oberflächen an
der Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
des Lichtbahnumwandlungselementes 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet. In 17 sind
zwei gekrümmte
Oberflächen 147a und 147b an
der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn ausgebildet. 17 verdeutlicht einen Fall,
bei welchem der optische Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer und
Verzweiger 103 als ein optischer Wellenteiler eingesetzt
wird. Ein optischer Lichtwellenleiter 104 ist angeordnet,
so dass dieser gegenüber
der Lichteintrittsfläche
S101 liegt. Licht L, das von dem optischen Lichtwellenleiter 104 ausgeworfen wird,
geht durch das Lichtbahnumwandlungselement 100 hindurch
und wird vollständig
an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn reflektiert. Licht L, das an der gekrümmten Oberfläche 147a reflektiert
wird und Licht L, das an der gekrümmten Oberfläche 147b reflektiert
wird, wird an unterschiedlichen Stellen an der Lichtaustrittsfläche S102
zusammengeführt. Deshalb
ist es möglich,
wenn ein Lichtaufnahmeelement 106a in der Nähe des Lichtkonvergenzpunktes des
Lichtes L, das durch die gekrümmte
Oberfläche 147a reflektiert
wird, angeordnet ist, während
das andere Lichtaufnahmeelement 106b in der Nähe des Lichtkonvergenzpunktes
des Lichtes L, das durch die gekrümmte Oberfläche 147b reflektiert
wird, angeordnet ist, Licht des optischen Lichtwellenleiters 104 gleichzeitig
zur Umwandlung von dessen Bahn zu verzweigen und kann durch die
Lichtaufnahmeelemente 106a und 106b aufgenommen
werden.
-
Ferner
kann, obgleich hierin nicht dargestellt, falls Lichtprojektionselemente
anstelle der Lichtaufnahmeelemente 106a und 106b vorgesehen
werden, das Licht, das von jedem Lichtprojektionselement ausgestrahlt
wird, an den gekrümmten
Oberflächen 147a beziehungsweise 147b reflektiert
und in Richtung der Endfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 konvergiert werden
und kombiniert in dem optischen Lichtwellenleiter 104.
Mit anderen Worten, kann eine Einrichtung dieser bevorzugten Ausführungsform
als ein optischer Wellenkombinierer genutzt werden.
-
Erste bevorzugte Ausführungsform, angewandt in einer
optischen Einrichtung bzw. einem optischen Gerät
-
18 verdeutlicht ein Beispiel einer Anwendung
eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem optischen Gerät. 18A zeigt eine Querschnittsdarstellung des Aufbaus
eines optischen Transceivers 111, während 18B eine
Ansicht von oben gemäß B auf 18A verdeutlicht, darstellend einen Lichtaufnahmeteilbereich
des optischen Transceivers 111. Die unterbrochenen Linien
in den 18A und 18B verdeutlichen
optische Lichtbahnen. In diesem optischen Transceiver 111 ist
ein Lichtprojektionselement 105 an einem Elementenstützbereich
angeordnet, der an der oberen Oberfläche einer Basis bzw. Grundplatte
angeordnet ist, und ein dreieckiges Prisma 117 ist in Richtung
des Lichtes, das aus dem Lichtprojektionselement 105 austritt,
angeordnet. Eine Linse 118 ist an einer Oberfläche des
dreieckigen Prismas 117 angeordnet, die dem Lichtprojektionselement 105 gegenüberliegt.
Ein Lichtbahnumwandlungselement 100 wird in einer Lage
benachbart zum dreieckigen Prisma 117 befestigt. (Ein optischer
Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer und Separator bzw. Wellenentmischer 101,
oder ein optischer Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer und Verzweiger 102 oder 103 kann
an dieser Stelle auch eingesetzt werden. Dies ist nachstehend das
gleiche). Auch ist ein Lichtaufnahmeelement 106 an einer
Lichtaustrittsfläche
S102 des Lichtbahnumwandlungselementes 100 angefügt. Des
weiteren werden die Lichtaustrittsfläche des dreieckigen Prismas 117 und
die Lichteintrittsfläche
S101 des optischen Elementes mit dem optischen Lichtwellenleiter 104 zusammengeschlossen.
-
In
diesem optischen Transceiver 111 wird, wie in 18A gezeigt, Licht, das horizontal vom Lichtprojektionselement 105 emittiert
wird, an Linsen 118 konvergiert, danach wird dieses vollständig nach oben
an der geneigten Fläche
des dreieckigen Prismas 117 reflektiert und wird an der
Endfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 zusammengeführt. Im Gegensatz
dazu tritt Licht, wie in 18B dargestellt,
das von dem optischen Lichtwellenleiter 104 ausgestrahlt
wird, von der Lichteintrittsfläche
S101 in das Lichtbahnumwandlungselement 100, worin das Licht
geführt
und vollständig
an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn reflektiert wird. Dabei wird die Lichtbahn an dieser um
90 Grad gebeugt und Licht wird konvergiert und durch das Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen,
welches an der Lichtaustrittsfläche
S102 angeordnet ist.
-
Entsprechend
solch einem optischen Transceiver 111 ist es möglich, die
Lichtbahn des eintretenden Lichtes am Lichtbahnumwandlungselement 100 zu
beugen und gleichzeitig Licht in das Lichtaufnahmeelement 106 zu
konvergieren. Als Konsequenz ist eine separate Linse zum Konvergieren
von Licht oder so ähnlich
nicht erforderlich und des weiteren ist es möglich, optische Signale effizient
zu erhalten, indem Lichtaufnahmeelemente 106 mit einem
kleinen Lichtaufnahmebereich genutzt werden.
-
Und,
weil die Lichtaufnahmefläche
des Lichtaufnahmeelementes 106 nicht der Endfläche des
optischen Lichtwellenleiters 104 gegenüberliegt, ist es möglich, zu
verhindern, dass Licht, das vom Lichtprojektionselement 105 ausgestrahlt
wird und an der Endoberfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 reflektiert wird,
als zurückgeworfenes
Licht durch das Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen wird.
Deshalb ist es möglich,
ein Übersprechen
des optischen Transceivers 111 zu vermeiden. Darüber hinaus
tritt kaum Licht in das Lichtbahnumwandlungselement 100 ein,
weil die Ebene, in welcher Licht, das vom Lichtprojektionselement 105 ausgestrahlt
wird, übertragen
wird, (die Ebene parallel zur Papierebene gemäß 18A)
in einem rechten Winkel zur Ebene angeordnet ist, in welcher das
Licht vom Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen wird, (die
Ebene senkrecht zur Oberfläche
des Papiers gemäß 18A), auch wenn Licht, das vom Lichtprojektionselement 105 emittiert
wird und an der Endoberfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 reflektiert wird,
in das Lichtbahnumwandlungselement eintritt. Als ein Ergebnis ist
es möglich,
ein Übersprechen
effizienter zu verhindern.
-
Zweite bevorzugte Ausführungsform, angewandt in einem
optischen Gerät
-
Die 19 und 20 verdeutlichen ein Beispiel einer Anwendung
eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung auf ein weiteres optisches Gerät. 19 verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines optischen Transceivers 112.
Ein Lichtprojektionselement 105, ein optischer Lichtwellenleiter 104 und
ein Lichtaufnahmeelement 106 sind im optischen Element 160 angeordnet. 20A zeigt eine Perspektivansicht des optischen
Elementes 160 in Explosionsdarstellung, das in dem optischen
Transceiver 112 eingesetzt wird, während 20B ein Schema
zur Erläuterung
der Verbindung bzw. des Anschlusses des optischen Lichtwellenleiters 104 mit dem
optischen Element 160 darstellt. In dem optischen Element 160,
das hierin eingesetzt wird, ist wie in der 20A gezeigt,
ein Übertragungskern
bzw. Übertragungskernstück 163 in
einen geraden Schlitz 162 eingebettet, der in einem Hüllsubstrat 161 angeordnet
ist, und das Hüllsubstrat 161 und
der Übertragungskern 163 sind
mit einer Trennschicht 164 überzogen bzw. bedeckt und zum
Beispiel ein Lichtbahnumwandlungselement 100, wie in den 3 oder 5 gezeigt
(An dieser Stelle können
auch ein optischer Wellenkombinierer und Separator 101 oder ein
optischer Wellenkombinierer und Verzweiger 102 oder 103 eingesetzt
werden. Dies ist nachstehend das gleiche.) wird laminiert bzw. geschichtet,
wie ein Aufnahmekern an der Trennschicht 164. Der Brechungsindex
des Übertragungskerns 163 und
des Aufnahmekerns (Lichtbahnumwandlungselement 100) wird
größer ausgeführt als
der der Trennschicht 164 und des Hüllsubstrats 161. Der Übertragungskern 163 ist
in einer konischen Form ausgebildet, worin der Bereich der einen
Endfläche
(Eintrittsendfläche 166)
größer ist
als der der anderen Endfläche (Austrittsendfläche 167).
-
Im
optischen Transceiver 112, wie in der 19 dargestellt,
ist das Lichtprojektionselement 105 an der Endfläche des
Hüllsubstrats 161 angeordnet,
so dass dieses der Eintrittsendfläche 166 des Übertragungskerns 163 gegenüberliegt,
und das Lichtaufnahmeelement 106 wird an die Lichtaustrittsfläche S102
des Aufnahmekerns (Lichtbahnumwandlungselement 100) angefügt. Und
die Austrittsendfläche 167 des Übertragungskerns 163,
wird wie in der 20b dargestellt, unter der Lichteintrittsfläche S101
des Aufnahmekerns 165 positioniert. Ein Ende des optischen
Ein-Kern-Lichtwellenleiters 104 wird mit
dem Endbereich des optischen Transceivers 112 verbunden
bzw. angeschlossen, so dass dieser der Austrittsendfläche 167 des Übertragungskerns 163 gegenüberliegt
und der Lichteintrittsfläche
S101 des Aufnahmekerns (Lichtbahnumwandlungselement 100).
Wie auch in der 20B dargestellt, wird der optischen
Lichtwellenleiter 104 so angeschlossen, dass die Austrittsendfläche 167 des Übertragungskerns 163 eingeschlossen
ist im Bereich der Endfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104.
-
In
der oben genannten Anordnung, wie in der 19 gezeigt,
geht Licht, das vom Lichtprojektionselement 105 ausgestrahlt
wird, von der Eintrittsendfläche 166 in
den Übertragungskern 163 und
geht durch den Übertragungskern 163.
Licht, das von der Austrittsendfläche 167 des Übertragungskerns 163 ausgestrahlt
wird, tritt in den optischen Lichtwellenleiter 104 ein
und wird durch den optischen Lichtwellenleiter 104 übertragen.
Im Gegensatz dazu tritt Licht, das durch den optischen Lichtwellenleiter 104 hindurchgeht,
von der Lichteintrittsfläche
S101 in den Aufnahmekern (Lichtbahnumwandlungselement 100),
wird reflektiert an der Umwandlungsfläche 126 der Lichtbahn
des Aufnahmekerns (Lichtbahnumwandlungselement 100) und
wird gleichzeitig konvergiert. Dann wird das Licht von der Lichtaustrittsfläche S102
ausgeworfen und vom Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen.
Dieser optische Transceiver 111 kann in dem Fall eingesetzt
werden, in welchem Licht, das projiziert und aufgenommen wird, zum
Beispiel von einem fotoelektrischen Sensor oder so ähnlich bereitgestellt
wird durch Nutzung eines optischen Ein-Kern-Lichtwellenleiters 104.
-
Dritte bevorzugt Ausführungsform, eingesetzt in einem
optischen Gerät
-
Die 21 und 22 verdeutlichen ein Beispiel einer Anwendung
eines optischen Elementes gemäß der vorliegen
Erfindung in noch einem weiteren optischen Gerät. Die 21 verdeutlicht
eine Perspektivansicht auf einen optischen Transceiver 113.
Ein Lichtprojektionselement 105, ein optischer Lichtwellenleiter 104 und
ein Lichtaufnahmeelement 106 sind in einem optischen Element 169 angeordnet
bzw. zusammengefasst. Die 22A verdeutlicht
eine Perspektivansicht eines optischen Elementes 169 in
einer Explosionsdarstellung, das in einem optischen Transceiver 113 eingesetzt
wird, während 22B ein Schema zur Erläuterung des Anschlusses des optischen
Lichtwellenleiters 104 an das optische Element 169 wiedergibt.
In dem optischen Element 169, das darin eingesetzt wird,
wie in der 22A gezeigt, ist ein Aufnahmekern 171 in
einem geraden Schlitz bzw. Nut 170, die in einem Hüllsubstrat 161 angeordnet
ist, eingebettet, und das Hüllsubstrat 161 und
der Aufnahmekern 171 sind von einer Trennschicht 164 umschlossen
bzw. bedeckt und zum Beispiel ein Lichtbahnumwandlungselement 100,
wie in den 3 oder 5 dargestellt
(Es kann an dieser Stelle auch ein optischer Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer
und Separator bzw. Wellenentmischer 101, oder ein optischer
Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer und Verzweiger 102 oder 103 eingesetzt
werden. Dies ist nachstehend das gleiche.) wird geschichtet wie
ein Übertragungskern
an der Trennschicht 164. Hier ist der Brechungsindex des
Aufnahmekerns 171 und des Übertragungskerns (Lichtbahnumwandlungselement 100)
größer ausgeführt als
der der Trennschicht 164 und des Hüllsubstrates 161.
Der Aufnahmekern 171 ist in konischer Form ausgebildet,
wobei der Bereich einer Endfläche (Eintrittsendfläche 166)
größer ist
als der der anderen Endfläche
(Austrittsendfläche 167).
-
In
dem optischen Transceiver 113, wie in der 21 dargestellt,
ist das Lichtaufnahmeelement 106 an der Endfläche des
Hüllsubstrats 161 so
angeordnet, dass es gegenüber
der Austrittsendfläche 167 des
Aufnahmekerns 171 liegt, und das Lichtprojektionselement 105 ist
an der Lichteintrittsfläche S101
des Übertragungskerns
(Lichtbahnumwandlungselement 100) befestigt. Und die Eintrittsendfläche 166 des
Aufnahmekerns 171 ist wie in 22B gezeigt,
unterhalb der Lichtaustrittsfläche
S102 des Übertragungskerns
(Lichtbahnumwandlungselement 100) positioniert. Ein Ende
des optischen Ein-Kern-Lichtwellenleiters 104 ist
mit dem Endbereich des optischen Transceivers 113 so verbunden, dass
dieser der Eintrittsendfläche 166 des
Aufnahmekerns 171 und der Lichtaustrittsfläche S102
des Übertragungskerns
(Lichtbahnumwandlungselement 100) gegenüberliegt. Wie in 22B auch gezeigt, ist der optische Lichtwellenleiter 104 so
angeschlossen, dass die Eintrittsendfläche 166 des Aufnahmekerns 171 aus
dem Bereich der Endfläche
des optischen Lichtwellenleiters 104 herausragt.
-
In
der oben erwähnten
Anordnung, wie in der 21 gezeigt, tritt Licht, das
vom Lichtprojektionselement 105 ausgestrahlt wird, von
der Lichteintrittsfläche
S101 in den Übertragungskern
(Lichtbahnumwandlungselement 100) und wird an der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn des Übertragungskerns
(Lichtbahnumwandlungselement 100) reflektiert und gleichzeitig
konvergiert. Das Licht wird dann von der Lichtaustrittsfläche S102
ausgeworfen und tritt in die Endfläche des optischen Lichtwellenleiters 104 ein
und wird entlang des optischen Lichtwellenleiters 104 übertragen.
Im Gegensatz dazu tritt das Licht, das durch den optischen Lichtwellenleiter 104 hindurchgeht,
von der Eintrittsendfläche 166 in
den Aufnahmekern 171 ein und wird durch den Aufnahmekern 171 übertragen.
Licht, das von der Austrittsendfläche 167 des Aufnahmekerns 171 ausgestrahlt
wird, wird vom Lichtaufnahmeelement 106 aufgenommen. In
Beachtung der oben genannten optischen Transceiver 111, 112 und 113 ist
es möglich,
einen optischen Transceiver in kompakter Größe herzustellen und eine hohe
Kommunikationsgeschwindigkeit zu erreichen und des weiteren die Lichtverluste
und ein Übersprechen
(cross talk) zu reduzieren.
-
Vierte bevorzugte Ausführungsform, eingesetzt in einem
optischen Gerät
-
23 verdeutlicht
ein Beispiel einer Anbindung eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung in noch einem anderen optischen Gerät. 23 zeigt
eine Querschnittsdarstellung eines Aufbaus eines gekrümmten Verbinders
bzw. Anschlusses 114. In diesem gekrümmten Verbinder 114 ist
eine Endfläche
des optischen Ein-Kern-Lichtwellenleiters 104 so angeordnet,
dass diese der Lichteintrittsfläche
S101 und einer Lichtaustrittsfläche
S102 des Lichtbahnumwandlungselementes 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung gegenüberliegt
(An dieser Stelle kann auch ein optischer Wellenkombinierer bzw.
Wellenmischer und Separator bzw. Wellenentmischer 101,
oder ein optischer Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer und Verzweiger 102 oder 103 eingesetzt
werden. Dies ist nachstehend das gleiche.) und die Basisendfläche eines
Eingangs-/Ausgangsanschlusses 187 angeordnet ist, um der Lichtaustrittsfläche S102
oder der Lichteintrittsfläche 101 des
Lichtbahnumwandlungselementes 100 gegenüberzuliegen.
-
Dieser
gekrümmte
Verbinder bzw. Anschluss 114, welcher Licht in beiden Richtungen
zwischen dem optischen Lichtwellenleiter 104 und dem Eingangs-/Ausgangsanschluss 187 übertragen
kann, ist optisch mit einem dazu passenden Verbinder bzw. Anschluss
durch Einfügen
des Eingangs-/Ausgangsanschlussteilbereiches 187 davon
in solch einen zugeordneten Verbinder bzw. Anschluss (zum Beispiel ein
Verbinder bzw. Anschluss für
Eingangs- und ausgehende Signale angeordnet an einem Gerät) verbunden
bzw. angeschlossen. So kann zum Beispiel durch Anordnung dieses
gekrümmten
Verbinders 114 an beiden Enden eines Kabels (ein optischer Lichtwellenleiter 104)
und durch Einfügen
dieses gekrümmten
Verbinders bzw. Anschlusses in zwei Geräte zur optischen Kommunikation,
die optische Kommunikation zwischen diesen zwei Geräten realisiert
werden.
-
In
solch einem gekrümmten
Verbinder 114, wenn dieser in ein Gerät eingefügt wird, wird dessen Kabel
oder Verbinder bzw. Anschluss nicht so weit hervorstehen wie in
einem Verbinder gerader Bauform, welcher bevorzugt wird. Jedoch,
war es schwierig, solch einen gekrümmten Verbinder in kompakter Größe auszuführen, wenn
solch ein gekrümmter
Verbinder durch Biegung eines optischen Lichtwellenleiters in einem
Verbinder erzeugt wurde, weil der Minimalkurvenradius eines optischen
Wellenleiters so groß wie
25 mm war. Mittlerweile, ist es entsprechend einem gekrümmten Verbinder 114,
genutzt in einem optischen Element der vorliegenden Erfindung, möglich, ein
optisches Element zur Beugung einer Lichtbahn um rund 3 bis 5 mm
zu realisieren, im Ergebnis ist es möglich, einen extrem kleinen
gekrümmten Verbinder
herzustellen. Des weiteren ermöglicht
dieser gekrümmte
Verbinder 114 auch, Lichtstrahlen durch ein Lichtbahnumwandlungselement 100 zu konvergieren.
Demgemäß kann dieser
gekrümmte Verbinder
mit einem optischen Lichtwellenleiter oder einem optischen Leiter
(einem Wellenleiter) und ähnlichen
mit unterschiedlichen Kerndurchmessern verbunden bzw. zusammengeschlossen
werden.
-
Die
entsprechend bevorzugten Ausführungsformen,
die oben genannt sind, sind nicht speziell beschränkt auf
die Verwendung eines Lichtprojektionsmoduls oder eines Lichtaufnahmemoduls
und ein Fachmann würde
darunter jede Anordnung verstehen, zum Beispiel ein Lichtprojektionselement → ein optisches
Element → ein
Lichtaufnahmeelement, ein Lichtprojektionselement → ein optisches
Element → ein
optischer Lichtwellenleiter, und ein optischer Lichtwellenleiter → ein optisches
Element → ein
Lichtaufnahmeelement. Während
als ein optischer Lichtwellenleiter ein plastischer optischer Stufenindexlichtwellenleiter
(Stepp index plastic optical fiber) eingesetzt werden kann, ist
die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen Typ beschränkt.
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Fünfte
Ausführungsform,
eingesetzt in einem optischen Gerät
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Die 24 und 25 zeigen ein Beispiel einer Anwendung
eines optischen Elementes gemäß der vorliegenden
Erfindung auf noch ein weiteres optisches Gerät. 24 verdeutlicht
eine Perspektivansicht auf ein Anwendungsbeispiel in einem optischen Transceiver 115.
Die 25a beziehungsweise 25b zeigen eine Ansicht von oben und eine Ansicht
von rechts auf ein Lichtbahnumwandlungselement 191 (Ein
optischer Wellenkombinierer bzw. Wellenmischer und Separator bzw.
Wellenentmischer 101, oder ein optischer Wellenkombinierer bzw.
Wellenmischer und Verzweiger 102 oder 103 können auch
an dieser Stelle eingesetzt werden. Dies ist nachfolgend das gleiche.),
das als ein Aufnahmekern des optischen Transceivers 115,
der in 24 dargestellt ist, eingesetzt
wird. Dieser optische Transceiver 115 wird als einer ausgeführt, bei welchem
ein Lichtprojektionselement 105, ein optischer Lichtwellenleiter 104 und
ein kompaktes Lichtaufnahmeelement 206 für Hochgeschwindigkeitskommunikation
optisch mit einem Lichtbahnumwandlungselement 191 verbunden
bzw. angeschlossen sind.
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Der
optische Transceiver 115 umfasst ein Hüllsubstrat 161, einen Übertragungskern 163,
der in einem Schlitz an der Oberfläche des Hüllsubstrats 161 ausgebildet
ist, eine Trennschicht 164, die am Hüllsubstrat 161 ausgebildet
ist, und ein Lichtbahnumwandlungselement 191, das an der
Trennschicht 164 ausgebildet ist. Ein Lichtprojektionselement 105 ist
in einer Lage der Lichteintrittsfläche des Übertragungskerns 163 gegenüberliegend
angeordnet, während
ein optischer Lichtwellenleiter 104 in einer Lage angeordnet
ist, in der dieser dem Lichtaustrittsende des Übertragungskerns 163 und
dem Lichteintrittsende des Lichtbahnumwandlungselementes 191 gegenüberliegt.
Ferner ist ein Lichtaufnahmeelement 206 in einer Lage der
Endfläche
des vorstehenden Teilbereiches 191a des Lichtbahnumwandlungselementes 191 gegenüberliegend
angeordnet.
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Wie
in den 25A und 25B dargestellt,
weist das Lichtbahnumwandlungselement 191 des optischen
Transceivers 115 eine Form auf, in welcher nahe des Lichtaustrittsendes
des Lichtaufnahmekernes (Lichtbahnumwandlungselement 100) des
optischen Transceivers 112, wie in einer Perspektivansicht
in 19 und einer Explosionsperspektivansicht in 20 dargestellt, einen vorspringen Teilbereich 191a beigefügt wird,
der eine Verjüngung
bzw. einen Konus aufweist, so dass die Höhe und die Weite allmählich in
Richtung von dessen Ende verkleinert wird. Die Endoberfläche dieses
vorspringenden Bereiches 191a wird zur Lichtausgangsfläche des
Lichtbahnumwandlungselementes 191. Die Neigung einer jeden
Ebene, die den vorspringenden Teilbereich 191a konfiguriert,
ist so ausgeführt, dass
der Bereich und die Form der Endfläche des vorspringenden Teilbereiches 191a als
Lichtaufnahmefläche
für das
Lichtaufnahmeelement 206 geeignet sind.
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Jedoch
zum Zwecke und der Begrenzung der Übertragungsverluste in dem
vorspringenden Teilbereich 191a ist es bevorzugt, dass
jede Seitenfläche,
die den vorspringen Teilbereich 191a konfiguriert, mit
einer Neigung angeordnet ist für
das Licht, um in einem Winkel über
dem Gesamtreflexionswinkel zu gehen. Während in der 24 eine
Verjüngung
bzw. ein Konus in Höhen-
und Weitenrichtung ausgebildet ist, kann eine Verjüngung bzw.
ein Konus jedoch auch entweder in Höhenrichtung oder in Weitenrichtung
ausgebildet sein.
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In
der oben genannten Anordnung wird Licht, das von einem optischen
Lichtwellenleiter 104 in Richtung des Lichteintrittsendes
des Lichtbahnumwandlungselementes 191 gestrahlt wird, von
der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn des Lichtbahnumwandlungselementes 191 reflektiert
und dessen Übertragungsrichtung
wird um etwa bzw. über
90 Grad geändert
und das Licht tritt in den vorspringenden Teilbereich 191a ein.
Der Öffnungsteilbereich
an der Lichteintrittsseite des vorspringenden Teilbereiches 191a weist
einen Bereich bzw. Fläche
auf, die ausreicht für
das gesamte oder das meiste Licht, das von der Umwandlungsfläche 126 der
optischen Bahn reflektiert wird, und ist auch an solch einer Lage
für das
gesamte oder das meiste Licht, das von der Umwandlungsfläche 126 der
Lichtbahn reflektiert wird, angeordnet. Das Gebiet der Endfläche an der Lichtaustrittsseite
des vorstehenden Teilbereiches 191a wird kleiner ausgeführt als
das der Lichtaufnahmefläche
des Lichtaufnahmeelementes 206. Als ein Ergebnis wird Licht,
das in den vorstehenden Teilbereich 191a eintritt, an der
oberen und unteren Oberfläche
oder der linken und der rechten Oberfläche davon reflektier und konvergiert
in Richtung der Lichtaufnahmefläche
des Lichtaufnahmeelementes 206, infolgedessen ist es möglich, das
Licht in das Lichtaufnahmeelement 206 ohne Verluste eintreten
zu lassen.
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Weil
in dem optischen Transceiver 112, wie in der 19 gezeigt,
wird, wenn die Eingangsfläche einer
Seitenfläche
des Aufnahmekerns (Lichtbahnumwandlungselement 100) als
Lichtaustrittsendfläche
ausgeführt
ist, wird der Querschnittsbereich des bzw. der Lichtstrahlen, die
von dem optischen Lichtwellenleiter 104 in den Aufnahmekern
(Lichtbahnumwandlungselement 100) eintreten, ähnlich dem
Querschnittsbereich von Lichtstrahlen, die von dem Aufnahmekern
(Lichtbahnumwandlungselement 100) zum Lichtaufnahmeelement 106 ausgestrahlt
werden, ausgeführt.
Deshalb war es nicht möglich,
wenn ein optischer Lichtwellenleiter 104, der einen relativ großen Strahlungsquerschnittsbereich
aufweist, eingesetzt wurde, den Querschnittsbereich für austretendes
Licht so klein wie den Bereich bzw. die Fläche des Lichtaufnahmebereiches
des Lichtaufnahmeelementes 206 auszuführen, um für Hochgeschwindigkeitskommunikation
in Kompaktgröße genutzt
zu werden kleiner als das Lichtaufnahmeelement 106. Deshalb,
selbst wenn ein Lichtaufnahmeelement für Hochgeschwindigkeitskommunikation
mit einem geringen Lichtaufnahmeflächenbereich angeordnet ist und
mit einem Aufnahmekern (Lichtbahnumwandlungselement 100)
verbunden bzw. angeschlossen, wie in der 19 gezeigt,
wird das Licht nicht effektiv durch die Lichtaufnahmefläche aufgenommen
und im Ergebnis werden die Verbindungsverluste größer.
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Jedoch
gemäß dem optischen
Transceiver 115 der vorliegenden Ausführungsform, die in 24 gezeigt
ist, ist der vorspringende Teilbereich 191a an dem Lichtbahnumwandlungselement 191 angeordnet
und das Lichtaustrittsende ist ausgebildet, um der Form und die
Größe der Lichtaufnahmefläche des Lichtaufnahmeelementes 206 zu
entsprechen. Als Ergebnis ist es möglich, die Verbindungsverluste
in den Lichtaufnahmeelementen zu begrenzen.