JP2000047071A - 光送受信モジュール、光送受信中継器、及びそれらを用いた光送受信システム - Google Patents

光送受信モジュール、光送受信中継器、及びそれらを用いた光送受信システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光送受信モジュール及び光送受信中継器にお
いて、ライトガイドと光ファイバーや光ファイバーと光
ファイバーとの光伝送効率を高め、効率の良い全二重方
式の光送受信システムを得ること。 【解決手段】 光伝送用光ファイバーに接続された脱着
可能な光プラグと、複数の光に分岐する分岐型ライトガ
イドと、分岐型ライトガイドとの間で光信号の授受を行
う光半導体素子と、該光プラグと分岐型ライトガイドと
該光半導体素子とを収納保持するハウジングとを備えた
光送受信モジュールであり、該光プラグと分岐型ライト
ガイドとの光学的な接続を該光ファイバーや分岐型ライ
トガイドの屈折率とほぼ等しい屈折率を有する光透光性
部材を介して行うことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１本の光ファイバ
ーまたは空間を共有して送受信を行う光通信システムに
用いられる光送受信モジュール、光送受信中継器、及び
それらを用いた光送受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信用デバイスはこれまで幹線系シス
テムの大容量化と長距離化とともに発展してきた。幹線
系にはガラス製光ファイバーを用いるが、家庭内では光
ファイバーケーブルの曲げ易さや低価格であることか
ら、プラスチック製の光ファイバーケーブルを使用する
ことが有力視されている。実際、オーディオのデジタル
信号をプラスチック製の光ファイバーケーブルにより伝
送することが、ＡＶ機器間で広く行われている。家庭内
では部屋内の模様替え等により、光ファイバーケーブル
の配線変更やそれに伴う光プラグの脱着、ケーブルの延
長が頻繁に行われることが予想され、また、使用状況に
応じて短距離・低速通信ならば、光空間伝送を用い、長
距離・高速通信ならば光ファイバーケーブルを用いる
等、通信媒体をユーザーが切り換えて使用することが予
想され、これらニーズに応じる光送受信システムの開発
が進められている。
【０００３】本出願人は、特開平６−１４０１０６号公
報において、配線の自由度を高め、モジュールの小型化
が可能な、信号光を送信する発光素子と、信号光を受信
する受光素子を同時に搭載し、１本の光ファイバーを共
有して光授受を行う光モジュールを提案し、これを図１
９に示す（以下、従来例１と呼ぶ）。
【０００４】図１９（ａ）は従来例の光送受信モジュー
ル８５の光プラグ挿入時の上面断面構造を示し、図１９
（ｂ）は従来例の光送受信モジュール８５の光プラグ挿
入時の横面断面構造を示す。
【０００５】図１９において、光送受信モジュール１８
５は、光ファイバー部１８６、光プラグ１８７、２分岐
型ライトガイド１８８（１８８ａ、１８８ｂ）、モール
ドパッケージされた発光部１８９、受光部１９０及び、
これらの光プラグ１８７と２分岐型ライトガイド１８８
と発光部１８９と受光部１９０とを収納するハウジング
１９１から構成されている。
【０００６】光送受信モジュールの発光部１８９からの
光送信信号は、２分岐ライトガイド１８８ａの端面に入
射する。入射した送信光はライトガイド内面を全反射し
ながら伝導し、ライトガイドのファイバ側端面から空気
層へと出射する。ライトガイドを出射した送信光は、
０．１ｍｍ程の間隙９２を介した後、光プラグ１８７内
の光ファイバーへ入射する。
【０００７】一方、光送受信モジュールの光ファイバー
に入射した光受信信号は、光プラグ１８７内の光ファイ
バーを出射し、０．１ｍｍ程度の間隙１９２を介した
後、２分岐ライトガイド１８８ｂの端面に入射する。入
射した受信光はライトガイド内面を全反射しながら伝導
し、ライトガイドの受信素子側端面から出射する。出射
した受信光は受光部１９０に入射し、電気的な受信信号
に変換される。
【０００８】図２０は、従来例による光送受信モジュー
ルと光送受信中継器とを用いた光送受信システムの構成
図である（以下、従来例２と呼ぶ）。
【０００９】従来例の光送受信システム１９３は、２つ
の従来例の光送受信モジュール１８５と、従来例の光送
受信中継器１９４を介して、２本の光ファイバー部１８
６で光学的に接続して構成したものである。
【００１０】従来例の光送受信中継器１９４の構成につ
いては、特開平５−３３３２３７号公報等（以下、従来
例３と呼ぶ）があり、挿入された２本の光プラグ１８７
は、０．１〜０．３ｍｍ程の間隙（空気層）１９５を介
して対向し、光伝送が行われる。１９２は２分岐ライト
ガイドと光プラグ１８７との間隙である。
【００１１】本出願人は、特開平８−１３０５０７号公
報において、ファイバー伝送と光空間伝送の両方を行う
光送受信モジュール１９６を提案し、これを図２１に示
す（以下、従来例４と呼ぶ）。光送受信モジュール１９
６は、発光部１９７からの光信号は、光ガイド部１９
８、空間１００、光ガイド部１９８を介して、受光部１
９９に伝送され、電気信号に変換されるものである。光
ガイド部１９８と光ガイド部１９８との伝送は、発散光
または平行光による空間伝送である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１、２、３では、光送受信モジュール内のライトガイド
と光ファイバーの接続や光送受信中継器内の光ファイバ
ーと光ファイバーとの接続においては、いずれも或る間
隙を介して行われており、この間隙があるため、その端
面での自送信反射光が自受信器に入射し、通信方式は半
二重方式（ピンポン伝送）とせざるを得ず、全二重方式
に比べ伝送容量が半分になってしまう問題があった。全
二重方式とは、同一時刻において、送信と受信が同時に
行われている状態の伝送方式を言う。
【００１３】さらに、光学的な面から、光反射率を一例
として算出する。一つの境界での垂直光反射率ＴV は、
ＴV ＝（ｎ１−ｎ２）2 ／（ｎ１＋ｎ２）2 となる。光
ファイバー端面と空気層との間の反射率は、光ファイバ
ーをアクリル材料で作成すると、アクリル材料の屈折率
ｎ１＝１．４９、空気の反射率ｎ２＝１であるから、垂
直光反射率ＴV は、ＴV ＝３．９％となる。ライトガイ
ドと空気層との間の反射率は、ライトガイドをアクリル
で作成すると、上と同様な計算から３．９％となる。フ
ァイバの伝送損失を考えない（ケーブル長が短い）場合
は、図２０に示す構成では、間隙が、９２、９５、９
２、と３つ存在するため、総反射率ＲT は各々の垂直光
反射率ＴV の和であるから、３．９％×６＝２３．４％
と非常に大きいものとなる。
【００１４】この問題に対し、ライトガイド端面と光フ
ァイバー端面に反射防止膜を施すとコストが増加すると
いう問題があった。
【００１５】従来例３では、間隙により伝送損失が生じ
るため、多段接続に限界があった。また、光ファイバー
端面に反射防止膜を施すとコストが増加するという問題
があった。
【００１６】従来例４では、光ガイド部が発光素子また
は受光素子の前方から逃げるための空間が必要であるた
め、光モジュールのサイズが大きくなるという問題があ
った。
【００１７】また、光入射径が光ガイド部の先端径であ
るため、信号光を多く拾えず、伝送距離が短くなる問題
があった。
【００１８】さらに、光送受信モジュール内のライトガ
イドと光ファイバーの接続や光送受信中継器内の光ファ
イバーと光ファイバーとの接続においては、塵や塵芥が
付着しやすいという問題点があった。
【００１９】また、光送受信モジュール内のライトガイ
ドと光ファイバーとの接続箇所の表面や光送受信中継器
内の光ファイバーと光ファイバーと表面に付着した塵や
塵芥に起因する反射戻り光が大きくなるという問題点が
あった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
光送受信モジュールは、光伝送用光ファイバーに接続さ
れた脱着可能な光プラグと、複数の光に分岐する分岐型
ライトガイドと、分岐型ライトガイドとの間で光信号の
授受を行う光半導体素子と、該光プラグと分岐型ライト
ガイドと該光半導体素子とを収納保持するハウジングと
を備えた光送受信モジュールであり、該光プラグと分岐
型ライトガイドとの光学的な接続を該光ファイバーや分
岐型ライトガイドの屈折率とほぼ等しい屈折率を有する
光透光性部材を介して行うことを特徴とするものであ
る。
【００２１】また、本発明の請求項２記載の光送受信モ
ジュールは、前記光透光性部材の硬度が前記光ファイバ
ーの硬度や前記分岐型ライトガイドの硬度よりも高いこ
とを特徴とするものである。
【００２２】また、本発明の請求項３記載の光送受信モ
ジュールは、前記光透光性部材が弾性材料であることを
特徴とするものである。
【００２３】また、本発明の請求項４記載の光送受信モ
ジュールは、前記光透光性部材がゲル材料であることを
特徴とするものである。
【００２４】また、本発明の請求項５記載の光送受信モ
ジュールは、前記光透光性部材がダイヤフラム上に配設
されてなることを特徴とするものである。
【００２５】また、本発明の請求項６記載の光送受信中
継器は、光伝送用光ファイバーに接続された脱着可能な
光プラグと、該光プラグを収納保持するハウジングとを
備えた光送受信中継器であり、該光プラグと該光プラグ
との光学的な接続を該光ファイバーの屈折率とほぼ等し
い屈折率を有する光透光性部材を介して行うことを特徴
とするものである。
【００２６】また、本発明の請求項７記載の光送受信中
継器は、前記光透光性部材が弾性材料であることを特徴
とするものである。
【００２７】また、本発明の請求項８記載の光送受信中
継器は、前記光透光性部材がゲル材料であることを特徴
とするものである。
【００２８】また、本発明の請求項９記載の光送受信中
継器は、前記光透光性部材が光送受信中継器のプラグ接
続箇所に配設されてなることを特徴とするものである。
【００２９】また、本発明の請求項１０記載の光送受信
システムは、請求項１記載の光送受信モジュールと請求
項６記載の光送受信中継器とより構成されることを特徴
とするものである。
【００３０】また、本発明の請求項１１記載の光送受信
モジュールは、前記光透光性部材は透光性及び導電性を
付与された部材であり、且つ、該光透光性部材を接地す
ることを特徴とするものである。
【００３１】また、本発明の請求項１２記載の光送受信
モジュールは、前記透光性及び導電性を付与された前記
光透光性部材は、絶縁性透光性材料の両面に導電性材料
を配設した積層構造より成ることを特徴とするものであ
る。
【００３２】また、本発明の請求項１３記載の光送受信
モジュールは、前記光透光性部材の外周部に光吸収性部
材を配設することを特徴とするものである。
【００３３】また、本発明の請求項１４記載の光送受信
モジュールの、前記光プラグと前記光透光性部材との当
接状態、または、および、前記分岐型ライトガイドと前
記光透光性部材との当接状態において、テーパー角度θ
（θ＞０）が形成されてなることを特徴とするものであ
る。
【００３４】さらに、請求項１５記載の光送受信モジュ
ールは、光ファイバの出射端に出来るだけ近い箇所に開
口径（ＮＡ）以上で伝送する反射戻り光を除去する構造
を設けることを特徴とするものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］本発明の光
送受信モジュールの第１の実施の形態について、図１を
用いて説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施の形
態における光送受信モジュール１０の光プラグ挿入接触
時の上面断面構造を示し、図１（ｂ）は光プラグの挿入
非接触時の上面断面構造を示す。
【００３６】図１（ａ）において、光送受信モジュール
１０は、光ファイバー部１１、光プラグ１２、２分岐型
ライトガイド１３（１３ａ、１３ｂ）、モールドパッケ
ージされた発光部１４、受光部１５及び、これらの光プ
ラグ１２と２分岐型ライトガイド１３と発光部１４と受
光部１５とを収納するハウジング１６から構成されてい
る。
【００３７】モールドパッケージされた発光部１４は、
入力端子を持つリードフレーム１７上に、送信信号を処
理し半導体発光素子を駆動するための駆動用集積回路チ
ップ１８と、半導体発光素子１９が実装され、集光レン
ズ２０と共に配設されている。一方、モールドパッケー
ジされた受光部１５は、出力端子を持つリードフレーム
２１上に、受信信号を受光し、電気的な信号に変換する
受光素子２２と、受信信号を処理し出力するための増幅
処理用集積回路チップ２３とが実装され、集光レンズ２
４と共に配設されている。そして、光送受信モジュール
１０は、脱着部である光ファイバー部１１及び光プラグ
１２と、固定部である２分岐型ライトガイド１３、発光
部１４、受光部１５、及びハウジング１６、の２つの部
分から構成されている。
【００３８】この光送受信モジュールを用いた光送受信
システムは、２つの光送受信モジュールを単数個または
複数個の光送受信中継器を介して、２本の光ファイバー
部で光学的に接続して構成するものであり、これについ
ては、図１１及び、第１１の実施の形態において説明す
る。
【００３９】送信時の動作について説明する。送信信号
は、入力端子を持つリードフレーム１７に入力され、駆
動用集積回路チップ１８に伝送され、半導体発光素子を
駆動するための電気信号に変換され、半導体発光素子１
９に印加される。半導体発光素子１９により光に変換さ
れた光送信信号は、集光レンズ２０を介して、２分岐型
ライトガイド１３の一方の分岐部１３ａの端面Ｂより入
射され、分岐部１３ａの内面を全反射しながら伝送し、
他端のライトガイド１３の端面Ａより出射される。出射
光は、光プラグ１２の配設されている光ファイバー２６
に入射される。
【００４０】この時、光プラグ１２の光ファイバー２６
の端面Ｃと２分岐型ライトガイド１３の端面Ａには、光
ファイバー２６やライトガイド１３の屈折率とほぼ等し
い屈折率を持ち、これら材料よりも硬度の高い光透光性
部材２５ａ、２５ｂがそれぞれ配設されている。
【００４１】光ファイバー２６は、光ファイバー部１１
と一体となっており、光送信信号は、光ファイバー部１
１を伝送し、一方の終端に配設された２分岐型ライトガ
イドへと導かれる。
【００４２】次に、受信時の動作について説明する。光
受信信号は、光ファイバー部１１の光ファイバー２６を
伝送し、光プラグ１２の光ファイバー２６の端面Ｃの光
透光性部材２５ａから、２分岐型ライトガイド１３の他
方の分岐部１３ｂの端子面Ａより入射され、分岐部１３
ｂを伝送し、端子面Ｄより出射される。出射光は受光部
１５の集光レンズ２４により集光され、光受信信号は、
受光素子２２に導かれ、電気的な受信信号に変換され
る。変換された電気的な受信信号は増幅処理用集積回路
チップ２３で処理され、出力端子を持つリードフレーム
２１の端子より、外部に出力される。
【００４３】本発明の特徴は、光プラグ１２の光ファイ
バー２６と２分岐型ライトガイド１３とのそれぞれの接
触部端面Ｃ及びＡに、光ファイバー２６やライトガイド
１３の屈折率とほぼ等しい屈折率を持ち、これら材料よ
りも硬度の高い光透光性部材２５ａ、２５ｂがそれぞれ
配設されていることである。
【００４４】図１（ａ）に示す様に、光透光性部材の屈
折率を光ファイバーやライトガイドの屈折率に対してそ
の差を±０．１以内に抑えることは容易であるため、こ
の場合の総反射率は約０．１％となる。光透光性部材２
５（２５ａ、２５ｂ）は例えば、市販されているハード
コーティング剤（例えば、信越シリコーン社製、シリコ
ーン系のＫＰ−８０）を用いた場合の厚さは約数十μｍ
以下である。これらハードコーティング膜は接着性を持
つため、塗布等により容易に部材に固定でき、反射防止
膜の作成時に必要な真空引きや膜厚制御が不要であるた
め安価に作成できる。
【００４５】さらに、光透光性部材２５の具体的な材料
名、及び特性について説明する。
【００４６】信越シリコーン社製、シリコーン樹脂系の
ＫＰ−８０の場合、屈折率はｎ＝１．４、硬度６Ｈ（鉛
筆硬度表示）であり、浸漬法やフローコート法やスプレ
イ法等により形成される。
【００４７】光ファイバーやライトガイドとして、アク
リル材料を選択すれば、屈折率はｎ＝１．４９、硬度は
アクリルの場合で２Ｈ（鉛筆硬度表示）であり、垂直光
反射率ＴV は、ＴV ＝（ｎ１−ｎ２）2 ／（ｎ１＋ｎ
２）2 ＝（１．４９−１．４０）2 ／（１．４９＋１．
４０）2 ＝０．０００９７、即ち、０．０９７％とな
る。
【００４８】また、光ファイバーやライトガイドとし
て、ポリカーボネート材料を選択すれば、硬度はＢ（鉛
筆硬度表示）となり、光透光性部材２５の硬度よりも小
さい値となっている。光透光性部材の硬度が光ファイバ
ーやライトガイドの硬度より高いので、傷が付き難く、
寿命を延ばすことができる。
【００４９】［第２の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第２の実施の形態について、図２を用いて説
明する。図２（ａ）は本発明の第２の実施の形態におけ
る光送受信モジュール３０の光プラグ挿入接触時の上面
断面構造を示し、図２（ｂ）は光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す。
【００５０】以下、図２を用いて、第１の実施の形態と
異なる点についてのみ説明する。この本発明の特徴は、
光透光性部材３１が弾性材料であることにある。そのた
め、微小な塵や埃を挟んでも、弾性材料ならば変形し、
応力を分散するため傷が付きにくい。また、微小な傷が
つき凹凸が生じても、脱着部の接触により凹凸が変形
し、空気層が消えるため反射が減少する。また、凸形状
にすれば接触変形の過程で、中央から接触を開始し周囲
に接触箇所が広がっていくため、変形の過程で、巻き込
んだ空気が周囲へ逃げる。そのため微小な空気層が残ら
ず、より性能が高まる。
【００５１】図１と、図２との主な違いは、光透光性部
材２５が弾性材料である光透光性部材３１に置き換わっ
た点にある。従って、図２において、３０は光送受信モ
ジュールであり、１１は光ファイバー部、１２は光プラ
グ、１３は２分岐型ライトガイド、１３ａ、１３ｂは２
分岐型ライトガイド、１４はモールドパッケージされた
発光部、１５は受光部、１６はハウジング、１７は入力
端子を持つリードフレーム、１８は駆動用集積回路チッ
プ、１９は半導体発光素子、２０は集光レンズ、２１は
出力端子を持つリードフレーム、２２は受光素子、２３
は増幅処理用集積回路チップ、２４は集光レンズ、２５
は光透光性部材、２５ａ、２５ｂは光透光性部材、２６
は光ファイバー、３１は光透光性部材、３１ａ、３１ｂ
は光透光性部材、である。
【００５２】送信時の動作及び受信時の動作について
は、図１で説明した通りである。
【００５３】さらに、光透光性部材３１の具体的な材料
名、及び特性について説明する。材料名、屈折率、ゴム
硬度（ＪＩＳ−Ａ）、塗布または配設方法、アクリルに
対する表面総反射率、を順に述べると、シリコーンゴム
の場合、順に、１．４、２０〜５０、浸漬法やフローコ
ート法やスプレイ法等、０．０９７％、となり、ウレタ
ンゴムの場合、順に、１．５、３５〜７０、浸漬法やフ
ローコート法やスプレイ法等、０．００１％、となる。
【００５４】光透光性弾性材料にはシリコーンゴムやウ
レタンゴム等があり、これらは接着性があるため、塗布
等により部材に直接固定できる。また、屈折率のほぼ等
しい透明の接着剤で接触面に貼り付けることができる。
【００５５】ポッテイング法等により適量の光透光性弾
性材料を部材に付ければ表面張力により凸形状となるた
め、この状態で硬化させれば、凸形状も容易に作成でき
る。
【００５６】［第３の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第３の実施の形態について、図３を用いて説
明する。図３（ａ）は本発明の第３の実施の形態におけ
る光送受信モジュール３３の光プラグ挿入接触時の上面
断面構造を示し、図３（ｂ）は光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す。
【００５７】以下、図３を用いて、第１の実施の形態及
び第２の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
この本発明の特徴は、光透光性部材３４が光透光性弾性
材料であるゲル材料で構成されていることにある。ゲル
材料は分子間に水またはオイルを含有する材料である。
従って、微小な傷や塵・埃が表面についても、これら液
体が隙間（空気層、屈折率＝１）を埋めるため、反射が
減少する。上記ゲル材料には液体の表面張力により、埃
や塵が付着し易いので、ゲル材料を光プラグ側に固定す
れば、ライトガイドに付いた埃や塵が光プラグ側に移動
し、ユーザーによる清掃が容易となる。
【００５８】光透光性弾性材料であるゲル材料には、シ
リコーンゲルやポリスチレンゲル等があり、これらは接
着性があるため、塗布等により部材に容易に固定でき
る。
【００５９】さらに、光透光性部材３４の具体的な材料
名、及び特性について説明する。材料名、屈折率、ゴム
硬度（ＪＩＳ−Ａ）、塗布または配設方法、アクリルに
対する表面総反射率、を順に述べると、ポリエチレンゲ
ルの場合、順に、１．５１、１〜１２、刷毛塗り法や吹
き付け法や浸漬法等、０．００４４％、となり、シリコ
ーンゲルの場合、順に、１．４、１〜２０、刷毛塗り法
や吹き付け法や浸漬法等、０．０９７％、となる。
【００６０】光透光性部材による成型品は、屈折率のほ
ぼ等しい透明の接着剤で光ファイバーの接触面に貼り付
けることができる。
【００６１】［第４の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第４の実施の形態について、図４を用いて説
明する。図４は本発明の第４の実施の形態における光送
受信モジュール３５の光プラグ非挿入時の上面断面構造
を示す。
【００６２】以下、第３の実施の形態と異なる点につい
てのみ説明する。この光送受信モジュール３５は光空間
伝送も可能とするため、光透光性部材３６は、光透過性
弾性材料よりなるレンズにより構成されることを特徴と
している。
【００６３】一般に、光学レンズはその先端部は単なる
凸形状ではなくて、厳密に光学設計された曲面形状に形
成されていなければならない。そのため、金型を用いた
射出成形法等により作成される。レンズ形状を有する成
型部品はライトガイド１３の屈折率とほぼ等しい屈折率
を持つ透明性接着剤により、ライトガイド１３の端面Ａ
の表面に固定される。
【００６４】または、本発明の実施の形態の一変形とし
て、ライトガイド１３を光透光性弾性材料の射出成形法
により形成しても良い。ライトガイドの端面Ａの光透光
性部材３６を出射した信号光は、先端部のレンズ形状に
より収束され、光送受信モジュールの光プラグ挿入口よ
り、モジュール外へ送信される。受信光は逆の経路を経
てライトガイド１３へ入射する。３７は入出射光束であ
る。
【００６５】光透光性部材３６の光透過性弾性材料の一
例として、シリコーンゴムがあり、この屈折率、ゴム硬
度（ＪＩＳ−Ａ）、塗布または配設方法、アクリルに対
する表面総反射率、については第２の実施の形態で説明
した通りである。
【００６６】また、光透光性部材３６は光透過性弾性材
料であるので、光ファイバーとライトガイドとの間に、
微小な塵や埃を挟んでも、弾性材料なので変形し、応力
を分散するため傷が付きにくい。また、微小な傷がつき
凹凸が生じても、脱着部の接触により凹凸が変形し、空
気層が消えるため反射が減少する。
【００６７】凸形状にすれば接触変形の過程で、中央か
ら接触を開始し周囲に接触箇所が広がっていくため、変
形の過程で、巻き込んだ空気が周囲へ逃げる。そのため
空気層が残らない。
【００６８】プラグが挿入されると光透過性弾性材料で
形成されたレンズは平面となり、光ファイバへの光結合
に何等影響を及ぼさないが、プラグが外されるとレンズ
形状となり、ライトガイドを出た光を平行光や発散光に
することができる。
【００６９】［第５の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第５の実施の形態について、図５を用いて説
明する。図５（ａ）は本発明の第５の実施の形態におけ
る光送受信モジュール４０の光プラグ非挿入時の上面断
面構造を示し、図５（ｂ）は光プラグ非挿入時の側面断
面構造を示す。以下、第４の実施の形態と異なる点のみ
説明する。本実施の形態はハウジング内面に反射膜４１
を設けている。反射膜はハウジング１６を射出成形法等
により成形後、メッキ等によりその内面に形成される。
図５に示すように、ハウジング１６の内面を信号光が反
射を繰り返し伝搬するので、より広がった光の送受が可
能となる。４２は入出射光束である。
【００７０】［第６の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第６の実施の形態について、図６を用いて説
明する。図６（ａ）は本発明の第６の実施の形態におけ
る光送受信モジュール４４の光プラグ挿入接触時の上面
断面構造を示し、図６（ｂ）は光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す。本発明の実施の形態の特徴は、ダ
イヤフラム４５上に、光透過性弾性材料よりなる光透光
性部材４６を配設した点にある。以下、第４の実施の形
態と異なる点についてのみ説明する。
【００７１】この光送受信モジュール４４は光空間伝送
も可能とするため、光透光性部材４６は光透過性弾性材
料で形成されたレンズ形状を有している。このレンズ形
状を有する光透光性部材４６は、ステンレスや燐青銅の
薄板で形成されたダイヤフラム４５の上に、インサート
成形等により形成されている。４７はダイヤフラム４５
をハウジング１６に嵌め込み固定するための枠体であ
る。
【００７２】光プラグ１２が挿入されると、レンズ形状
を有する光透光性部材４６は押されてダイヤフラム４５
が変形するため、光透光性部材４６はライトガイド１３
の端面Ａ側へ移動する。やがて、光透光性部材４６（レ
ンズ形状）はライトガイド１３の端面Ａに接触し、光フ
ァイバー２６とライトガイド１３とは、隙間なく（空気
層を介在させずに）光学的に接続される。一方、光プラ
グ１２が外されると、光透光性部材４６はダイヤフラム
４５の復元力により、ライトガイド１３先端Ａから外
れ、元の位置に戻る。この時点で、レンズ形状を有する
光透光性部材４６はその両側に空気層が形成されている
ため、レンズは両面レンズとして機能する。従って、前
記第４の実施の形態で説明した片面レンズ形状の光透光
性部材３６よりその光学的なレンズ性能を高くすること
が可能である。
【００７３】さらに、このレンズ・ダイヤフラムの構成
を複数段設ければ、設計の自由度は増大する。尚、ダイ
ヤフラムの代わりに螺旋状スプリング等を用いても良い
ことは言うまでもない。
【００７４】［第７の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第７の実施の形態について、図７を用いて説
明する。図７は本発明の第７の実施の形態における光送
受信モジュール５０の光プラグ非挿入時の上面断面構造
を示す。
【００７５】以下、第４の実施の形態と異なる点につい
てのみ説明する。この光送受信モジュール５０は光空間
伝送も可能とするため、光透光性部材５１は、光透過性
弾性材料よりなるレンズにより構成されることを特徴と
している。
【００７６】また、ハウジング５２が光透光性部材から
作成され、光プラグ１２の挿入口付近がレンズ形状５３
となっている。そのため、非常に広い範囲の光を送受す
ることが可能となる。５４は入出射光束である。
【００７７】［第８の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第８の実施の形態について、図８を用いて説
明する。図８（ａ）は本発明の第８の実施の形態におけ
る光送受信中継器５５の光プラグ挿入非接触時の上面断
面構造を示し、図８（ｂ）は光プラグ挿入接触時の上面
断面構造を示す。本発明の実施の形態の特徴は、光プラ
グ５６と光プラグ５７との中継器機能に優れた構成であ
ることを特徴とするものである。以下、本発明の特徴点
についてのみ説明する。
【００７８】図８（ａ）に示す様に、光プラグ５６の先
端Ｅ、及び光プラグ５７の先端Ｆには、光ファイバー２
６の屈折率とほぼ等しい屈折率を持ち、これら材料より
も硬度の高い光透光性部材５８、５９が配設されてい
る。１１ａ、１１ｂは光ファイバー部、６０はハウジン
グ、である。
【００７９】図８（ｂ）に示す様に、光プラグをハウジ
ング６０に挿入すると、光ファイバー２６同士は、光透
光性部材５８、５９を介して光学的に接続される。光透
光性部材５８、５９の屈折率を光ファイバー２６やライ
トガイドの屈折率に対してその屈折率の差を±０．１以
内に抑えることは容易であるため、この場合の総反射率
は約０．１％程度となる。図８（ａ）、図８（ｂ）に示
される光透光性部材５８、５９は、例えば、市販されて
いるハードコーティング剤（例えば、信越シリコーン社
製、ＫＰ−８０）等が用いられ、この場合の厚さは数十
μｍ以下である。シリコーン樹脂系のＫＰ−８０の場
合、屈折率はｎ＝１．４、硬度６Ｈ（鉛筆硬度表示）で
あり、浸漬法やフローコート法やスプレイ法等により形
成される。
【００８０】これらハードコーティング膜は接着性を持
つため、塗布等により容易に部材に固定でき、反射防止
膜の作成時に必要な真空引きや膜厚制御が不要であるた
め安価に作成できる。アダプタは従来例と異なり、光プ
ラグ先端同士が接触する条件、図８（ｂ）に示す様に、
ハウジング６０の全長をＬａ、光ファイバー部１１ａの
首部６１と光ファイバー部１１ｂの首部６２との長さを
Ｌｐとする時、Ｌａ≦Ｌｐなる条件を満足する様に作成
されている。
【００８１】［第９の実施の形態］本発明の光送受信モ
ジュールの第９の実施の形態について、図９を用いて説
明する。図９（ａ）は本発明の第９の実施の形態におけ
る光送受信中継器６４の光プラグ挿入非接触時の上面断
面構造を示し、図９（ｂ）は光プラグ挿入接触時の上面
断面構造を示す。本発明の実施の形態の特徴は、光プラ
グ５６と光プラグ５７との中継器機能に優れた構成であ
り、且つ、光透光性部材６５、６６は、光透過性弾性材
料よりなるレンズにより構成されることを特徴とするも
のである。１１ａ、１１ｂは光ファイバー部、５６、５
７は光プラグ、６０はハウジング、である。
【００８２】そのため、光透光性部材６５と光透性部材
６６との間に、微小な塵や埃が挟まれても、弾性材料で
あるため体積変形し、応力を分散するため、傷が付きに
くい。また、微小な傷がつき凹凸が生じたとしても、光
透光性部材６５と光透性部材６６との直接接触により凹
凸が変形し、空気層が消えるため、総反射率が減少す
る。また、凸形状にすれば接触変形の過程で、中央から
接触を開始し周囲に接触箇所が広がっていくため、変形
の過程で、巻き込んだ空気が周囲へ逃げる。そのため微
小な空気層が残らず、光学的な光伝達性能が高まる。
【００８３】光透光性弾性材料にはシリコーンゴムやウ
レタンゴム等があり、これらは接着性があるため、塗布
等により部材に容易に固定できる。
【００８４】ポッテイング等により適量の光透光性弾性
材料を部材に付ければ表面張力により凸形形状となるた
め、この状態で硬化させれば、凸形形状も容易に作成す
ることができる。
【００８５】［第１０の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１０の実施の形態について、図１０を用
いて説明する。図１０（ａ）は本発明の第１０の実施の
形態における光送受信モジュールの光送受信中継器７０
の光プラグ挿入非接触時の上面断面構造を示し、図１０
（ｂ）は光プラグ挿入非接触時の上面断面構造を示す。
本発明の実施の形態の特徴は、光プラグ７１と光プラグ
７２の光学的な接続時において、ハウジング７５内に、
ダイヤフラム（固定部材）７３上に、光透過性弾性材料
よりなる光透光性部材７４を配設した点にある。以下、
第９の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
【００８６】この構成により、既に普及している従来技
術による光ファイバーケーブルの光プラグが挿入されて
も、光プラグ内の光ファイバー２６の先端は、光透過性
弾性材料よりなる光透光性部材７４を介して、他方の光
ファイバー２６の先端に光学的に接続されるため、総反
射率を抑えることができる。また、光ファイバー２６の
端面に傷が付きにくい。
【００８７】［第１１の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１１の実施の形態について、図１１を用
いて説明する。本発明の第１１の実施の形態における光
送受信モジュールを用いた光送受信システム８０は、２
つの光送受信モジュールを単数個又は複数個の光送受信
中継器を介して、２本又は複数本の光ファイバー部１１
で光学的に接続して構成したものである。
【００８８】図１１は、第２の実施の形態において説明
した光送受信モジュール３０（３０ａ、３０ｂ）に、既
に普及している従来技術による光ファイバー部（光ファ
イバーケーブル）１１と、第１０の実施の形態において
説明した光送受信中継器７０とを介して、互いに接続
し、全二重通信方式による光信号伝送（送受信伝送）を
行う場合の一例である。
【００８９】光ファイバー部（光ファイバーケーブル）
１１の光プラグ７１と光プラグ７２との光学的な接続時
において、ハウジング７５内のダイヤフラム７３上の光
透過性弾性材料よりなる光透光性部材７４を介して光学
的に接続されるため、間隙（空気層）が生ぜず、例え
ば、光送受信モジュール３０ａからの自送信反射光が自
受信器にほとんど再入射することは無い。
【００９０】従って、本発明の第１１の実施の形態にお
ける光送受信モジュールを用いた光送受信システム８０
は、効率のよい送信、受信を行うことの出来る全二重通
信方式による光送受信システムを実現することができ
る。
【００９１】［第１２の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１２の実施の形態について、図１２を用
いて説明する。図１２（ａ）は本発明の第１２の実施の
形態における光送受信モジュール８２の光プラグ挿入接
触時の上面断面構造を示し、図１（ｂ）は光プラグ挿入
接触時の側面断面構造を示す。
【００９２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、
光送受信モジュール８２は、光ファイバー部１１、光プ
ラグ１２、２分岐型ライトガイド１３（１３ａ、１３
ｂ）、モールドパッケージされた発光部１４、受光部１
５及び、これらの光プラグ１２と２分岐型ライトガイド
１３と発光部１４と受光部１５とを収納するハウジング
１６、及び光透光性部材８３から構成されている。
【００９３】光透光性部材８３は、光透光性及び導電性
を付与された部材であり、絶縁性光透光性材料と導電性
光透光性材料との積層構造、光透光性材料と導電性材料
との混合物、又は、導電性を付与された光透光性材料か
ら構成される。また、光透光性部材８３は、ライトガイ
ド１３及び光ファイバー部１１の光プラグ１２の屈折率
とほぼ等しい屈折率を持つ光透光性部材であり、ライト
ガイド１３と光プラグ１２との間に介在配設されて、光
学的に接続されている。
【００９４】ほぼ等しい屈折率とは、本発明の光送受信
モジュールの第１の実施の形態等について説明したよう
に、光透光性部材の屈折率を光ファイバーやライトガイ
ドの屈折率に対してその差を±０．１以内程度に抑える
ことを意味し、この場合の総反射率は約０．１％とな
る。具体的には、光透光性部材８３は例えば、シリコー
ン系材料等が用いられる。
【００９５】図１２において、光透光性部材８３以外の
構成部材及びその作用については、図１等において説明
されており、ここではその説明を省略する。
【００９６】［第１３の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１３の実施の形態について、図１３を用
いて説明する。図１３（ａ）は本発明の第１３の実施の
形態における光送受信モジュール８５の光プラグ挿入接
触時の上面断面構造を示し、図１３（ｂ）は光プラグ挿
入接触時の側面断面構造を示し、図１３（ｃ）は光透光
性部材８６の構成を示す図である。
【００９７】第１３の実施の形態における光透光性部材
８６は、図１３（ｃ）に示されるように、絶縁性光透光
性材料８７の両面に導電性材料８８を両面に配設した積
層構造より成るものである。
【００９８】絶縁性光透光性材料８７としては、既に説
明した光透光性部材２５、光透光性部材３１等を用いる
こともできる。一方、導電性材料８８は、導電性ＩＴＯ
（酸化インジウムスズ）膜などの薄膜導電性膜を配設し
た光透光性フィルムである。導電性材料８８である薄膜
導電性フィルムのベースフィルムとしては、ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などが用
いられる。
【００９９】導電性を付与された光透光性部材８６を接
地することにより、光プラグ１２の脱着時に生じる接触
部での静電気を逃がすことができ、多数回の脱着時にお
いて微少な埃が導電性フィルムに接触しても、埃・塵芥
等は付着しにくくなり、高い光学的特性を維持すること
ができる。
【０１００】また、多数回光プラグを脱着しても、光プ
ラグ１３の光ファイバー２６は、光透光性部材８６を介
して、２分岐型ライトガイド１３と接触するため、両者
に微少な傷を生じない。導電性材料８８（フィルム）は
一般に硬質系材料であり、一般に軟質系材料である絶縁
性光透光性材料８７を機械的に保護する作用も果たして
いる。
【０１０１】図１３（ａ）、図１３（ｂ）図、１３
（ｃ）において、１１は光ファイバー部、１２は光プラ
グ、１３は２分岐型ライトガイド、１４は発光部、１５
は受光部、１６はハウジング、２６は光ファイバー、で
ある。
【０１０２】［第１４の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１４の実施の形態について、図１４を用
いて説明する。図１４（ａ）は本発明の第１４の実施の
形態における光送受信モジュール９０の光プラグ挿入接
触時の上面断面構造を示し、図１４（ｂ）は光プラグ挿
入接触時の側面断面構造を示し、図１４（ｃ）は光透光
性部材９１の構成を示す図である。
【０１０３】光透光性部材９１は、光透光性部材９２の
外周部に光吸収性部材（光吸収係数が高い材料）９３が
配設された構造である。光吸収性部材９３の具体的な材
料の一例としては、適当量のカーボンを光透光性部材９
２との接着性の高い塗料用有機レジン（例えば、東レ・
ダウコーニング・シリコーン株式会社のＳＨ８０４な
ど）に溶いたもの、または、光透光性部材９２との接着
性の高い黒色樹脂（例えば、東レ・ダウコーニング・シ
リコーン株式会社のポッティング剤、ＣＹ５２−２１１
など）等であり、これらの材料の塗布やポッティング等
により形成される。
【０１０４】光吸収性部材９３をその外周部に配設した
光透光性部材９１は、仮に光透光性部材９２の中で反射
光が生じても、側壁に当たる光はほとんどすべて光吸収
性部材９３によって光吸収されてしまうため、反射戻り
光を低減することが可能となり、光信号のＳ／Ｎ比を向
上させることができる。
【０１０５】本発明の光送受信モジュールの第１４の実
施の形態について、光吸収性部材９３を無反射状態とし
て、光学シミレーションを行うと、単純なフレネル反射
を起こす場合と比べて、０．１５％程度反射戻り光を低
減できることが分かった。
【０１０６】図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４
（ｃ）において、１１は光ファイバー部、１２は光プラ
グ、１３は２分岐型ライトガイド、１４は発光部、１５
は受光部、１６はハウジング、２６は光ファイバー、で
ある。
【０１０７】［第１５の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１５の実施の形態について、図１５を用
いて説明する。図１５は本発明の光送受信モジュールの
第１５の実施の形態を説明する図であり、（ａ）は光プ
ラグと光透光性部材との当接の様子、及び分岐型ライト
ガイドと光透光性部材との当接の様子を説明する図であ
り、（ｂ）は（ａ）の略断面図であり、θはその当接の
テーパ角度である。
【０１０８】図１５（ａ）及び（ｂ）において、光プラ
グの光ファイバー２６及び２分岐型ライトガイド１３の
光透光性部材９６への当接面箇所に、テーパ角度θが形
成されている。光透光性部材９６の当接面に、このよう
なテーパ角度θの形状、または、摺鉢状の形状を配設す
ることにより、光透光性部材９６の当接面で発生してい
たフレネル反射を擬似的に無反射に近い状態にすること
ができ、従来例の戻り光となっていた成分を直接光ファ
イバー２６方向には戻らないようにすることができる。
【０１０９】図１７及び図１８は、本発明の光送受信モ
ジュールの第１５の実施の形態についての光学シミレー
ションの結果を示すものである。
【０１１０】図１７（ａ）は、光透光性部材９６の屈折
率を横軸に取り、テーパ角度θをパラメーターとし、縦
軸に戻り光強度を取ったものである。図１７（ａ）にお
いて、テーパ角度θを、０度、５度、１０度、１５度、
３０度、４５度、６０度、とする時、屈折率が１．３か
ら１．４に増加するにつれて、戻り光強度は０．４％か
ら０．０１％以下に単調に減少し、屈折率が１．４から
１．５５の領域では、戻り光強度は０％から０．２％程
度の値でほぼ平坦に推移し、屈折率が１．５５以上の領
域では、戻り光強度は単調増加の方向に転じる。
【０１１１】図１７（ｂ）は、パラメーターである光透
光性部材９６の屈折率を１．５とし、テーパ角度θを横
軸に取り、縦軸に戻り光強度を取ったものである。この
場合、テーパ角度θが１５度〜４５度の範囲において、
戻り光強度はほぼ０％となることが示されている。
【０１１２】図１７（ｂ）に示されるような戻り光強度
ほぼ０％の状態を実現するためには、コネクタの付き当
て深さ、及び光透光性部材の硬度を適切に設定する必要
がある。光透光性部材９６の具体的な一例として、ウレ
タン系材料（タイガースポリマー社製：ウレタン無黄
変、屈折率ｎ＝１．５１３）がある。
【０１１３】図１８は、テーパ角について実測した一例
であり、光透光性部材９６として、ウレタン系材料（タ
イガースポリマー社製：ウレタン無黄変）の場合のデー
ターである。図１８は、横軸に光ファイバーの径方向の
距離Ｘ（μｍ）を取り、縦軸にコネクタの突き当てた時
の当接深さＺ（μｍ）を取ったものである。距離Ｘが約
４００〜９００μｍ、及び、約１９００〜２４００μｍ
の時、当接深さＺが約０μｍから１６０μｍに増加し、
この増加の傾きがテーパ角度θとなる。当接の様子に依
存するが、テーパ角度θは左右それぞれほぼ近い値を取
ることが多い。また、距離Ｘが約９００〜１９００μｍ
の時、当接深さＺが約１６０μｍとほぼ一定となってお
り、約１９００μｍ−約９００μｍ＝約１０００μｍ
（約１ｍｍ）となり、この値の約１０００μｍは光ファ
イバーの直径の値に相当している。光ファイバーの直径
約１０００μｍの外側に形成されるテーパ角θは途中で
変化せず、約２０度程度のほぼ均一な角度を成している
ことが示されている。
【０１１４】この光透光性部材９６の材料は、一般的な
事務用デスクマット程度の硬度を持っており、２０度〜
４０度のテーパ角θを実現するためには、シリコーン系
ゲル材料などの軟質のものに比べて、比較的硬度の高い
ものを選択する必要がある。
【０１１５】また、角度調節のもう一つの要素である付
き当て深さはコネクタ用ハウジング内におけるコネクタ
固定用治具の位置調節によっても、調節が可能である。
【０１１６】［第１６の実施の形態］本発明の光送受信
モジュールの第１６の実施の形態について、図１６を用
いて説明する。図１６は本発明の光送受信モジュールの
第１６の実施の形態を説明する図であり、開口径（Ｎ
Ａ）以上で伝送する反射戻り光を光ファイバーの出射端
に近い箇所において除去する構造を説明する図である。
【０１１７】図１６において、光プラグの内芯である光
ファイバ２６の出射端に出来るだけ近い箇所の被覆９７
を除去し、被覆９７を除去した被覆除去部９７ａの外周
に、光ファイバのクラッド部とほぼ同一の屈折率を持つ
屈折率整合部材９８を配設し、更に、その外周に光吸収
性部材９９を配設する。８３は光透光性部材、１３は２
分岐型ライトガイド、である。
【０１１８】この構成を採ることにより、光ファイバの
クラッド部分を伝送する光（クラッディングモード）を
効果的に除去することができる。クラッディングモード
とは、光ファイバのクラッド部分を伝送する光であり、
マルチモードファイバでは、特にその比率が大きい。本
発明の光送受信モジュールの第１６の実施の形態におけ
る光ファイバとライトガイドとの光学的の結合におい
て、ファイバとライトガイドとの間に位置ずれがある場
合、光ファイバから出射した光の一部は透光性部材の他
端においてフレネル反射をして、再び光ファイバへと戻
る。このとき、光ファイバへと戻る光の多くは開口径
（ＮＡ）が大きく、本来ならば戻り光とはならない光で
ある。
【０１１９】しかしながら、補強のためにファイバ周囲
には、黒色ポリエチレン（屈折率ｎ＝１．５４、透過率
約０％程度）などにより被覆をすることが多く、この被
覆により本来抜けるべきＮＡの大きな光がクラッド部分
を通じて伝送する。本発明の光送受信モジュールの第１
６の実施の形態は、このようにして生じるクラッディン
グモードを除去するための発明である。
【０１２０】このような効果を得るため、屈折率整合部
材９８の材料としては、シリコーン系ゲル材料（例え
ば、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社のＳＥ
１７４０）、屈折率ｎ＝１．４０５、または、信越化学
株式会社のＫＥ１０３１、屈折率ｎ＝１．４０７）など
の軟質の透明ゲル材料等がある。
【０１２１】屈折率整合部材９８の外周に配設される光
吸収性部材９９の材料の一例としては、適当量のカーボ
ンを屈折率整合部材９８との接着性の高い塗料用有機レ
ジン（例えば、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式
会社のＳＨ８０４等）に溶いたもの、または、屈折率整
合部材９８との接着性の高い黒色樹脂（例えば、東レ・
ダウコーニング・シリコーン株式会社のポッティング
剤、ＣＹ５２−２１１）等であり、これらの材料の塗布
やポッティング等により形成される。
【０１２２】表１は、本発明の光送受信モジュールの第
１６の実施の形態の効果を数値的に表現しているもので
ある。被覆除去部９７ａの除去量を１ｃｍ、３ｃｍ、５
ｃｍとする時、光透光性部材８３が無い場合の戻り光の
割合はそれぞれ、２．１２％、１．７１％、１．１６
％、であったものが、光透光性部材８３が有る場合の戻
り光の割合はそれぞれ、０．１６％、０．０４％、０．
０２％、と大幅に改善することができた。
【０１２３】
【表１】
【０１２４】なお、これら光吸収性部材９９を屈折率整
合部材９８上に塗布する前に、紙ヤスリなどの物理的方
法、または、適度の有機溶剤処理などにより表面を粗化
させることにより、表面積が増加し、より効果的にクラ
ッディングモードを取り除くことが可能となる。
【０１２５】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
光送受信モジュールによれば、光伝送用光ファイバーに
接続された脱着可能な光プラグと、複数の光に分岐する
分岐型ライトガイドと、分岐型ライトガイドとの間で光
信号の授受を行う光半導体素子と、該光プラグと分岐型
ライトガイドと該光半導体素子とを収納保持するハウジ
ングとを備えた光送受信モジュールであり、該光プラグ
と分岐型ライトガイドとの光学的な接続を該光ファイバ
ーや分岐型ライトガイドの屈折率とほぼ等しい屈折率を
有する光透光性部材を介して行うことを特徴とするもの
である。
【０１２６】従って、本発明によれば、光プラグと分岐
型ライトガイドとの間の界面での反射光が減少するた
め、全二重通信方式を採用することができ、半全二重通
信方式に比べて、情報の伝送容量を２倍以上にすること
ができる。
【０１２７】また、本発明の請求項２記載の光送受信モ
ジュールによれば、前記光透光性部材の硬度が前記光フ
ァイバーの硬度や前記分岐型ライトガイドの硬度よりも
高いことを特徴とするものである。
【０１２８】従って、樹脂材料を用いて、光ファイバー
や分岐型ライトガイドを作成した場合、光透光性部材の
硬度が高いので、光プラグの脱着や回転によって生ずる
傷を少なくすることができ、光送受信システムの寿命を
延ばすことができる。
【０１２９】また、本発明の請求項３記載の光送受信モ
ジュールによれば、前記光透光性部材が弾性材料である
ことを特徴とするものである。
【０１３０】従って、本発明によれば、光透光性部材が
弾性材料であるため、微小な塵や埃を挟んでも、弾性材
料が変形し、応力を分散するため、傷が付きにくい。ま
た、仮に微小な傷がつき凹凸が生じても、光プラグの脱
着、接触により、弾性材料の凹凸が変形し、空気層が無
くなるため、反射が減少する。さらに、凸形状にすれば
接触変形の過程で、中央から接触を開始し、周囲に接触
箇所が広がっていくため、変形の過程で、巻き込んだ空
気が周囲へ逃げ、空気層が残らなく、光プラグと分岐型
ライトガイドとの間の界面での反射光が減少することが
できる。
【０１３１】また、本発明の請求項４記載の光送受信モ
ジュールによれば、前記光透光性部材がゲル材料である
ことを特徴とするものである。
【０１３２】従って、本発明によれば、光透光性部材が
ゲル材料であるため、ゲル材料内部に含まれる水または
オイル等の液体成分が、これらの微小な傷や塵・埃の表
面を埋める作用をするので、光プラグと分岐型ライトガ
イドとの間の界面での反射光が減少することができる。
【０１３３】また、本発明の請求項５記載の光送受信モ
ジュールによれば、前記光透光性部材がダイヤフラム上
に配設されてなることを特徴とするものである。
【０１３４】従って、本発明によれば、光送受信モジュ
ール内の光透光性部材の位置を光プラグの外形形状や有
無によって大きく変化させることができ、光送受信モジ
ュールの設計の自由度を大きくすることができる。ま
た、光透光性部材を両面レンズとして使用することが可
能となり、光の利用効率を高めることができる。
【０１３５】また、本発明の請求項６記載の光送受信中
継器によれば、光伝送用光ファイバーに接続された脱着
可能な光プラグと、該光プラグを収納保持するハウジン
グとを備えた光送受信中継器であり、該光プラグと該光
プラグとの光学的な接続を該光ファイバーの屈折率とほ
ぼ等しい屈折率を有する光透光性部材を介して行うこと
を特徴とするものである。
【０１３６】従って、本発明によれば、光プラグと分岐
型ライトガイドとの間の界面での反射光が減少するた
め、全二重通信方式を採用することができ、半全二重通
信方式に比べて、情報の伝送容量を２倍以上にすること
ができる。
【０１３７】また、本発明の請求項７記載の光送受信中
継器によれば、前記光透光性部材が弾性材料であること
を特徴とするものである。
【０１３８】従って、本発明によれば、傷が付きにく
く、光反射が減少するため、光の利用効率の高い光送受
信中継器を得ることができる。
【０１３９】また、本発明の請求項８記載の光送受信中
継器によれば、前記光透光性部材がゲル材料であること
を特徴とするものである。
【０１４０】従って、本発明によれば、光透光性部材が
ゲル材料であるため、傷が付きにくく、光反射が減少す
るため、光の利用効率の高い光送受信中継器を得ること
ができる。
【０１４１】また、本発明の請求項９記載の光送受信中
継器によれば、前記光透光性部材が光送受信中継器のプ
ラグ接続箇所に配設されてなることを特徴とするもので
ある。
【０１４２】従って、本発明によれば、光プラグと光プ
ラグとの間の反射光が減少するため、全二重通信方式を
採用することができる光送受信中継器を得ることができ
る。
【０１４３】また、本発明の請求項１０記載の光送受信
システムによれば、請求項１記載の光送受信モジュール
と請求項６記載の光送受信中継器とより構成されること
を特徴とするものである。
【０１４４】従って、本発明によれば、本発明の光送受
信モジュールと本発明の光送受信中継器を用いて、全二
重通信方式を採用することができ、既に市場で普及して
いる光ファイバーケーブルを用いても、全二重通信方式
を採用することができ、半全二重通信方式に比べて、情
報の伝送容量を２倍以上にすることができる。
【０１４５】また、本発明の請求項１１記載の光送受信
モジュールによれば、前記光透光性部材は透光性及び導
電性を付与された部材であり、且つ、該光透光性部材を
接地することを特徴とするものである。
【０１４６】従って、多数回脱着時においてもコネクタ
が光透光性部材に直接接触することがないため、脱着時
の接触による微少な傷から透光性部材を守ることがで
き、脱着時に生じる接触部での静電気を逃がしてやるこ
とができ、塵や塵芥の付着しにくい構造を得ることがで
きる。
【０１４７】また、本発明の請求項１２記載の光送受信
モジュールによれば、前記透光性及び導電性を付与され
た前記光透光性部材によれば、絶縁性光透光性材料の両
面に導電性材料を配設した積層構造より成ることを特徴
とするものである。
【０１４８】従って、確実に、且つ容易に、透光性及び
導電性を付与された光透光性部材を得ることができる。
【０１４９】また、本発明の請求項１３記載の光送受信
モジュールによれば、前記光透光性部材の外周部に光吸
収性部材を配設することを特徴とするものである。
【０１５０】従って、光透光性部材の中で生じた反射戻
り光を側壁の光吸収性部材にて吸収させることができ、
反射戻り光を抑制することができる。
【０１５１】また、本発明の請求項１４記載の光送受信
モジュールの、前記光プラグと前記光透光性部材との当
接状態、または、および、前記分岐型ライトガイドと前
記光透光性部材との当接状態において、テーパー角度θ
（θ＞０）が形成されてなることを特徴とするものであ
る。
【０１５２】従って、光透光性部材の当接面の反射戻り
光を抑制することができる。
【０１５３】さらに、請求項１５記載の光送受信モジュ
ールによれば、光ファイバの出射端に出来るだけ近い箇
所に開口径（ＮＡ）以上で伝送する反射戻り光を除去す
る構造を設けることを特徴とするものである。
【０１５４】従って、光ファイバのクラッド部分を伝送
する光（クラッディングモード）を効果的に除去するこ
とができ、反射戻り光を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光送受信モジュールの第１の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュールの
光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す図である。
【図２】本発明の光送受信モジュールの第２の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュールの
光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す図である。
【図３】本発明の光送受信モジュールの第３の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュールの
光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す図である。
【図４】本発明の光送受信モジュールの第４の実施の形
態を説明する図であり、光送受信モジュールの光プラグ
非挿入時の上面断面構造を示す図である。
【図５】本発明の光送受信モジュールの第５の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュールの
光プラグ非挿入時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ非挿入時の側面
断面構造を示す図である。
【図６】本発明の光送受信モジュールの第６の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュールの
光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入非接触時の
上面断面構造を示す図である。
【図７】本発明の光送受信モジュールの第７の実施の形
態を説明する図であり、光送受信モジュールの光プラグ
非挿入時の上面断面構造を示す図である。
【図８】本発明の光送受信モジュールの第８の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信中継器の光プ
ラグ挿入非接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信中継器の光プラグ挿入接触時の上面断
面構造を示す図である。
【図９】本発明の光送受信モジュールの第９の実施の形
態を説明する図であり、（ａ）は光送受信中継器の光プ
ラグ挿入非接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信中継器の光プラグ挿入接触時の上面断
面構造を示す図である。
【図１０】本発明の光送受信モジュールの第１０の実施
の形態を説明する図であり、（ａ）は光送受信中継器の
光プラグ挿入非接触時の上面断面構造を示す図であり、
（ｂ）は光送受信中継器の光プラグ挿入接触時の上面断
面構造を示す図である。
【図１１】本発明の光送受信システムによる第１１の実
施の形態を説明する図であり、光送受信モジュールと光
送受信中継器と光ファイバー部を用いて構成される図で
ある。
【図１２】本発明の光送受信モジュールの第１２の実施
の形態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュー
ルの光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であ
り、（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入接触時
の側面断面構造を示す図である。
【図１３】本発明の光送受信モジュールの第１３の実施
の形態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュー
ルの光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であ
り、（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入接触時
の側面断面構造を示す図であり、（ｃ）は光透光性部材
の構成を示す図である。
【図１４】本発明の光送受信モジュールの第１４の実施
の形態を説明する図であり、（ａ）は光送受信モジュー
ルの光プラグ挿入接触時の上面断面構造を示す図であ
り、（ｂ）は光送受信モジュールの光プラグ挿入接触時
の側面断面構造を示す図であり、（ｃ）は光透光性部材
の構成を示す図である。
【図１５】本発明の光送受信モジュールの第１５の実施
の形態を説明する図であり、（ａ）は光プラグと光透光
性部材との当接の様子、及び分岐型ライトガイドと光透
光性部材との当接の様子を説明する図であり、（ｂ）は
（ａ）の略断面図であり、θはその当接のテーパ角度で
ある。
【図１６】本発明の光送受信モジュールの第１６の実施
の形態を説明する図であり、開口径（ＮＡ）以上で伝送
する反射戻り光を光ファイバーの出射端に近い箇所にお
いて除去する構造を説明する図である。
【図１７】本発明の光送受信モジュールの第１５の実施
の形態を説明する図であり、（ａ）は光透光性部材の屈
折率とテーパ角度θと戻り光強度の関係を説明する図で
あり、（ｂ）は屈折率１．５の光透光性部材のテーパ角
度θと戻り光強度の関係を説明する図である。
【図１８】本発明の光送受信モジュールの第１５の実施
の形態を説明する図であり、光ファイバーの径方向の距
離Ｘ（μｍ）とコネクタの当接触面の深さＺ（μｍ）と
の関係を説明する図である。
【図１９】従来例の光送受信モジュールを説明する図で
あり、（ａ）は光プラグ挿入時の上面断面構造を示す図
であり、（ｂ）は光プラグ挿入時の横面断面構造を示す
図である。
【図２０】従来例による光送受信モジュールと光送受信
中継器とを用いた光送受信システムの構成を説明する図
である
【図２１】従来例によるファイバー伝送と光空間伝送の
両方を行う光送受信モジュールを説明する図である
【符号の説明】
１０ 光送受信モジュール １１ 光ファイバー部 １１ａ、１１ｂ 光ファイバー部 １２ 光プラグ １３ ２分岐型ライトガイド １３ａ、１３ｂ ２分岐型ライトガイド １４ 発光部 １５ 受光部 １６ ハウジング １７ リードフレーム １８ 駆動用集積回路チップ １９ 半導体発光素子 ２０ 集光レンズ ２１ リードフレーム ２２ 受光素子 ２３ 増幅処理用集積回路チップ ２４ 集光レンズ ２５ 光透光性部材 ２５ａ、２５ｂ 光透光性部材 ２６ 光ファイバー ３０ 光送受信モジュール ３０ａ 光送受信モジュール ３１ 光透光性部材 ３１ａ、３１ｂ 光透光性部材 ３４ 光透光性部材 ３５ 光送受信モジュール ３６ 光透光性部材 ４１ 反射膜 ４５ ダイヤフラム ４６ 光透過性弾性材料よりなる光透光性部材 ４７ ダイヤフラムの枠体 ５０ 光送受信モジュール ５１ 光透光性部材 ５２ ハウジング ５３ レンズ形状 ５４ 入出射光束 ５６ 光プラグ ５７ 光プラグ ５８ 硬度の高い光透光性部材 ５９ 光透光性部材 ６０ ハウジング ６５ 光透光性部材 ６６ 光透光性部材 ７０ 光送受信中継器 ７１ 光プラグ ７２ 光プラグ ７３ 固定部材 ７４ 光透光性部材 ７５ ハウジング ８０ 光送受信システム ８２ 光送受信モジュール ８３ 光透光性部材 ８６ 光透光性部材 ８７ 絶縁性光透光性材料 ８８ 導電性材料 ９１ 光透光性部材 ９２ 光透光性部材 ９３ 光吸収性部材（光吸収係数が高い材料） ９６ 光透光性部材 ９７ 光ファイバの出射端に近い箇所の被覆 ９７ａ 被覆９７を除去した被覆除去部 ９８ 屈折率整合部材 ９９ 光吸収性部材 Ｌａ ハウジングの全長 Ｌｐ 光ファイバー部の首部と光ファイバー部の首部と
の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名倉 和人 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 寺島 健太郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA04 BA13 BA31 CA00 DA31

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光伝送用光ファイバーに接続された脱着
    可能な光プラグと、複数の光に分岐する分岐型ライトガ
    イドと、分岐型ライトガイドとの間で光信号の授受を行
    う光半導体素子と、該光プラグと分岐型ライトガイドと
    該光半導体素子とを収納保持するハウジングとを備えた
    光送受信モジュールにおいて、 該光プラグと分岐型ライトガイドとの光学的な接続を該
    光ファイバーや分岐型ライトガイドの屈折率とほぼ等し
    い屈折率を有する光透光性部材を介して行うことを特徴
    とする光送受信モジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の光送受信モジュールにお
    いて、前記光透光性部材の硬度が前記光ファイバーの硬
    度や前記分岐型ライトガイドの硬度よりも高いことを特
    徴とする光送受信モジュール。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の光送受信モジュールにお
    いて、前記光透光性部材が弾性材料であることを特徴と
    する光送受信モジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の光送受信モジュールにお
    いて、前記光透光性部材がゲル材料であることを特徴と
    する光送受信モジュール。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の光送受信モジュールにお
    いて、前記光透光性部材がダイヤフラム上に配設されて
    なることを特徴とする光送受信モジュール。
  6. 【請求項６】 光伝送用光ファイバーに接続された脱着
    可能な光プラグと、該光プラグを収納保持するハウジン
    グとを備えた光送受信中継器において、該光プラグと該
    光プラグとの光学的な接続を該光ファイバーの屈折率と
    ほぼ等しい屈折率を有する光透光性部材を介して行うこ
    とを特徴とする光送受信中継器。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の光送受信中継器におい
    て、前記光透光性部材が弾性材料であることを特徴とす
    る光送受信中継器。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の光送受信中継器におい
    て、前記光透光性部材がゲル材料であることを特徴とす
    る光送受信中継器。
  9. 【請求項９】 請求項６記載の光送受信中継器におい
    て、前記光透光性部材が光送受信中継器のプラグ接続箇
    所に配設されてなることを特徴とする光送受信中継器。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の光送受信モジュールと
    請求項６記載の光送受信中継器とより構成されることを
    特徴とする光送受信システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の光送受信モジュールに
    おいて、 前記光透光性部材は透光性及び導電性を付与された部材
    であり、且つ、該光透光性部材を接地することを特徴と
    する光送受信モジュール。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の光送受信モジュール
    において、 前記光透光性及び導電性を付与された前記光透光性部材
    は、絶縁性透光性材料の両面に導電性材料を配設した積
    層構造より成ることを特徴とする光送受信モジュール。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の光送受信モジュールに
    おいて、 前記光透光性部材の外周部に光吸収性部材を配設するこ
    とを特徴とする光送受信モジュール。
  14. 【請求項１４】 請求項１記載の光送受信モジュール
    の、前記光プラグと前記光透光性部材との当接状態、ま
    たは、および、前記分岐型ライトガイドと前記光透光性
    部材との当接状態において、テーパー角度θ（θ＞０）
    が形成されてなることを特徴とする光送受信モジュー
    ル。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の光送受信モジュールに
    おいて、 光ファイバの出射端に出来るだけ近い箇所に開口径（Ｎ
    Ａ）以上で伝送する反射戻り光を除去する構造を設ける
    ことを特徴とする光送受信モジュール。
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