JP2000224117A - 光モジュールおよびそれを用いた光通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短距離通信と中距離通信の両方で使用でき、
携帯端末に適した小型で低価格な光モジュールを提供す
ると共に、ＡＰＦ,ＰＣＦの両方に対応でき、光ファイ
バ１芯による双方向伝送も可能な波長多重通信ができる
光通信方式を提供する。 【解決手段】 信号伝送用光源として用いるＬＤユニッ
トは、中心発光波長６５０nmの第２ＬＤチップ２１aと
中心発光波長７８０nmの第１ＬＤチップ２１bとを有す
る。上記ＬＤユニットの第２ＬＤチップ２１a,第１ＬＤ
チップ２１bから発する光の光軸が略一致するように、
第２ＬＤチップ２１a,第１ＬＤチップ２１bを１つのパ
ッケージ内に夫々搭載する。また、ＰＤユニット１５の
単一の基板に集積化された第１,第２受信用ＰＩＮ−Ｐ
Ｄにより、波長６５０nmと波長７８０nmの受信信号光を
夫々受信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、波長の異なる２
つの光による光通信に用いられる光モジュールおよびそ
れ用いた光通信方式に関し、特に全プラスチックファイ
バやプラスチッククラッドファイバ等を信号伝送路とし
て用い、通信距離が数ｍ〜１ｋｍ程度の短距離,中距離
光通信に用いられる光モジュールおよび光モジュールを
用いた光通信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】光を通信手段として用いる利点の１つと
して、波長の異なる複数の光を同時に用いて通信を行う
波長多重通信が可能であることが挙げられる。この波長
多重通信が可能な理由は、光が電気と異なり、同じ信号
伝送路にあっても波長が異なる光が互いに影響をほとん
ど及ぼさないという性質を有するためである。実際、干
渉性がよいと言われるレーザ光同士であっても、波長が
０.１nmも異なるとほとんど干渉は起こらない。このた
め、伝送損失が小さい石英ガラスファイバに１５５０nm
付近の光を３２波長同時に入れて通信する研究も行われ
ている。また、１２１０nm〜１５７０nmの広範囲の波長
の光を８波長使用して通信しようという試みも行われて
いる。この場合、広範囲の波長を使用しながら８波長し
か使用しないのは、現在実用化されている光の分離素子
や合流素子の特性等により、光の分離,合流が制限され
ているためである。

【０００３】このような波長多重通信では、これまで通
信容量を上げることを主眼に検討されてきたため、高速
変調が可能な半導体レーザと、モード分散による帯域制
限が少なくかつ伝送損失の小さい単一モード光ファイバ
とを組み合わせた通信方式が検討されてきた。この波長
多重通信方式に用いられる送信部としては、図１５に示
す構成となる。この波長多重通信方式に用いられる送信
部は、単一モード石英ファイバまたはモードの少ないＧ
Ｉ型マルチモード光ファイバを信号伝送路１２４に用い
ている。この信号伝送路１２４に用いる光ファイバの光
を閉じ込めるコア径は１０〜５０μmと小さい。さら
に、波長の異なる２つの半導体レーザ光源を別々のパッ
ケージ１２１,１２６で用意し、各パッケージ１２１,１
２６から出たレーザ光の光路を一致させるために合流素
子であるプリズム１２３を用いる。このプリズム１２３
により波長の異なる２つのレーザ光をいずれも信号伝送
路１２４の入射端１２４aに集光する。この波長の異な
る２つのレーザ光を信号伝送路１２４の入射端１２４a
に正確に集光するには、パッケージ１２１,１２６から
出たレーザ光の光軸が正確に一致している必要がある。

【０００４】このような光通信システムでは、伝送距離
が数ｋｍ以上、伝送速度は１Ｍbps以上〜１Ｔbps以上と
いった値が想定されている。

【０００５】一方、伝送距離が１０ｍ〜１ｋｍ程度の短
距離,中距離光通信システムでは、複数の波長を用いて
光通信するという提案はされていない。これは、短距
離,中距離光通信システムでは、コストを低く抑えるこ
とが重要であり、１Ｔbpsといった簡単に実現できない
伝送速度が求められることもなく、光学調整が困難でか
つ素子数が増える等の問題がある波長多重通信方式より
も変調速度を上げる方が容易と考えられるためである。
一方、伝送距離は、信号伝送路に使用する光ファイバの
伝送損失により支配されており、伝送距離が５０ｍ以下
の短距離光通信システムでは、コア径が約１０００μm
と大きい全プラスチックファイバ(以下、ＡＰＦという)
を主に用い、伝送距離が３００ｍ以下の中距離光通信シ
ステムでは、コア径が約２００μmのプラスチッククラ
ッドファイバ(以下、ＰＣＦという)を主に用いている。

【０００６】例えば、長距離光通信システムに用いられ
る石英ファイバでは、最も損失の小さい波長は１３００
nmであり、波長１３００nmにおいて伝送損失は約０.５
ｄＢ／ｋｍである。一方、短距離光通信システムで用い
られるＡＰＦでは、最も伝送損失の小さい波長は６５０
nmであり、波長６５０nmにおいて伝送損失は約１５６ｄ
Ｂ／ｋｍであり、中距離光通信システムで用いられるＰ
ＣＦでは、最も伝送損失の小さい波長は７８０nmであ
り、波長７８０nmにおいて伝送損失は約４.５ｄＢ／ｋ
ｍである。また、上記波長６５０nmにおけるＰＣＦの損
失は、約８ｄＢ／ｋｍと同じ波長におけるＡＰＦの損失
より小さいが、ＰＣＦはＡＰＦより高価なため、これま
で短距離用に使用されることはなかった。

【０００７】上記ＡＰＦを使用する場合、光源の中心波
長としては６４０nm〜６６０nmであればよく(以下、６
５０nmで代表する)、ＰＣＦを使用する場合は、光源の
中心波長としては７７０nm〜７９０nmであればよい(以
下、７８０nmで代表する)。また、ＡＰＦは、ＰＣＦに
比べ安価であり、コア径が９５０μmとＰＣＦの２００
μmより大きくて光源や受光素子と光ファイバとの接続
が一層容易であるため、短距離の光通信には最適と考え
られる。これまでの検討では、ＡＰＦは５０ｍ以下の短
距離通信に用い、ＰＣＦは３００ｍ以下の中距離通信に
用いるのがよいとされているが、これは光源に発光ダイ
オード(ＬＥＤ)を用いた場合であり、半導体レーザ(Ｌ
Ｄ)を用いれば、さらに伝送距離を長くすることができ
ると考えられる。

【０００８】また、波長６５０nmの光源としてＩnＧaＡ
sＰ／ＧaＡs系の発光ダイオード(ＬＥＤ)または半導体
レーザ(ＬＤ)を使用し、波長７８０nmの光源としてＧa
ＡlＡs／ＧaＡs系の発光ダイオード(ＬＥＤ)または半導
体レーザ(ＬＤ)を使用している。また、受光素子として
は、波長６５０nmおよび波長７８０nmのいずれの波長の
光に対してもＳi系のフォトダイオードを使用してい
る。

【０００９】通信距離が５０ｍ以下というのは、主に家
庭内や小さなオフィスにおける使用が想定している。一
方、通信距離が３００ｍ以下というのは、工場の構内通
信・広いオフィス内における使用を想定している。しか
し、このような短距離,中距離通信用端末というのは、
持ち運ぶ場合も多いことが想定される。すなわち、パソ
コンや携帯情報端末等の普及が著しく、これらの端末に
上記短距離,中距離光通信システムを直接接続したいと
いう要求が高まっている。

【００１０】このような用途では、光ファイバと端末に
取り付けられた光モジュールとが簡単に接続できること
以外に、光モジュールを含む端末が小型であること、短
距離通信と中距離通信の両方で使用できること、安価で
あることが求められる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、短距離光通
信システムと中距離光通信システムとの両方で使える送
信用の光モジュールとしては、上記光ファイバの伝送損
失特性から、短距離通信用に波長６５０nmの光源と中距
離通信用に波長７８０nmの光源が夫々搭載された２つの
パッケージを用いることが考えられる。しかしながら、
図１５の従来の光モジュールからも分かるように、２つ
のパッケージを用いると光モジュールが大きくなり、短
距離,中距離用で想定される携帯端末への搭載に適さな
いという問題がある。

【００１２】また、短距離通信用と中距離通信用との両
方で使える受信用の光モジュールとしては、短距離用の
波長６５０nmの光と中距離用の波長７８０nmの光とに最
適化された受光素子が夫々搭載された２つのパッケージ
を用いることが考えられる。しかしながら、２つのパッ
ケージを用いると光モジュールが大きくなり、短距離,
中距離用光通信システムで想定される携帯端末への搭載
に適さないという問題がある。

【００１３】また、ＡＰＦとＰＣＦとのコネクタを共通
化し、短距離用の波長６５０nmの光源だけを用いた光モ
ジュールでは、波長７８０nmの光を用いる場合に比較し
てＰＣＦの損失が大きくなるため、伝送距離としては１
５０〜２００ｍ程度と短くなり、中距離通信に使用する
場合に伝送距離が不足するという問題がある。

【００１４】さらに、端末を小型化するためには、信号
伝送路である光ファイバを１本とし、コネクタを小さく
することも必要である。すなわち、１芯双方向伝送を実
現する必要があり、送信用の半導体レーザ(ＬＤ)または
発光ダイオード(ＬＥＤ)と受信用のフォトダイオード
(ＰＤ)とを同一のパッケージに搭載することが望まし
い。ところが、同一の波長で送信と受信とを同時に行お
うとすると、受信信号に送信信号が重なってしまう。こ
れを避けるためには、送信と受信を分ける方法がある
が、実質的な伝送速度が遅くなるという課題がある。こ
れに対して送信信号光の波長と受信信号光の波長とを変
える、いわゆる波長多重通信が考えられるが、上記波長
多重通信技術を短距離,中距離光通信システムに適用す
るためには、上述したようにパッケージの小型化と低価
格化を図ることが課題となる。

【００１５】そこで、この発明の目的は、短距離通信と
中距離通信の両方で使用でき、携帯端末に適した小型で
低価格な光モジュールを提供すると共に、ＡＰＦ,ＰＣ
Ｆの両方に対応でき、光ファイバ１芯による双方向伝送
も可能な波長多重通信ができる光モジュールを用いた光
通信方式を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の光モジュールは、信号伝送用光源として
用いる発光部を有する光モジュールであって、上記発光
部は、中心発光波長６５０nmの半導体レーザチップまた
は発光ダイオードチップである第１発光素子と中心発光
波長７８０nmの半導体レーザチップまたは発光ダイオー
ドチップである第２発光素子とを有し、上記第１,第２
発光素子から発する光の光軸が略一致するように、上記
発光部の上記第１,第２発光素子を１つのパッケージ内
に夫々搭載したことを特徴としている。

【００１７】上記請求項１の光モジュールによれば、上
記発光部の１つのパッケージ内に搭載された中心発光波
長６５０nmの第１発光素子(半導体レーザチップまたは
発光ダイオード)と中心発光波長７８０nmの第２発光素
子(半導体レーザチップまたは発光ダイオード)とから夫
々発する光の光軸を略一致させる。そうすることによっ
て、上記第１,第２発光素子の正確な位置調整を行わな
くても、第１,第２発光素子から発する波長の異なる２
つの光を光ファイバ内に入射させることが可能となる。
したがって、光モジュールの寸法を大きくすることな
く、短距離通信と中距離通信の両方で使用でき、携帯端
末に適した小型の光モジュールを実現できる。

【００１８】また、請求項２の光モジュールは、請求項
１の光モジュールにおいて、上記第１発光素子から発す
る波長６５０nmの光をモニタする第１モニタ用受光素子
と上記第２発光素子から発する波長７８０nmの光をモニ
タする第２モニタ用受光素子とが単一の基板に集積化さ
れたモニタ用受光部を有することを特徴としている。

【００１９】上記請求項２の光モジュールによれば、波
長６５０nmの光をモニタする第１モニタ用受光素子と波
長７８０nmの光をモニタする第２モニタ用受光素子とが
単一基板に集積化されたモニタ用受光部を、上記発光部
の第１,第２発光素子の出力のモニタに用いる。そうす
ることにより、光モジュールの寸法を大きくすることな
く、第１,第２発光素子のいずれの出力も制御できる。

【００２０】また、請求項３の光モジュールは、請求項
１または２の光モジュールにおいて、波長６５０nmの受
信信号光を受信する第１受信用受光素子と波長７８０nm
の受信信号光を受信する第２受信用受光素子とが単一の
基板に集積化された受信用受光部を有することを特徴と
している。

【００２１】上記請求項３の光モジュールによれば、上
記波長６５０nmの受信信号光を受信する第１受信用受光
素子と波長７８０nmの受信信号光を受信する第２受信用
受光素子とを１つのパッケージに搭載し、受信用受光部
として用いることにより、光モジュールの小型化が可能
となる。また、上記第１受信用受光素子と第２受信用受
光素子との位置調整を行う必要がない。また、上記第
１,第２受信用受光素子の２つを別々に搭載する場合に
比べると、実装時に最初に用いる半田の融点より後で用
いる半田の融点を低くする必要がないので、実装が容易
にできる。

【００２２】また、請求項４の光モジュールは、請求項
３の光モジュールにおいて、上記発光部の上記第１,第
２発光素子から発する送信信号光と上記受信用受光部の
上記第１,第２受信用受光素子により受信する受信信号
光とを分離する分離素子を有することを特徴としてい
る。

【００２３】上記請求項４の光モジュールによれば、上
記送信信号光と受信信号光とを分離する分離素子を備え
ることにより、１本の光ファイバで送受信が可能とな
る。

【００２４】また、請求項５の光モジュールは、請求項
４の光モジュールにおいて、上記分離素子はプリズムで
あることを特徴としている。

【００２５】上記請求項５の光モジュールによれば、上
記分離素子をプリズムとすることにより、上記発光部と
受信用受光部とを１つのパッケージに入れることが可能
となり、小型化できる。

【００２６】また、請求項６の光モジュールは、請求項
４の光モジュールにおいて、上記分離素子はホログラム
であることを特徴としている。

【００２７】上記請求項６の光モジュールによれば、上
記分離素子をホログラムとすることにより、上記発光部
と受信用受光部とを１つのパッケージに入れることが可
能となり、一層の小型化が図れる。

【００２８】また、請求項７の光モジュールは、請求項
４の光モジュールにおいて、上記分離素子は上記受信用
受光部の表面であることを特徴としている。

【００２９】上記請求項７の光モジュールによれば、上
記分離素子を受信用受光部の表面とすることにより、構
成する素子を少なくすることが可能となり、低価格化が
図れると共に、作成も容易となる。

【００３０】また、請求項８の光モジュールを用いた光
通信方式は、請求項１乃至７のいずれか１つの光モジュ
ールを用いた光通信方式であって、コア層とクラッド層
とがプラスチックで構成された全プラスチックファイバ
を信号伝送路に用いるときは、上記発光部の上記第１発
光素子から発する波長６５０nmの光を送信信号として用
い、石英ガラスのコア層とプラスチックのクラッド層で
構成されたプラスチッククラッドファイバを信号伝送路
に用いるときは、上記発光部の上記第２発光素子から発
する波長７８０nmの光を送信信号として用いることを特
徴としている。

【００３１】上記請求項８の光モジュールを用いた光通
信方式によれば、上記信号伝送路にコア層とクラッド層
とがプラスチックで構成された全プラスチックファイバ
(伝送距離５０ｍ以下の短距離通信に主に用いる)を用い
る場合には、波長６５０nmの光を信号光として用いる。
一方、上記信号伝送路に石英ガラスのコア層とプラスチ
ックのクラッド層で構成されたプラスチッククラッドフ
ァイバ(伝送距離３００ｍ以下の中距離通信に主に用い
る)を用いる場合には、波長７８０nmの光を信号光とし
て用いる。そうすることにより、短距離通信と中距離通
信の両方で伝送特性を最適に保つことができる。

【００３２】また、請求項９の光モジュールを用いた光
通信方式は、請求項１乃至７のいずれか１つの光モジュ
ールを用いた光通信方式であって、石英ガラスからなる
コア層とプラスチックからなるクラッド層で構成された
１本のプラスチッククラッドファイバを信号伝送路に用
い、上記第１発光素子から発する波長６５０nmの光また
は上記第２発光素子から発する波長７８０nmの光のいず
れか一方を送信信号として用い、波長６５０nmの光また
は波長７８０nmの光のいずれか他方を受信信号として用
い、上記第１発光素子から発する波長６５０nmの光また
は上記第２発光素子から発する波長７８０nmの光のいず
れか一方を通信開始時の送信信号に用いるか予め決めて
おき、上記第１発光素子から発する波長６５０nmの光ま
たは上記第２発光素子から発する波長７８０nmの光の他
方を返信信号に用いることにより波長多重通信を行うこ
とを特徴としている。

【００３３】上記請求項９の光モジュールを用いた光通
信方式によれば、上記信号伝送路に１本のプラスチック
クラッドファイバを用い、送信信号と受信信号に波長６
５０nmの光と波長７８０nmの光とを用いて、通信開始時
にいずれの波長の光を送信信号に使用するか予め決めて
通信を行うことにより、波長多重通信により１本の光フ
ァイバで送受信が可能となる。

【００３４】また、請求項１０の光モジュールを用いた
光通信方式は、請求項３乃至７のいずれか１つの光モジ
ュールを用いた光通信方式であって、石英ガラスからな
るコア層とプラスチックからなるクラッド層で構成され
た１本のプラスチッククラッドファイバを信号伝送路に
用い、上記第１発光素子から発する波長６５０nmの光ま
たは上記第２発光素子から発する波長７８０nmの光のい
ずれか一方を送信信号として用い、波長６５０nmの光ま
たは波長７８０nmの光のいずれか他方を受信信号として
用い、通信開始時の受信信号光が上記波長６５０nmの光
または波長７８０nmの光のいずれの光であるかを上記光
モジュールの上記受信用受光部の上記第１,第２受信用
受光素子の各出力に基づいて判別し、上記第１発光素子
から発する波長６５０nmの光または上記第２発光素子か
ら発する波長７８０nmの光のうちの上記受信信号光と波
長が異なる光で返信信号を送信することにより波長多重
通信を行うことを特徴としている。

【００３５】上記請求項１０の光モジュールを用いた光
通信方式によれば、上記信号伝送路に１本のプラスチッ
ククラッドファイバを用い、送信信号と受信信号に波長
６５０nmの光と波長７８０nmの光とを用いて、いずれの
波長の光を受信しているかを上記集積化された第１,第
２受信用受光素子の各出力から判別し、もう一方の波長
の光で送信を行うことにより、１本の光ファイバで波長
多重通信による送受信が可能となる。さらに、送信信号
光と受信信号光とに必ず異なる波長を割り当てることが
可能となる。

【００３６】また、請求項１１の光モジュールを用いた
光通信方式は、請求項１０の光モジュールを用いた光通
信方式において、上記通信開始時に送信信号に使用する
光の波長を通知するためのダミー信号を上記送信信号と
同じ波長の光で送信することを特徴としている。

【００３７】上記請求項１１の光モジュールを用いた光
通信方式によれば、波長多重通信を行う場合、送信開始
時に送信信号に使用する光の波長を通知するためのダミ
ー信号を上記送信信号と同じ波長の光で送信することに
より、受信側で受信されたダミー信号により次の送信側
の送信信号光の波長を確実に検出することが可能とな
り、信号の最初から最適な受信状態を実現することがで
きる。

【００３８】また、請求項１２の光モジュールを用いた
光通信方式は、請求項１１の光モジュールを用いた光通
信方式において、上記ダミー信号は、受信側で直流信号
と見なされるような内容のデジタル信号であることを特
徴としている。

【００３９】上記請求項１２の光モジュールを用いた光
通信方式によれば、例えば、受信側で上記第１,第２受
信用受光素子で受信された上記ダミー信号の信号強度を
比較することによって、信号の大きい方がダミー信号の
光の波長であることを容易に判別できる。

【００４０】また、請求項１３の光モジュールを用いた
光通信方式は、請求項１１の光モジュールを用いた光通
信方式において、上記ダミー信号は、基準伝送速度と略
同一の伝送速度で、かつ、上記基準伝送速度を定める基
準クロック信号の周波数に略等しい周波数のデジタル信
号であることを特徴としている。

【００４１】上記請求項１３の光モジュールを用いた光
通信方式によれば、例えば、受信側で上記第１,第２受
信用受光素子で同じように受光された上記ダミー信号の
光の受信感度は、第１,第２受信用受光素子の応答速度
により異なる。すなわち、波長６５０nmのダミー信号に
対しては、第１受信用受光素子の応答速度は速く、第２
受信用受光素子の応答速度は遅いので、第１受信用受光
素子の出力が第２受信用受光素子の出力よりも大きくな
る一方、波長７８０nmのダミー信号に対しては、第１受
信用受光素子の応答速度は遅く、第２受信用受光素子の
応答速度は速いので、第２受信用受光素子の出力が第１
受信用受光素子の出力よりも大きくなる。したがって、
上記第１,第２受信用受光素子の出力を比較することに
よって、出力の大きい方がダミー信号の光の波長である
と容易に判別できる。また、上記ダミー信号を基準伝送
速度と同じ伝送速度のデジタル信号とし、上記ダミー信
号の最高周波数を基準信号のクロック信号の最高周波数
とほぼ等しくすることにより、ＤＣカット回路を使用し
て、信号受信感度を高めることが可能となる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の光モジュールお
よびそれを用いた光通信方式を図示の実施の形態により
詳細に説明する。

【００４３】（第１実施形態）図１はこの発明の実施の
一形態の光モジュールの構成図であり、１１は発光部と
しての半導体レーザ(以下、ＬＤという)ユニット、１２
は上記ＬＤユニット１１から発する送信信号光を集光す
る集光用球レンズ、１３Ａは上記集光用球レンズ１２に
より集光された送信信号光を伝送する信号伝送路として
の光ファイバ、１３Ｂは受信側からの受信信号光を伝送
する信号伝送路としての光ファイバ、１４は上記光ファ
イバ１３Ｂからの受信信号光を集光する集光用球レン
ズ、１５は上記集光用球レンズ１４により集光された受
信信号光を受光する受信用受光部としてのＰＤ(フォト
ダイオード)ユニットである。上記２芯構造の光ファイ
バ１３Ａ,１３Ｂをコネクタ１７に接続している。上記
ＬＤユニット１１,集光用球レンズ１２,集光用球レンズ
１４,ＰＤユニット１５およびコネクタ１７で光モジュ
ール１６を構成している。

【００４４】図２(a)は上記ＬＤユニット１１の構成を
示しており、発光波長７８０nmの第２発光素子としての
第２ＬＤチップ２１aと、発光波長６５０nmの第１発光
素子としての第１ＬＤチップ２１bと、モニタ用ＰＤ２
２とを１つのステム２４上に搭載している。そして、上
記第１,第２ＬＤチップ２１a,２１bとモニタ用ＰＤ２２
の一方の端子(アース)を夫々リードピン２３ｄに共通接
続している。一方、発光波長７８０nmの第２ＬＤチップ
２１aの他方の端子をリードピン２３aに接続し、光波長
６５０nmの第１ＬＤチップ２１bの他方の端子をリード
ピン２３bに接続し、モニタ用ＰＤ２２の他方の端子を
リードピン２３cに接続している。

【００４５】図２(a)に示すように、上記発光波長７８
０nmの第２ＬＤチップ２１aから出力されたレーザ光Ａ
の光軸と発光波長６５０nmの第１ＬＤチップ２１bから
出力されたレーザ光Ｂの光軸との間隔ｓは、０〜３２０
μmが望ましく、その理由については後述する。上記第
２ＬＤチップ２１aの光出力と第１ＬＤチップ２１bの光
出力を１つのモニタＰＤ２２によりモニタしている。モ
ニタＰＤが１つでよいのは、２つの波長の光が同時に出
力されず、第２ＬＤチップ２１aまたは第１ＬＤチップ
２１bの出力を一定にするような電気的フィードバック
を掛ける制御回路を用いることによって、出力されるレ
ーザ光の光強度が一定に制御されるためである。

【００４６】図２(b)は上記制御回路のブロック図を示
している。いずれの波長の光を出力させるかを決めるの
は、図２(b)に示す波長７８０nm第２ＬＤチップ２１a用
のドライバ２５aと波長６５０nm第１ＬＤチップ２１b用
のドライバ２５bのいずれをオンにするかによって定め
る。

【００４７】また、図１に示す集光用球レンズ１２に
は、直径３ｍｍの球レンズを用いた。ＰＣＦ(プラスチ
ッククラッドファイバ)とＡＰＦ(全プラスチックファイ
バ)を使用することを前提としているので、コア径の小
さいＰＣＦに波長７８０nmの光が入るように調整する。
そうすると、波長６５０nmの光は、特に調整しなくても
ＡＰＦに結合させることができる。上記光モジュール１
６の送信部では、光ファイバ１３Ａの端面１３a上の集
光スポットサイズは、波長７８０nmの光に対して約４０
μm程度となった。一方、波長６５０nmの光に対してレ
ンズ１１の収差のため、光ファイバ１３Ａの端面１３a
上の集光スポットサイズは約２００μmとなった。

【００４８】図３は光ファイバのコアに対する集光スポ
ットの大きさ,位置の関係を模式的に示している。図３
に示すように、ＡＰＦのコア３１の直径は９００μmで
あり、直径２００μmのＰＣＦのコア３２に対してｚだ
けずれを許している。波長７８０nmの光の集光スポット
３３は、ＰＣＦのコアの中心からｙだけずれが許され、
波長６５０nmの光の集光スポット３４は、ＡＰＦのコア
の中心からｘだけずれが許されている。光ファイバへ結
合させる条件としては、集光スポットがコア径の内側に
入っていればよいという条件から、ＡＰＦのコアの中心
からのずれがｘ(＝３５０μm)以下、かつ、ＰＣＦのコ
アの中心からのずれがｙ(＝８０μm)以下であればよ
い。また、ＰＣＦの中心とＡＰＦの中心のずれｚはコネ
クタの機械的な誤差で決まるが、通常５０μm程度とす
ることができる。これらから波長７８０nmのレーザ光Ａ
の光軸と波長６５０nmのレーザ光Ｂの光軸とのずれｄ
は、 ｄ≦ｘ＋ｚ−ｙ＝３５０＋５０−８０＝３２０μm より、３２０μm以下であれば、同じ光学構成で、発光
波長７８０nmのレーザ光をＰＣＦに結合させ、発光波長
６５０nmのレーザ光をＡＰＦに結合させることが可能と
なることが分かる。したがって、図２(a)における波長
７８０nmのレーザ光Ａと波長６５０nmのレーザ光Ｂの光
軸の間隔ｓは、３２０μm以下が望ましい。

【００４９】一方、上記光モジュール１６のＰＤユニッ
ト１５と集光用球レンズ１４からなる受信部では、光フ
ァイバ１３の端面１３bから出た受信信号光は、集光用
球レンズ１４により絞られ、ＰＤユニット１５内の図示
しない受光用受光素子としての受光用ＰＩＮ−ＰＤ(ピ
ンフォトダイオード)上に集光される。上記ＰＤユニッ
ト１５内には、波長６５０nm用の第１受信用受光素子と
しての第１受信用ＰＩＮ−ＰＤと波長７８０nm用の第２
受信用受光素子としての第２受信用ＰＩＮ−ＰＤとが１
つの基板上に集積化された受信用受光部を使用してい
る。

【００５０】図４は上記１つの基板上に集積化された受
信用受光部４０の上面図を示している。この受信用受光
部４０は、波長７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−ＰＤの
受光領域４１aと波長６５０nm用の第１受信用ＰＩＮ−
ＰＤの受光領域４１bとを所定の間隔をあけて配置し、
集光スポット４２が両方の受光領域４１a,４１b上にま
たがるように集光スポット４２の位置を調節している。
このため、受信信号光の波長が７８０nmであっても６５
０nmであっても受信信号光を受信することができる。

【００５１】なお、上記受光領域４１a,４１bを図５,図
６に示すように放射状に分割して配置すると、集光スポ
ット４２の位置ずれに対して波長７８０nm用のＰＩＮ−
ＰＤの受光領域４１aと波長６５０nm用のＰＩＮ−ＰＤ
の受光領域４１bとに入る光の光量の割合の変化を小さ
くする。

【００５２】また、光モジュールに接続される光ファイ
バがＡＰＦかまたはＰＣＦであるかは、光ファイバに付
けられたコネクタ１７(図１に示す)の色等により判別す
る。そして、光モジュールに接続される光ファイバがＡ
ＰＦの場合には、波長６５０nm用のドライバ２５b(図２
(b)に示す)をオンにし、波長６５０nm用の先に最適化さ
れたＰＩＮ−ＰＤの領域に接続されたアンプ(図示せず)
をオンにする。一方、光モジュールに接続される光ファ
イバがＰＣＦの場合には、波長７８０nmのドライバ２５
a(図２(b)に示す)をオンにし、波長７８０nmの光に最適
化されたＰＩＮ−ＰＤの領域に接続されたアンプ(図示
せず)をオンにする。以上の操作により、ＡＰＦ,ＰＣＦ
のいずれの光ファイバを利用した光通信システムにも対
応可能となる。

【００５３】したがって、光モジュールの寸法を大きく
することなく、短距離通信と中距離通信の両方で使用で
き、携帯端末に適した小型の光モジュール１６で実現す
ることができる。

【００５４】また、図４に示すように、上記波長６５０
nm用の第１受信用ＰＩＮ−ＰＤと波長７８０nm用の第２
受信用ＰＩＮ−ＰＤとを１つの基板上に集積化された受
信用受光部４０を用いることによって、光モジュールの
寸法を大きくすることなく、第２ＬＤチップ２１a,第１
ＬＤチップ２１bのいずれの出力も制御することができ
る。

【００５５】また、波長６５０nm用の第１受信用ＰＩＮ
−ＰＤと波長７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−ＰＤとが
１つの基板上に集積化されたＰＤユニット１５を用いる
ことによって、光モジュールを小型化することができ
る。また、上記第１受信用ＰＩＮ−ＰＤと第２受信用Ｐ
ＩＮ−ＰＤとの位置調整を行う必要がない。また、上記
第１受信用ＰＩＮ−ＰＤと第２受信用ＰＩＮ−ＰＤの２
つを別々に搭載する場合に比べると、実装時に最初に用
いる半田の融点より後で用いる半田の融点を低くする必
要がないので、実装を容易に行うことができる。

【００５６】また、上記信号伝送路にＡＰＦを用いる場
合には、波長６５０nmの光を信号光として用いる一方、
上記信号伝送路にＰＣＦを用いる場合には、波長７８０
nmの光を信号光として用いることによって、短距離通信
と中距離通信の両方で伝送特性を最適に保つことができ
る。

【００５７】（第２実施形態）図７はこの発明の第２実
施形態の光モジュールの構成を示しており、６１は波長
６５０nmの光と波長７８０nmの光とを出力する発光部と
してのＬＤユニット、６２は上記ＬＤユニット６１から
出た送信信号光を集光する集光用球レンズ、６３は上記
集光用球レンズ６２により集光された送信信号光の半分
を透過する分離素子としてのプリズム、６４は上記プリ
ズム６３を透過した送信信号光が端面６４aに集光され
る信号伝送路として光ファイバ、６５は上記光ファイバ
６４の端面６４aから出た受信信号光がプリズム６３で
反射された受信信号光を集光する集光用球レンズ、６６
は上記集光用球レンズ６５により集光された受信信号光
を受光する受信用受光部としてのＰＤユニットである。
なお、上記ＬＤユニット６１は、第１実施形態と同様
に、発光波長６５０nmの第１発光素子としての第１ＬＤ
チップ(図示せず)と発光波長７８０nmの第２発光素子と
しての第２ＬＤチップ(図示せず)とから発する光の光軸
が略一致するように、第１,第２ＬＤチップを１つのパ
ッケージ内に夫々搭載している。

【００５８】図７に示すように、上記ＬＤユニット６１
は、波長７８０nmの光と波長６５０nmの光とを光軸が略
一致するように出力する。そして、上記ＬＤユニット６
１から出た波長６５０nmまたは波長７８０nmの送信信号
光は、集光用球レンズ６２で絞られ、プリズム６３で半
分の光は透過し、光ファイバ６４の端面６４a上に集光
されて、光ファイバ６４に結合される。一方、光ファイ
バ６４の端面６４aから出た受信信号光は、プリズム６
３で半分の光が反射され、球レンズ６５で集光されて、
ＰＤユニット６６に集光される。

【００５９】このように、上記光モジュールは、第１実
施形態と同様の効果を有すると共に、光モジュールに送
信信号光と受信信号光とを分離する分離素子にプリズム
６３を用いることによって、光ファイバ１本で双方向通
信を行うことができる。

【００６０】（第３実施形態）図８はこの発明の第３実
施形態の光モジュールの構成を示しており、７１は波長
６５０nmの光と波長７８０nmの光とを出力する発光部と
してのＬＤユニット、７２は上記ＬＤユニット７１から
出た送信信号光を集光する集光用球レンズ、７３は上記
ＬＤユニット７１と集光用球レンズ７２との間に配置さ
れた分離素子としてのホログラム、７４は上記集光用球
レンズ７２により集光された送信信号光が端面７４a上
に集光される信号伝送路としての光ファイバ、７５a,７
５bは上記光ファイバ７４の端面７４aから出た受信信号
光を集光用球レンズ７２,ホログラム７３を介して受光
する波長７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−ＰＤと波長６
５０nm用の第１受信用ＰＩＮ−ＰＤである。なお、上記
ＬＤユニット７１は、第１実施形態と同様に、発光波長
６５０nmの第１発光素子としての第１ＬＤチップ(図示
せず)と発光波長７８０nmの第２発光素子としての第２
ＬＤチップ(図示せず)とから発する光の光軸が略一致す
るように、第１,第２ＬＤチップを１つのパッケージ内
に夫々搭載している。

【００６１】図８に示すように、上記光モジュールで
は、信号伝送路に１本の光ファイバ７４を用い、送信信
号光と受信信号光とをホログラム７３により分離してい
る。すなわち、ＬＤユニット７１から出た波長６５０nm
または波長７８０nmの送信信号光のうちのホログラム７
３で回折されなかった光(０次光)は、集光用球レンズ７
２で絞られ、光ファイバ７４の端面７４a上に集光さ
れ、光ファイバ７４に結合される。一方、光ファイバ７
４の端面７４aから出た受信信号光は、ホログラム７３
で回折され、回折された光は、波長７８０nm用の第２受
信用ＰＩＮ−ＰＤ７５ａと波長６５０nm用の第１受信用
ＰＩＮ−ＰＤ７５b上に夫々集光される。上記ホログラ
ム７３では、波長の長い光ほど回折される角度が小さい
ので、集光位置が波長により大きく異なる。この第３実
施形態では、１つの基板に２つの波長に最適化したＰＩ
Ｎ−ＰＤを用いると、基板が大きくなりすぎるので、各
波長に対して最適化した第１,第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ
７５b,７５aを用い、集積化された受信用受光部は用い
ていない。

【００６２】上記第３実施形態では、ＬＤユニット７１
と第１,第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ７５b,７５aの距離は０
〜４００μm程度であり、ＬＤユニット７１と第１,第２
受信用ＰＩＮ−ＰＤ７５b,７５aとを１つのパッケージ
に収めることができる。

【００６３】このように、上記光モジュールは、第１実
施形態と同様の効果を有すると共に、光モジュールに送
信信号光と受信信号光とを分離する分離素子にホログラ
ム７３を用いることによって、光ファイバ１本で双方向
通信を行うできると共に、光モジュールを小型化するこ
とができる。

【００６４】（第４実施形態）図９はこの発明の第４実
施形態の光モジュールの構成を示しており、８１は波長
６５０nmの光と波長７８０nmの光とを出力する発光部と
してのＬＤユニット、８２はＬＤユニット８１から出た
送信信号光を集光する集光用球レンズ、８３は受信用受
光部としてのＰＤユニット、８４は上記集光用球レンズ
８２により集光された送信信号光が端面８４aに集光さ
れる光ファイバである。上記ＬＤユニット８１から出た
送信信号光をＰＤユニット８３の表面で集光用球レンズ
８２側に反射する。なお、上記ＬＤユニット８１は、第
１実施形態と同様に、発光波長６５０nmの第１発光素子
としての第１ＬＤチップ(図示せず)と発光波長７８０nm
の第２発光素子としての第２ＬＤチップ(図示せず)とか
ら発する光の光軸が略一致するように、第１,第２ＬＤ
チップを１つのパッケージ内に夫々搭載している。

【００６５】図９に示すように、送信信号光と受信信号
光とはＰＤユニット８３の表面により分離される。すな
わち、上記ＬＤユニット８１から出た波長６５０nmまた
は波長７８０nmの送信信号光は、ＰＤユニット８３の表
面にて反射され、集光用球レンズ８２で絞られ、光ファ
イバ８４の端面８４a上に集光され、光ファイバ８４に
結合される。一方、光ファイバ端面８４aから出た受信
信号光はＰＤユニット８３で受信される。

【００６６】このように、上記光モジュールは、第１実
施形態と同様の効果を有すると共に、送信信号光と受信
信号光とを分離する分離素子にＰＤユニット８３の表面
を用いることにより、光モジュールを構成する素子の数
を減らすことができ、安価にかつ容易に作成することが
できる。

【００６７】（第５実施形態）図１０にこの発明の第５
実施形態の光モジュールを用いた通信方式の光通信シス
テムの構成図を示している。端末Ｃ９１と端末Ｄ９３
は、信号伝送路としての１本の光ファイバ９２を共有
し、互いに送受信を行う。上記光ファイバ９２として
は、波長６５０nmの光と波長７８０nmの光の両方に対し
て損失の小さいＰＣＦを使用している。そして、端末Ｃ
９１,端末Ｄ９３は、光モジュール,信号処理回路および
制御回路等(図示せず)を有している。上記光モジュール
には、図７の第３実施形態および図９の第４実施形態で
示したように、少なくとも、光軸が略一致するように波
長６５０nmの光と波長７８０nmの光とを出力する発光部
としてのＬＤユニットと、波長６５０nm用の第１受信用
ＰＩＮ−ＰＤと波長７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−Ｐ
Ｄとを有する受信用受光部と、送信信号光と受信信号光
とを分離する分離素子と、集光用レンズとで構成されて
いるものを用いる。

【００６８】この第５実施形態の通信方式では、端末Ｃ
９１がまず送信を行う場合、送信信号光の波長を６５０
nmまたは７８０nmのいずれか一方に予め定めておく。そ
して、その送信信号光を受信した端末Ｄ９３は、もう一
方の波長の光で返信信号を返送する。上記端末Ｃ９１,
端末Ｄ９３の光モジュールは、波長６５０nmの光でも波
長７８０nmの光でも送出できるため、通信開始時の最初
に信号を送信することも、受信後に信号を返信すること
も可能である。したがって、１本の光ファイバで波長多
重通信による送受信ができる。また、送信信号光の波長
と受信信号光の波長とは十分離れているため、送信信号
光と受信信号光とが光ファイバ内で干渉することはな
い。このため、受信信号を受けながら送信信号を送るこ
とが可能となる。

【００６９】上記通信方式では、送信と受信を同時に行
うことができるため、特別に高速のＰＤやアンプ等を用
いることなく、送信と受信とを交互に行う場合に比べて
略２倍の情報量の信号を送ることができる。

【００７０】また、受信用受光部に自分が送信した光が
入射しても、送信信号光の波長と受信信号光の波長が異
なり、受信信号光の波長に対する感度に比べ、送信信号
光の波長に対する感度が十分小さいため、受信信号に対
する送信信号の影響は十分小さい。

【００７１】上記第５実施形態において、まれに送信信
号を送出した直後、すなわち相手の端末に送信した信号
が到着する以前に相手の端末でも、送信信号を送出する
場合が起こる。この場合、通信を行う２つの端末が同時
に同じ波長の光で信号を送出するので混信が生じる。こ
れを確実に避けるため、図１１に示す信号タイミングで
通信を行うのが望ましい。

【００７２】図１１に示す信号タイミングでは、最初に
送る信号光の波長を決めない代わりに、一定長のダミー
信号Ｅを付ける。

【００７３】図１１は一方の端末だけが送信要求を行っ
た場合の信号のタイミングを表す図であり、図１１にお
いて横軸は時間である。この場合、端末Ｃが送信した波
長λ ₁のダミー信号Ｅ(λ₁)が相手の端末Ｄの受信部に到
着すると、端末Ｄはすぐに波長λ₂の送信信号Ｆ(λ₂)を
送信でき、２つの端末の間で通信が可能な状態になる。
端末Ｃは、端末Ｄから波長λ₂の信号Ｆ(λ₂)が帰ってく
ると、波長λ₁で信号Ｇ(λ₁)を送る。

【００７４】そして、端末Ｄは、送られてきた信号の波
長を波長７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−ＰＤと波長６
５０nm用の第１受信用ＰＩＮ−ＰＤとを用いて判別す
る。上記判別方法について図１４を参照しながら説明す
る。図１４において、信号受信のために待機中は、波長
７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ１１０aに接続さ
れたアンプ１１１aと波長６５０nm用の第１受信用ＰＩ
Ｎ−ＰＤ１１０bに接続されたアンプ１１１bをともにオ
ンにしておく。波長７８０nmの信号光Ｍが集積化された
受信用受光部１１０に入射すると、アンプ１１１aの出
力がアンプ１１１bの出力より大きくなり、波長６５０n
mの信号が集積化された受信用受光部１１０に入射する
と、アンプ１１１bの出力がアンプ１１１aの出力より大
きくなるので上記２つのアンプ１１１a,１１１bの出力
の差信号Ｎの符号を見て、どちらのアンプの出力が大き
いかによって、信号光Ｍの波長を判別する。

【００７５】図１４は集積化されたＰＩＮ−ＰＤの場合
について描いてあるが、個別のＰＩＮ−ＰＤを用いても
同様に判別できることはいうまでもない。

【００７６】また、図１２は、端末Ｃが波長λ₁のダミ
ー信号Ｅ(λ₁)を送出し、信号Ｅが端末Ｄに到着する前
に端末Ｄが別の波長λ₂のダミー信号Ｈ(λ₂)を送出した
場合の信号タイミングを表している。

【００７７】この場合、端末Ｄは受信したダミー信号Ｅ
の波長を判別し、自分が送信した波長と異なることを確
認してから波長λ₂で信号Ｉ(λ₂)を送出する。端末Ｃも
ダミー信号Ｅを送出後、応答信号としてダミー信号Ｉが
戻ってきたので、この信号の波長を判別し、自分が送信
した波長と異なることを確認してから波長λ₁で信号Ｊ
(λ₁)を送出する。このような手順を踏むことにより、
２つの端末Ｃ,Ｄが同時に送信信号を送出しても、送信
信号と受信信号の波長を確実に異ならせることができ
る。

【００７８】また、図１３は、端末Ｃが波長λ₁でダミ
ー信号Ｅ(λ₁)を送出し、信号Ｅが端末Ｄに到着する前
に端末Ｄが同じ波長λ₁で別のダミー信号Ｈ(λ₁)を送出
した場合の信号タイミングを表している。

【００７９】この場合、端末Ｄは、受信したダミー信号
Ｅ(λ₁)が自分が送信したダミー信号Ｈ(λ₁)と同じ波長
であることを知るので、すぐに信号を送出せず、ランダ
ムに波長を６５０nmまたは７８０nmのいずれか一方を選
び、再度ダミー信号ＨＨ(λ₁,λ₂)を送信する。一方、
端末Ｃも、受信したダミー信号の波長λ₁が自分が送信
したダミー信号の波長λ₁と同じ波長であることを知る
ので、すぐに信号を送出はせず、ダミー信号の波長を６
５０nmまたは７８０nmのいずれか一方をランダムに選
び、再度ダミー信号ＥＥ(λ₁,λ₂)を送信する。その
後、受信したダミー信号の波長が送信したダミー信号の
波長と異なるまで、この操作を繰り返す。そうして、互
いの端末Ｃ,Ｄが使用する波長が決まった後、波長多重
通信により同時双方向伝送を行う。

【００８０】このように、信号伝送路に１本のＰＣＦを
用い、送信信号と受信信号に波長６５０nmの光と波長７
８０nmの光とを用いて、いずれの波長の光を受信してい
るかを上記集積化された第１,第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ
の出力から判別し、もう一方の波長の光で送信を行うこ
とにより、１本の光ファイバで波長多重通信による送受
信ができ、さらに、送信信号光と受信信号光とに必ず異
なる波長を割り当てることが可能となる。

【００８１】また、波長多重通信を行う場合、送信開始
時に送信信号に使用する光の波長を通知するためのダミ
ー信号を送信することにより、送信信号光の波長を確実
に検出することが可能となり、信号の最初から最適な受
信状態を実現することができる。

【００８２】次に、上記ダミー信号の形態について説明
する。

【００８３】図８の第３実施形態のような光モジュール
を用いた場合には、ダミー信号が受信側で直流信号と見
なされるような内容のデジタル信号(ＤＣ信号に近い内
容)であっても波長の判別は容易である。すなわち、ダ
ミー信号光の波長が７８０nmの場合は、第２受信用ＰＩ
Ｎ−ＰＤ７５aにのみ入射し、ダミー信号光の波長が６
５０nmの場合は、第１受信用ＰＩＮ−ＰＤ７５bにのみ
入射する。このため、第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ７５a,
第１受信用ＰＩＮ−ＰＤ７５bの信号強度を単純に比較
し、第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ７５aの信号が大きい場合
は受信信号光の波長を７８０nmと判定し、第１受信用Ｐ
ＩＮ−ＰＤ７５bの信号が大きい場合は受信信号光の波
長を６５０nmと判定すればよい。

【００８４】また、ダミー信号にＤＣ信号を用いる場合
に対するもう１つの利点は、第１,第２受信用ＰＩＮ−
ＰＤの後段のアンプの前にＤＣカットフィルターを設け
ることができることである。電気回路でよく知られてい
るように、ＤＣから大きな利得を持つ広帯域のアンプを
作成することは困難であるが、ＤＣカットフィルターを
設けた構成ではＡＣアンプでよい。さらに、アンプの帯
域を狭くすることができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させる
ことができる。

【００８５】一方、図７の第２実施形態および図９の第
４実施形態の場合、ダミー信号は、基準伝送速度と略同
一の伝送速度で、かつ、上記基準伝送速度を定める基準
クロック信号の周波数に略等しい周波数のデジタル信
号、例えば１５５Ｍbpsの１,０交番信号とすることが望
ましい。上記ダミー信号は、図１４に示したような波長
７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−ＰＤ１１０aと波長６
５０nm用の第１受信用ＰＩＮ−ＰＤ１１０bとが集積化
された受信用受光部１１０を用い、両方の第１,第２受
信用ＰＩＮ−ＰＤに受信信号光Ｍを入射するように設定
している。例えば、１５５Ｍbpsの１,０交番信号を波長
７８０nmの光で送信すると、波長６５０nm用の第１受信
用ＰＩＮ−ＰＤ１１０bでは、応答速度が不足して信号
振幅が小さくなり、見かけ上の感度が波長６５０nmの受
光信号光がＤＣ信号の場合より小さくなる。一方、波長
６５０nmの光で１５５Ｍbpsの１,０交番信号をダミー信
号として送ると、波長７８０nm用の第２受信用ＰＩＮ−
ＰＤ１１０aでは、やはり応答速度が不足し、見かけ上
の感度が波長７８０nmの受光信号光がＤＣ信号の場合よ
り小さくなる。その結果、２つの受信用ＰＩＮ−ＰＤの
出力の差Ｎにより明確に入射波長を判別することができ
る。

【００８６】上記第１〜第５実施形態では、発光部とし
ての光源にＬＤを用いた場合について説明してきたが、
発光部としてＬＥＤを用いてもよいのは勿論である。

【００８７】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の光モジュールによれば、中心発光波長６５０nmの第
１発光素子(ＬＤチップまたはＬＥＤチップ)と中心発光
波長７８０nmの第２発光素子(ＬＤチップまたはＬＥＤ
チップ)を１つのパッケージ内に搭載した発光部が出力
する光の光軸を略一致させることによって、信号伝送路
にＡＰＦやＰＣＦを用いて、第１,第２発光素子の位置
調整を正確に行わなくても、信号光を光ファイバ内に入
射させることができるので、光モジュールの寸法を大き
くすることなく、短距離通信と中距離通信の両方で使用
でき、携帯端末に適した小型の送信用光モジュールを実
現することができる。

【００８８】また、請求項２の発明の光モジュールによ
れば、請求項１の光モジュールにおいて、波長６５０nm
用の第１モニタ用受光素子と波長７８０nm用の第２モニ
タ用受光素子とが集積化されたモニタ用受光部をモニタ
用ＰＤとして用いることによって、光モジュールの寸法
を大きくすることなく、第１,第２発光素子のいずれの
光源の出力も容易に制御することができる。

【００８９】また、請求項３の発明の光モジュールによ
れば、請求項１または２の光モジュールにおいて、単一
の基板に集積化された波長６５０nmの受信信号光を受信
する第１受信用受光素子と波長７８０nmの受信信号光を
受信する第２受信用受光素子とを１つのパッケージに搭
載し、受信用受光部として用いることにより、光モジュ
ールの小型化が可能となる。また、上記第１受信用受光
素子と第２受信用受光素子との位置調整を行う必要がな
い。また、上記第１,第２受信用受光素子の２つを別々
に搭載する場合に比べると、実装時に最初に用いる半田
の融点より後で用いる半田の融点を低くする必要がない
ので、実装を容易に行うことができる。

【００９０】また、請求項４の発明の光モジュールによ
れば、請求項３の光モジュールにおいて、上記送信信号
光と受信信号光とを分離する分離素子を備えることによ
って、１本の光ファイバで送受信を行うことができる。

【００９１】また、請求項５の発明の光モジュールによ
れば、請求項４の光モジュールにおいて、上記分離素子
をプリズムとすることにより、上記発光部と受信用受光
部とを１つのパッケージに入れることが可能となり、よ
り小型化できる。

【００９２】また、請求項６の発明の光モジュールによ
れば、請求項４の光モジュールにおいて、上記分離素子
をホログラムとすることにより、上記発光部と受信用受
光部とを１つのパッケージに入れることが可能となり、
一層の小型化ができる。

【００９３】また、請求項７の発明の光モジュールによ
れば、請求項４の光モジュールにおいて、上記分離素子
を上記受信用受光部の表面とすることにより、光ユニッ
トを構成する素子を少なくすることが可能となり、低価
格化が図れると共に、作成も容易となる。

【００９４】また、請求項８の発明の光モジュールを用
いた光通信方式によれば、請求項１乃至７のいずれか１
つの光モジュールを用いた光通信方式であって、上記信
号伝送路にＡＰＦを用いる場合には、波長６５０nmの光
を信号光として用いる一方、上記信号伝送路にＰＣＦを
用いる場合には、波長７８０nmの光を信号光として用い
ることによって、短距離通信と中距離通信の両方で伝送
特性を最適に保つことができる。

【００９５】また、請求項９の発明の光モジュールを用
いた光通信方式によれば、請求項１乃至７のいずれか１
つの光モジュールを用いた光通信方式であって、上記信
号伝送路に１本のＰＣＦを用い、送信信号と受信信号に
波長６５０nmの光と波長７８０nmの光とを用いて、通信
開始時にいずれの波長の光を送信信号に使用するかを予
め決めて通信を行うことにより、１本の光ファイバで波
長多重通信による送受信ができる。

【００９６】また、請求項１０の発明の光モジュールを
用いた光通信方式によれば、請求項３乃至７のいずれか
１つの光モジュールを用いた光通信方式であって、上記
信号伝送路に１本のＰＣＦを用い、送信信号と受信信号
に波長６５０nmの光と波長７８０nmの光とを用いて、い
ずれの波長の光を受信しているかを上記集積化された第
１,第２受信用受光素子の出力から判別し、もう一方の
波長の光で送信を行うことによって、１本の光ファイバ
で波長多重通信による送受信が可能となる。さらに、送
信信号光と受信信号光とに必ず異なる波長を割り当てる
ことが可能となる。

【００９７】また、請求項１１の発明の光モジュールを
用いた光通信方式によれば、請求項１０の光モジュール
を用いた光通信方式において、波長多重通信を行う場
合、送信開始時に送信信号に使用する光の波長を通知す
るためのダミー信号を送信することによって、送信信号
光の波長を確実に検出することが可能となり、送信信号
の最初から最適な受信状態を実現することができる。

【００９８】また、請求項１２の発明の光モジュールを
用いた光通信方式によれば、請求項１１の光モジュール
を用いた光通信方式において、受信側で上記第１,第２
受信用受光素子で受信された上記ダミー信号の信号強度
を比較することによって、信号強度の大きい方がダミー
信号の光の波長であると容易に判別することができる。

【００９９】また、請求項１３の発明の光モジュールを
用いた光通信方式によれば、請求項１１の光モジュール
を用いた光通信方式において、上記ダミー信号は、基準
伝送速度と略同一の伝送速度で、かつ、上記基準伝送速
度を定める基準クロック信号の周波数に略等しい周波数
のデジタル信号であるので、上記第１,第２受信用受光
素子の出力を比較することによって、出力の大きい方が
ダミー信号の光の波長であると容易に判別することがで
きる。また、上記ダミー信号を基準伝送速度と同じ伝送
速度のデジタル信号とし、上記信号の最高周波数を基準
信号のクロック信号の最高周波数とほぼ等しくすること
により、ＤＣカット回路を使用して、信号受信感度を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の光モジュー
ルの構成図である。

【図２】 図２(a)は上記光モジュールのＬＤユニット
の構成を表す概略図であり、図２(b)は上記ＬＤユニッ
トの制御回路のブロック図である。

【図３】 図３は上記第１実施形態の光ファイバのコア
に対する光スポットの大きさおよび位置の関係を示す模
式図である。

【図４】 図４は上記光モジュールの受光部の配置を表
す上面図である。

【図５】 図５は上記光モジュールの受光部の他の配置
を示す図である。

【図６】 図６は上記光モジュールの受光部の他のもう
一つの配置を示す図である。

【図７】 図７はこの発明の第２実施形態の送信信号光
と受信信号光との分離にプリズムを用いた光モジュール
の構成図である。

【図８】 図８はこの発明の第３実施形態の送信信号光
と受信信号光との分離にホログラムを用いた光モジュー
ルの構成図である。

【図９】 図９はこの発明の第４実施形態の送信信号光
と受信信号光との分離にＰＤを用いた光モジュールの構
成図である。

【図１０】 図１０はこの発明の第５実施形態の光モジ
ュールを用いた光通信方式の光通信システムの構成図で
ある。

【図１１】 図１１は上記光通信システムにおける信号
のタイミング図である。

【図１２】 図１２は上記光通信システムにおける信号
のタイミング図である。

【図１３】 図１３は上記光通信システムにおける信号
のタイミング図である。

【図１４】 図１４は入射信号光の波長を判別する方法
を説明する図である。

【図１５】 図１５は従来の光モジュールの構成図であ
る。

【符号の説明】

１１…ＬＤユニット、１２,１４…集光用球レンズ、１
３Ａ,１３Ｂ…光ファイバ、１５…ＰＤユニット、２１a
…第２ＬＤチップ、２１b…第１ＬＤチップ、２２…モ
ニタＰＤ、２３a〜２３d…リードピン、２４…ステム、
２５a,２５b…ドライバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｆターム(参考） 5F073 AB06 AB27 AB28 BA01 FA02 FA07 FA08 FA30 5K002 AA05 AA07 BA07 BA11 BA13 BA14 BA15 BA31 DA05

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号伝送用光源として用いる発光部を有
   する光モジュールであって、 上記発光部は、中心発光波長６４０nm〜６６０nmの半導
   体レーザチップまたは発光ダイオードチップである第１
   発光素子と中心発光波長７７０nm〜７９０nmの半導体レ
   ーザチップまたは発光ダイオードチップである第２発光
   素子とを有し、 上記第１,第２発光素子から発する光の光軸が略一致す
   るように、上記発光部の上記第１,第２発光素子を１つ
   のパッケージ内に夫々搭載したことを特徴とする光モジ
   ュール。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光モジュールにおい
   て、 上記第１発光素子から発する波長６４０nm〜６６０nmの
   光をモニタする第１モニタ用受光素子と上記第２発光素
   子から発する波長７７０nm〜７９０nmの光をモニタする
   第２モニタ用受光素子とが単一の基板に集積化されたモ
   ニタ用受光部を有することを特徴とする光モジュール。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の光モジュール
   において、 波長６４０nm〜６６０nmの受信信号光を受信する第１受
   信用受光素子と波長７７０nm〜７９０nmの受信信号光を
   受信する第２受信用受光素子とが単一の基板に集積化さ
   れた受信用受光部を有することを特徴とする光モジュー
   ル。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の光モジュールにおい
   て、 上記発光部の上記第１,第２発光素子から発する送信信
   号光と上記受信用受光部の上記第１,第２受信用受光素
   子により受信する受信信号光とを分離する分離素子を有
   することを特徴とする光モジュール。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光モジュールにおい
   て、 上記分離素子はプリズムであることを特徴とする光モジ
   ュール。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の光モジュールにおい
   て、 上記分離素子はホログラムであることを特徴とする光モ
   ジュール。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の光モジュールにおい
   て、 上記分離素子は上記受信用受光部の表面であることを特
   徴とする光モジュール。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
   光モジュールを用いた光通信方式であって、 コア層とクラッド層とがプラスチックで構成された全プ
   ラスチックファイバを信号伝送路に用いるときは、上記
   発光部の上記第１発光素子から発する波長６４０nm〜６
   ６０nmの光を送信信号として用い、 石英ガラスのコア層とプラスチックのクラッド層で構成
   されたプラスチッククラッドファイバを信号伝送路に用
   いるときは、上記発光部の上記第２発光素子から発する
   波長７７０nm〜７９０nmの光を送信信号として用いるこ
   とを特徴とする光モジュールを用いた光通信方式。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
   光モジュールを用いた光通信方式であって、 石英ガラスからなるコア層とプラスチックからなるクラ
   ッド層で構成された１本のプラスチッククラッドファイ
   バを信号伝送路に用い、 上記第１発光素子から発する波長６４０nm〜６６０nmの
   光または上記第２発光素子から発する波長７７０nm〜７
   ９０nmの光のいずれか一方を送信信号として用い、 波長６４０nm〜６６０nmの光または波長７７０nm〜７９
   ０nmの光のいずれか他方を受信信号として用い、 上記第１発光素子から発する波長６４０nm〜６６０nmの
   光または上記第２発光素子から発する波長７７０nm〜７
   ９０nmの光のいずれか一方を通信開始時の送信信号に用
   いるか予め決めておき、上記第１発光素子から発する波
   長６４０nm〜６６０nmの光または上記第２発光素子から
   発する波長７７０nm〜７９０nmの光の他方を返信信号に
   用いることにより波長多重通信を行うことを特徴とする
   光モジュールを用いた光通信方式。
10. 【請求項１０】 請求項３乃至７のいずれか１つに記載
    の光モジュールを用いた光通信方式であって、 石英ガラスからなるコア層とプラスチックからなるクラ
    ッド層で構成された１本のプラスチッククラッドファイ
    バを信号伝送路に用い、 上記第１発光素子から発する波長６４０nm〜６６０nmの
    光または上記第２発光素子から発する波長７７０nm〜７
    ９０nmの光のいずれか一方を送信信号として用い、 波長６４０nm〜６６０nmの光または波長７７０nm〜７９
    ０nmの光のいずれか他方を受信信号として用い、 通信開始時の受信信号光が上記波長６４０nm〜６６０nm
    の光または波長７７０nm〜７９０nmの光のいずれの光で
    あるかを上記光モジュールの上記受信用受光部の上記第
    １,第２受信用受光素子の各出力に基づいて判別し、 上記第１発光素子から発する波長６４０nm〜６６０nmの
    光または上記第２発光素子から発する波長７７０nm〜７
    ９０nmの光のうちの上記受信信号光と波長が異なる光で
    返信信号を送信することにより波長多重通信を行うこと
    を特徴とする光モジュールを用いた光通信方式。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の光モジュールを用
    いた光通信方式において、 上記通信開始時に送信信号に使用する光の波長を通知す
    るためのダミー信号を上記送信信号と同じ波長の光で送
    信することを特徴とする光モジュールを用いた光通信方
    式。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の光モジュールを用
    いた光通信方式において、 上記ダミー信号は、受信側で直流信号と見なされるよう
    な内容のデジタル信号であることを特徴とする光モジュ
    ールを用いた光通信方式。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の光モジュールを用
    いた光通信方式において、 上記ダミー信号は、基準伝送速度と略同一の伝送速度
    で、かつ、上記基準伝送速度を定める基準クロック信号
    の周波数に略等しい周波数のデジタル信号であることを
    特徴とする光モジュールを用いた光通信方式。