JP2000329972A - 発光・受光装置、及び、一芯式光ファイバ双方向通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光パワーの損失を極力抑えるとともに、コス
ト低減、小型化、及び信頼性向上を図ることができる発
光・受光装置、及び、一芯式光ファイバ双方向通信シス
テムを提供する。 【解決手段】 光ファイバ２１の端末２１ａとその光フ
ァイバ２１に対して同軸に配置される受信モジュール２
７との間に、光ファイバ２１の端末２１ａから出射した
受信光Ｃ１及びＣ２が伝搬するスリーブ２６を配置して
いる。そのスリーブ２６には、発光ダイオード３６を埋
設しており、光ファイバ２１の端末２１ａに向けて送信
光Ｃ３及びＣ４が伝搬するような構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一本の光ファイバ
を用いて双方向の光通信を行うための発光・受光装置、
及び、一芯式光ファイバ双方向通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、特開昭６１−９６１０号公報
（出願人：日本電気株式会社、出願日：昭和５９年６月
２５日、発明の名称：光双方向通信用モジュール）に開
示された一芯式光ファイバ双方向通信におけるシステム
の基本構成図を示している。そのシステム構成を説明す
ると、次のようになっている。

【０００３】引用符号１０１は発光・受光装置を示して
おり、電気信号を光信号に変換する発光器１０２（発光
手段）と、光信号を電気信号に変換する受光器１０３
（受光手段）と、光方向性結合器又は光分波器１０４と
から構成されている。一方、引用符号１０５は、同じく
発光・受光装置を示しており、発光・受光装置１０１と
同一構成の発光器１０６（発光手段）と受光器１０７
（受光手段）と光分波器１０８とから構成されている。
これら発光・受光装置１０１及び１０５は、一本の光フ
ァイバ１０９を介して光学的に接続されている。

【０００４】また、上記公報には、図９に示されるよう
な上記発光・受光装置１０１（１０５）の各構成を一体
化したものも開示されている。即ち、発光・受光装置１
０１′（１０５′）は、発光素子１１０（発光手段）か
らの光をレンズ１１１で平行光に変換し、ハーフミラー
１１２を介してレンズ１１３で集光させ、光ファイバ１
１４に結合するとともに、光ファイバ１１４からの光を
ハーフミラー１１２で反射させ、レンズ１１５で集光し
た後に、受光素子１１６（受光手段）に結合するような
構成となっている。

【０００５】一方、特開平４−３１５３２７号公報（出
願人：日本電気株式会社、出願日：平成３年４月１２
日、発明の名称：半導体発光・受光装置）には、図１０
に示されるような構成の一芯式光ファイバ双方向通信シ
ステムが開示されている。

【０００６】その一芯式光ファイバ双方向通信システム
におけるＡ、Ｂは、同一の構成で成り立つ発光・受光装
置を各々示しており、また、引用符号１１７はレーザー
ダイオード（発光手段）、１１８はそのレーザーダイオ
ード１１７のモニタ受光素子、１１９は受光素子（受光
手段）、１２０〜１２２は集束レンズ、１２３はビーム
スプリッタ、１２４は入射する光を４５°回転させる回
転素子、１２５はＡ、Ｂの発光・受光装置間を接続する
光ファイバを示している。

【０００７】上記構成において、Ａ側のレーザーダイオ
ード１１７からの光信号は、集束レンズ１２０によりコ
リメートされ、ビームスプリッタ１２３を透過するよう
になっている。そして、回転素子１２４により偏光面が
４５°回転させられた後、集束レンズ１２２、光ファイ
バ１２５を介してＢ側へ伝送されるようになっている。

【０００８】尚、このＡ側からの光信号は、Ｂ側では再
度回転素子１２４により４５°回転させられるため、計
９０°偏光面が回転した状態でビームスプリッタ１２３
へ入射するようになる。そのため、この入射信号光はこ
こで反射され、集束レンズ１２１を介して受光素子１１
９で受信されるようになる。

【０００９】また、Ｂ側のレーザーダイオード１１７の
光信号も同様にＡ側の受光素子１１９で受信されるよう
になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術にあっては、数多くの光学部品により発光・受光装置
を構成していることから、その発光・受光装置自体及び
一芯式光ファイバ双方向通信システム（以下、システム
と略記する）のコストアップを免れることができなかっ
た。

【００１１】また、数多くの光学部品を備えていること
から、発光・受光装置及びシステムの信頼性が懸念され
ていた。

【００１２】さらに、上述の各種光学部品の配置（特に
発光手段及び受光手段の配置）からも分かるように、発
光・受光装置の小型化が難しく、発光・受光装置及びシ
ステム自体が大型なものになってしまっていた。

【００１３】さらにまた、発光・受光装置が光分波・合
波器を使用していることから、性能面で光パワーの損失
が大きく、ダイナミックレンジの低下につながってしま
っていた。

【００１４】尚、上述のダイナミックレンジの低下は、
システム全体においての各種光パワーの損失を考慮した
出力マージンを狭めてしまうことを意味し、例えば自動
車等の車両に上記システムを搭載する際、設計の自由度
が制限されてしまうことになる。

【００１５】本発明は、上述した事情に鑑みてなされる
もので、光パワーの損失を極力抑えるとともに、コスト
低減、小型化、及び信頼性向上を図ることができる発光
・受光装置、及び、一芯式光ファイバ双方向通信システ
ムを提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
なされた請求項１記載の本発明の発光・受光装置は、一
本の光ファイバ内に、電気信号を光信号に変換する発光
手段からの光と、光信号を電気信号に変換する受光手段
への光とを伝搬させる発光・受光装置であって、前記光
ファイバの端末と該光ファイバに対して同軸に配置され
る前記受光手段との間に配置され、前記端末から出射し
た前記受光手段への前記光が伝搬する光伝搬部材に、前
記発光手段を埋設し前記端末に向けて前記発光手段から
の前記光を伝搬させるように構成したことを特徴として
いる。

【００１７】請求項２記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項１に記載の発光・受光装置において、前記発
光手段からの前記光を前記端末に向けて反射する反射部
材を、前記発光手段と共に前記光伝搬部材に埋設したこ
とを特徴としている。

【００１８】請求項３記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項１又は請求項２に記載の発光・受光装置にお
いて、前記光伝搬部材は、前記端末側から前記受光手段
に向けて次第に縮径し、側部がテーパとなった略截頭円
錐状の導波路を有することを特徴としている。

【００１９】請求項４記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項３に記載の発光・受光装置において、前記導
波路の前記側部であって前記端末側に、前記光伝搬部材
の軸に直交する方向へ延在しハウジングに支持される略
環状のガイド部を一体に形成したことを特徴としてい
る。

【００２０】請求項５記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項４に記載の発光・受光装置において、前記ガ
イド部の前記軸に直交する方向に沿う側面に、前記側部
を用いて構成される環状の溝を形成したことを特徴とし
ている。

【００２１】請求項６記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項３ないし請求項５いずれか記載の発光・受光
装置において、前記導波路の前記端末に対向するファイ
バ側端面に、前記端末へ向けて凸となるレンズを一体に
形成したことを特徴としている。

【００２２】請求項７記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項６に記載の発光・受光装置において、前記レ
ンズの径を前記端末の径よりも大きく形成したことを特
徴としている。

【００２３】請求項８記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項６又は請求項７に記載の発光・受光装置にお
いて、前記レンズ又は／及び前記端末に反射防止膜を形
成したことを特徴としている。

【００２４】請求項９記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項３ないし請求項８いずれか記載の発光・受光
装置において、前記導波路の縮径して小さくなった受光
手段側端面を、前記受光手段の受光面よりも小さく形成
したことを特徴としている。

【００２５】請求項１０記載の本発明の発光・受光装置
は、請求項１ないし請求項９いずれか記載の発光・受光
装置において、前記発光手段と前記受光手段との間に波
長選択フィルタを配置したことを特徴としている。

【００２６】上記課題を解決するためなされた請求項１
１記載の本発明の一芯式光ファイバ双方向通信システム
は、請求項１ないし請求項１０いずれか記載の発光・受
光装置を一本の光ファイバの両端にそれぞれ配置したこ
とを特徴としている。

【００２７】請求項１２記載の本発明の一芯式光ファイ
バ双方向通信システムは、請求項１１に記載の一芯式光
ファイバ双方向通信システムにおいて、自動車等の車両
に搭載したことを特徴としている。

【００２８】請求項１に記載された本発明によれば、光
ファイバの端末と受光手段との間に配置される光伝搬部
材に発光手段を埋設することにより、発光手段からの光
が光伝搬部材を伝搬して光ファイバの端末へ入射するよ
うになる。また、光ファイバ内を伝搬した光は、光伝搬
部材に入射した後、受光手段と結合するようになる。発
光・受光装置には、例えばハーフミラーなどの従来用い
られた光学部品が存在しないことから、光ファイバ内を
伝搬し光伝搬部材に入射した光の光量が半分になってし
まうことはない。また、光分波・合波器を用いずに発光
・受光装置を構成していることから、出力マージンを従
来よりも広くとることができる。即ち、例えば光伝搬部
材と光ファイバの端末との間隙による光パワーの損失
や、光ファイバによる光パワーの損失など、各種光パワ
ーの損失を考慮しても、受光手段との結合時における余
裕度が従来よりも大きくなる。よって、よりよい光通信
の実現が可能である。一方、光伝搬部材は光ファイバの
端末と受光手段との間に配置され、その光伝搬部材に発
光手段が埋設されていることから、発光・受光装置が従
来よりもコンパクトになる。即ち、光伝搬部材に対し光
ファイバの軸に直交する方向に発光手段を別部材として
配設する構成ではないので、特にその直交方向において
発光・受光装置を小型化することができる。また、構成
自体が簡素であることから、信頼性が高まるとともにコ
スト低減にも寄与する。従って、光パワーの損失を極力
抑えるとともに、コスト低減、小型化、及び信頼性向上
を図ることができる発光・受光装置を提供することがで
きる。

【００２９】請求項２に記載された本発明によれば、発
光手段の埋設位置にバリエーションをもたせることがで
き、また、発光手段からの光を効率よく伝搬させること
も可能である。従って、更に光パワーの損失を抑えるこ
とができ、また、信頼性も向上させることができる。

【００３０】請求項３に記載された本発明によれば、光
ファイバ内を伝搬し光伝搬部材に入射した光は、導波路
のテーパとなった側部で全反射を繰り返しながら集光す
るように受光手段へ向けて伝搬する。従って、受光手段
への光が絞られることになるから、例えば光伝搬部材と
受光手段との間隙により生じる光パワーの損失を低減さ
せることができる。

【００３１】請求項４に記載された本発明によれば、光
伝搬部材をハウジングに取り付けるための特別な部材を
新たに設ける必要はない。従って、部品点数の増大を抑
え、以て製造工程の簡素化と生産管理を容易にし、その
結果としてコスト低減に寄与することができる。

【００３２】請求項５に記載された本発明によれば、側
部に接する空気層の範囲が広くなる。これにより、導波
路内での光の全反射する範囲が上記軸方向に長くなる。
従って、ガイド部の配設位置における伝搬に対する効率
が向上するので、光パワーの損失を低減させることがで
きる。

【００３３】請求項６に記載された本発明によれば、例
えば光ファイバの端末と光伝搬部材との間隙や、光ファ
イバと光伝搬部材との軸ズレ等が生じても、そのレンズ
によりこれらの影響が緩和される。また、発光手段から
の光がコリメート又は集光して光ファイバの端末へ入射
する。従って、光ファイバと光伝搬部材とに係る光パワ
ーの損失を低減させることができる。

【００３４】請求項７に記載された本発明によれば、光
ファイバ内を伝搬してきた光がより多く光伝搬部材に入
射する。従って、光ファイバの端末と光伝搬部材との間
隙による光パワーの損失を低減させることができる。
尚、発光手段の埋設位置における光伝搬部材の径を光フ
ァイバの端末の径よりも大きくすることが可能であるた
め、発光手段の存在による影響を極力小さくすることが
できる。

【００３５】請求項８に記載された本発明によれば、光
ファイバ内を伝搬してきた光がより多く入射する。ま
た、発光手段からの光がより多く光ファイバの端面に入
射する。さらには、クロストークの影響が低減する。従
って、光ファイバと光伝搬部材とに係る光パワーの損失
を低減させるとともに、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００３６】請求項９に記載された本発明によれば、光
伝搬部材を伝搬した光がより多く受光手段へ入射する。
従って、光伝搬部材と受光手段とに係る光パワーの損失
を低減させるとともに、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００３７】請求項１０に記載された本発明によれば、
波長の異なる複数の光を伝搬させることができる。

【００３８】請求項１１に記載された本発明によれば、
請求項１ないし請求項１０いずれか記載の発光・受光装
置を一本の光ファイバの両端にそれぞれ配置しているこ
とから、上述の作用効果を奏する一芯式光ファイバ双方
向通信システムを構成することができる。

【００３９】請求項１２に記載された本発明によれば、
設計の自由度が向上し自動車等の車両に搭載されること
で、上述の作用効果の他に車両内に配索されるワイヤハ
ーネスの省線化と軽量化を図ることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態を説明する。図１は本発明の一芯式光ファイ
バ双方向通信システムにおける発光・受光装置としての
光コネクタの一実施の形態を示す断面図である。また、
図２は図１のスリーブの拡大断面図、図３は図１の要部
拡大断面図を示している。

【００４１】図１において、例えば自動車等の車両に搭
載される一芯式光ファイバ双方向通信システムは、光フ
ァイバ２１とその両端部にそれぞれ設けられた発光・受
光装置としての光コネクタ２２、２２（一方のみ図示）
とを備えており、また、光コネクタ２２は、レセプタク
ル２３と光プラグ２４とから構成されている。

【００４２】上記レセプタクル２３は前後に開放された
矩形状のコネクタハウジング２５（特許請求の範囲に記
載したハウジングに相当）を有しており、そのコネクタ
ハウジング２５の前方の開放部分に上記光プラグ２４が
嵌合するようになっている。また、コネクタハウジング
２５の後方の開放部分には、スリーブ２６（特許請求の
範囲に記載した光伝搬部材に相当）、受信モジュール２
７（特許請求の範囲に記載した受光手段に相当。例えば
フォトダイオード（ＰＤ）など）、及びキャップ２８が
順に嵌合するようになっている。

【００４３】コネクタハウジング２５は、前方（上記前
方の開放部分）に光プラグ２４に対する嵌合部２９が形
成されており、同じく前方の上壁には、光プラグ２４の
後述するロッキングアーム４８が係合する光プラグ係止
部３０が形成されている。

【００４４】その光プラグ係止部３０は、嵌合部２９の
一部がコネクタハウジング２５の外方に向けて突出する
ような状態で断面視コ字状に形成されており、上面には
上記ロッキングアーム４８の係止突起４８ａを係止する
矩形状の係止孔３０ａが開口、形成されている。

【００４５】また、コネクタハウジング２５の後方（上
記後方の開放部分）には、受信モジュール２７に対する
格納室３１が形成されており、その格納室３１には、上
壁及び下壁を貫通させて開口部２５ａ、２５ｂが形成さ
れている。開口部２５ａ、２５ｂには、キャップ２８の
上下縁部に形成される係合突起２８ａが係合するように
なっており、また、開口部２５ｂを介して、受信モジュ
ール２７の電極２７ａ、及び後述する発光ダイオード３
６の電極３６ａが外部へ導出されるようになっている。

【００４６】さらにまた、コネクタハウジング２５の内
部における中間部分には、嵌合部２９から格納室３１へ
連通する受承筒３２が形成されている。

【００４７】受承筒３２は、上記前後に対応する方向に
延在し、且つ嵌合部２９内に突出するように一体に形成
されている。また、受承筒３２は、内外共に段付に形成
されており、内方の段部を境界にして前方側が上記光プ
ラグ２４の後述するフェルール組み立て体４２に対する
装着用の筒部分となっている。これに対して上記段部の
後方には、スリーブ２６が格納室３１を介して挿入され
るようになっており、上記段部でスリーブ２６が当接す
ると、そのスリーブ２６の位置決めがなされるようにな
っている。

【００４８】尚、スリーブ２６が挿入される側の受承筒
３２の内部には、スリーブ２６を保持するための図示し
ない微小突起が例えば等間隔で四つ設けられている。ま
た、受承筒３２により光ファイバ２１とスリーブ２６と
が確実に同軸上に配置されるようになる（受信モジュー
ル２７もその軸上に配置されている）。

【００４９】図２において、上記スリーブ２６は、透明
な光透過性の合成樹脂材（例えばアクリル材など。合成
樹脂材に限るものではなく、ガラスであってもよい）で
射出成形されている。

【００５０】また、スリーブ２６は、光ファイバ２１の
端末２１ａ（図１参照）側から受信モジュール２７（図
１参照）に向けて次第に縮径し、側部３３がテーパとな
った略截頭円錐状の導波路３４を有しており、その導波
路３４の側部３３には、受承筒３２（図１参照）に支持
されるガイド部３５が一体に形成されている。

【００５１】さらに、導波路３４には、電極３６ａをガ
イド部３５から導出させた既知構成の発光ダイオード３
６（ＬＥＤ、特許請求の範囲に記載した発光手段に相
当。レーザーダイオード（ＬＤ）でもよい）が埋設され
ている。尚、引用符号３６ｂは端末２１ａ（図１参照）
に対向配置される発光部を示している。発光部３６ｂ
は、本形態において、スリーブ２６の軸上に配置されて
いる。

【００５２】導波路３４における上記光ファイバ２１の
端末２１ａ（図１参照）との光学的接続がなされるファ
イバ側端面３７は、端末２１ａ（図１参照）の径よりも
大きな径で形成されており、そのファイバ側端面３７に
は、端末２１ａ（図１参照）へ向けて凸となるレンズ３
８が一体に形成されている。

【００５３】レンズ３８は所定の曲率半径で形成されて
おり、本形態においては球面レンズとなっている（例え
ば光ファイバ２１の端末２１ａとスリーブ２６との間隙
や、光ファイバ２１とスリーブ２６との軸ズレ等が生じ
ても、レンズ３８によりこれらの影響を緩和することが
できる）。また、レンズ３８には反射防止膜（不図示、
ＡＲコート）が形成されている。

【００５４】上記レンズ３８は、複数の曲率半径を有す
る非球面レンズであっても良い。また、必ずしも凸レン
ズを形成する必要性はなく、フラットな端面にしておく
ことも可能である。

【００５５】尚、本形態においては、ファイバ側端面３
７の逆側の端面、即ち導波路３４によって次第に縮径し
小さくなった受光モジュール側端面３９（特許請求の範
囲に記載した受光手段側端面に相当）の径が、受信モジ
ュール２７（図１参照）の受光部２７ｂ（図１参照）よ
りも大きく形成されているが、その径を小さくすること
で（例えば受光部２７ｂ（図３参照）よりも小さい）受
光モジュール側端面３９と受信モジュール２７（図１参
照）との間の間隙による光パワーの損失を低減すること
ができる。

【００５６】ガイド部３５は、端末２１ａ（図１参照）
側となる導波路３４の側部３３に一体成形されており、
スリーブ２６の軸に直交する方向へ延在し、かつ、略環
状に形成されている（受承筒３２に取り付けるための特
別な部材を新たに設ける必要はない。従って、部品点数
の増大を抑え、以て製造工程の簡素化と生産管理を容易
にし、その結果としてコスト低減に寄与することができ
る）。

【００５７】また、ガイド部３５の両側面（上述のスリ
ーブ２６の軸に直交する方向に沿って形成された面）に
は、導波路３４の側部３３を用いて構成される環状の溝
４０、４１が形成されており、その溝４０、４１によっ
て側部３３に接する空気層の範囲が広げられている（ガ
イド部３５の配設位置における光の伝搬に対する効率が
向上するので、光パワーの損失を低減させることができ
る）。

【００５８】尚、ガイド部３５の、端末２１ａ（図１参
照）側の側面の位置に、上記レンズ３８の頂部が略一致
している（ガイド部３５によりレンズ３８を保護する。
レンズ３８が若干内側に入っている方が好ましい）。

【００５９】図１に戻り、上記受信モジュール２７は、
合成樹脂によってパッケージ化されており、その中央部
には、スリーブ２６に対する凹状の挿着部２７ｃが形成
されている。また、挿着部２６ｃの近傍には、受光部２
７ｂ（受光素子、特許請求の範囲に記載した受光面が形
成されている）が埋設されている。

【００６０】上記キャップ２８には、受信モジュール２
７を押し付ける断面視略三角形状の突起２８ｂ、２８ｂ
が二条形成されている。

【００６１】一方、上記光プラグ２４は、フェルール組
み立て体４２と、プラグハウジング４３と、スプリング
キャップ４４とを備えて構成されており、フェルール組
み立て体４２は、光ファイバ２１とその光ファイバ２１
の端部に装着されるフェルール４５とスプリング４６と
から構成されている。

【００６２】光ファイバ２１は既知のもので、コア（不
図示）及びそのコアよりも屈折率の小さいクラッド（不
図示）から成る芯線部２１ｂと、その芯線部２１ｂを被
覆する一次シース（不図示）及び二次シース２１ｃとで
構成されており、特に図示しないが、端部側の上記一次
シース及び二次シース２１ｃが皮剥されてフェルール４
５に装着されている。光ファイバ２１は、本形態におい
て、プラスチック光ファイバを用いている。また、端末
２１ａには反射防止膜（不図示、ＡＲコート）が形成さ
れている。

【００６３】フェルール４５は、略円筒状の小径部４５
ａ及び大径部４５ｂを有しており、光ファイバ２１の芯
線部２１ｂが小径部４５ａに、また、一次シース（不図
示）が大径部４５ｂに収容されるようになっている。ま
た、フェルール４５と光ファイバ２１は接着剤等で強固
に固定されており、光ファイバ２１がフェルール４５か
ら抜け落ちてしまうことがないようになっている。

【００６４】大径部４５ｂには、二つのフランジ部４５
ｃ、４５ｃが周設されており、後方のフランジ部４５ｃ
と上記スプリングキャップ４４との間にスプリング４６
が介在するようになっている。

【００６５】上記プラグハウジング４３は、フェルール
組み立て体４２を収容する中空の収容室４７を有する矩
形状の箱体であって、上壁の前端には、ロッキングアー
ム４８が形成されている。

【００６６】ロッキングアーム４８は、上記光プラグ係
止部３０の係止孔３０ａに係合する係止突起４８ａを有
しており、そのロッキングアーム４８の先端部を押下す
ることで、光プラグ２４の上記レセプタクル２３に対す
る嵌合操作が可能となっている。

【００６７】上記スプリングキャップ４４は、プラグハ
ウジング４３に嵌合するようになっており、その上壁中
央には、ロッキングアーム４８に対する保護壁４９、４
９（一方のみ図示）が立設されている。また、スプリン
グキャップ４４は、その内部奥壁にスプリング４６が当
接するようになっている。さらにまた、スプリングキャ
ップ４４の内部中央には、係止突起（不図示）などの既
知係止手段が設けられており、プラグハウジング４３か
ら外れ落ちないようになっている。

【００６８】光プラグ２４は、フェルール組み立て体４
２をプラグハウジング４３に装着した後、スプリングキ
ャップ４４をプラグハウジング４３に係合させて組み立
てられている。また、フェルール組み立て体４２は、ス
プリング４６によって付勢されており、収容室４７に形
成されたストッパ５０がフェルール組み立て体４２の突
出を抑えるようになっている。

【００６９】上記構成において、光プラグ２４がレセプ
タクル２３に嵌合すると、受承筒３２はプラグハウジン
グ４３内に進入し、同時にフェルール組み立て体４２の
小径部４５ａが受承筒３２内に進入するようになる。ま
た、フェルール組み立て体４２の大径部４５ｂが受承筒
３２の先端に当接し、スプリング４６の弾性力によって
適度の接触圧が保たれることになる。

【００７０】この状態において、フェルール組み立て体
４２の先端部とスリーブ２６、及び受信モジュール２７
とスリーブ２６は、共に間隙（不図示）を最小に保って
配置されることになる。

【００７１】また、図３を参照して作用について説明す
ると、光ファイバ２１内を全反射しながら伝搬された受
信光Ｃ１及びＣ２（特許請求の範囲に記載した受光手段
への光に相当）は、その光ファイバ２１の端末２１ａか
ら射出され、レンズ３８を介してスリーブ２６へ入射す
る。すると、導波路３４の側部３３が受信モジュール２
７へ向けて縮径するテーパとなっており、さらに側部３
３が空気層に接していることから、受信光Ｃ１及びＣ２
は全反射をくり返しながら集光し、受信モジュール２７
の受光部２７ｂに損失なく入射する。尚、発光ダイオー
ド３６の埋設位置における導波路３４の径は、図示され
る如く、光ファイバ２１の端末２１ａの径よりも大きく
なっている。従って、発光ダイオード３６の存在による
受信光Ｃ１及びＣ２への影響は非常に小さいと言える。

【００７２】これに対し、発光ダイオード３６からの送
信光Ｃ３及びＣ４（特許請求の範囲に記載した発光手段
からの光に相当）は、レンズ３８によってコリメートさ
れ、光ファイバ２１の端末２１ａに入射する。そして、
光ファイバ２１内を伝搬し他方の光コネクタ（不図示）
と結合する。

【００７３】以上、図１ないし図３までを参照しながら
説明してきたように、光コネクタ２２は、例えばハーフ
ミラーなどの従来用いられた光学部品を用いていないこ
とから、光ファイバ２１内を伝搬しスリーブ２６に入射
した受信光Ｃ１及びＣ２の光量が、従来のように半分に
なってしまうことはない。

【００７４】また、光分波・合波器を用いずに光コネク
タ２２を構成していることから、出力マージンを従来よ
りも広くとることができる。即ち、例えばスリーブ２６
と光ファイバ２１の端末２１ａとの間隙による光パワー
の損失や、光ファイバ２１の曲げ等による光パワーの損
失など、各種光パワーの損失を考慮しても、他方の光コ
ネクタ（不図示）の受信モジュール（不図示）との結合
時における余裕度が従来よりも大きくなる。よって、よ
りよい光通信を実現することができる。

【００７５】一方、スリーブ２６は、光ファイバ２１の
端末２１ａと受信モジュール２７との間に配置され、そ
のスリーブ２６に発光ダイオード３６が埋設されている
ことから、光コネクタ２２がコンパクトである。即ち、
スリーブ２６に対し光ファイバ２１の軸に直交する方向
に発光ダイオード３６を別部材として配設する構成では
ないので、特にその直交方向において光コネクタ２２が
小型化されている。また、構成自体が簡素であることか
ら、信頼性が高まるとともにコスト低減にも寄与する。

【００７６】従って、光パワーの損失を極力抑えるとと
もに、コスト低減、小型化、及び信頼性向上を図ること
ができる。

【００７７】尚、特に図示はしないが、発光手段と受光
手段との間に波長選択フィルタを配置して、波長の異な
る複数の光を伝搬させるような構成としてもよい。ま
た、上記構成の一芯式光ファイバ双方向通信システムを
自動車等の車両に搭載することで、車両内に配索される
ワイヤハーネスの省線化と軽量化を図ることができる。

【００７８】図４は発光・受光装置としての光コネクタ
の他の一実施の形態を示す断面図である。

【００７９】図４において、光コネクタ５１は、上述の
光コネクタ２２に対し、光伝搬部材としてのスリーブの
構成が異なっている（以下でスリーブの引用符号を５２
とする）。従って、上述の光コネクタ２２の構成部材と
基本的に同じ部材には同一の符号を付しその詳細な説明
を省略する。

【００８０】図５において、スリーブ５２は、透明な光
透過性の合成樹脂材（例えばアクリル材など。合成樹脂
材に限るものではなく、ガラスであってもよい）で射出
成形されている。

【００８１】また、スリーブ５２は、光ファイバ２１の
端末２１ａ（図４参照）側から受信モジュール２７（図
１参照）に向けて次第に縮径し、側部３３がテーパとな
った略截頭円錐状の導波路３４を有しており、その導波
路３４の側部３３には、受承筒３２（図４参照）に支持
されるガイド部３５が一体に形成されている。導波路３
４には、端末２１ａ（図４参照）へ向けて凸となるレン
ズ３８が一体に形成されている。

【００８２】ガイド部３５には、側面から電極３６ａを
導出させた発光ダイオード３６が埋設されている。発光
部３６ｂは、本形態において、ガイド部３５の延在方向
に送信することができるように配置されている。

【００８３】導波路３４の軸線上には、端末２１ａ（図
４参照）に対して例えば４５゜傾けた反射部材５３が埋
設されている。その反射部材５３は、既知のミラーであ
って上記発光ダイオード３６からの送信光（不図示）を
端末２１ａ（図４参照）へ向けて全反射することができ
るようになっている。

【００８４】従って、以上のことから、発光ダイオード
３６からの送信光（不図示）は、反射部材５３で全反射
された後に端末２１ａ（図４参照）に入射し、光ファイ
バ２１内を伝搬する。一方、光ファイバ２１内を伝搬し
てきた受信光に対しては、上述のスリーブ２６の作用と
同一であるので省略する。

【００８５】尚、反射部材５３と発光ダイオード３６の
埋設位置については、本形態の位置に限定されないもの
とする。効率のよい伝搬がなされる位置に埋設すること
が好ましい。

【００８６】次に、上記スリーブ５２の製造方法を説明
する。スリーブ５２は一次及び二次成形を経て製造さ
れ、図６（ａ）に示される如く、先ず光ファイバ２１
（図４参照）側の部分５２ａを成形（一次成形）した
後、逆側の部分５２ｂを成形して図６（ｂ）の如くの形
状に形成される。

【００８７】尚、図７に示される如く、短冊形状のステ
ー５４を反射部材５３の一側又は両側に設けて発光ダイ
オード３６とともに一回で成形することも可能である。

【００８８】続いて、スリーブの変形について説明す
る。スリーブ２６（図１参照）又はスリーブ５２（図４
参照）いずれにも適用可能であって、図７に示されるよ
うな鍔部５５をガイド部３５に設けることが可能であ
る。この鍔部５５は受承筒３２（図４参照）内での安定
性を向上させることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載さ
れた本発明によれば、発光・受光装置は、一本の光ファ
イバ内に、電気信号を光信号に変換する発光手段からの
光と、光信号を電気信号に変換する受光手段への光とを
伝搬させる発光・受光装置であって、光ファイバの端末
とその光ファイバに対して同軸に配置される受光手段と
の間に配置され、光ファイバの端末から出射した受光手
段への光が伝搬する光伝搬部材に、発光手段を埋設し光
ファイバの端末に向けて発光手段からの光を伝搬させる
ように構成している。このように、光ファイバの端末と
受光手段との間に配置される光伝搬部材に発光手段を埋
設することにより、発光手段からの光が光伝搬部材を伝
搬して光ファイバの端末へ入射するようになる。また、
光ファイバ内を伝搬した光は、光伝搬部材に入射した
後、受光手段と結合するようになる。発光・受光装置に
は、例えばハーフミラーなどの従来用いられた光学部品
が存在しないことから、光ファイバ内を伝搬し光伝搬部
材に入射した光の光量が半分になってしまうことはな
い。また、光分波・合波器を用いずに発光・受光装置を
構成していることから、出力マージンを従来よりも広く
とることができる。即ち、例えば光伝搬部材と光ファイ
バの端末との間隙による光パワーの損失や、光ファイバ
による光パワーの損失など、各種光パワーの損失を考慮
しても、受光手段との結合時における余裕度が従来より
も大きくなる。よって、よりよい光通信の実現が可能で
ある。一方、光伝搬部材は光ファイバの端末と受光手段
との間に配置され、その光伝搬部材に発光手段が埋設さ
れていることから、発光・受光装置が従来よりもコンパ
クトになる。即ち、光伝搬部材に対し光ファイバの軸に
直交する方向に発光手段を別部材として配設する構成で
はないので、特にその直交方向において発光・受光装置
を小型化することができる。また、構成自体が簡素であ
ることから、信頼性が高まるとともにコスト低減にも寄
与する。従って、光パワーの損失を極力抑えるととも
に、コスト低減、小型化、及び信頼性向上を図ることが
できる発光・受光装置を提供することができるという効
果を奏する。

【００９０】請求項２に記載された本発明によれば、発
光手段からの光を光ファイバの端末に向けて反射する反
射部材を、発光手段と共に光伝搬部材に埋設しているこ
とから、発光手段の埋設位置にバリエーションをもたせ
ることができ、また、発光手段からの光を効率よく伝搬
させることも可能である。従って、更に光パワーの損失
を抑えることができ、また、信頼性も向上させることが
できるという効果を奏する。

【００９１】請求項３に記載された本発明によれば、光
伝搬部材は、光ファイバの端末側から受光手段に向けて
次第に縮径し、側部がテーパとなった略截頭円錐状の導
波路を有していることから、光ファイバ内を伝搬し光伝
搬部材に入射した光は、導波路のテーパとなった側部で
全反射を繰り返しながら集光するように受光手段へ向け
て伝搬する。従って、受光手段への光が絞られることに
なるから、例えば光伝搬部材と受光手段との間隙により
生じる光パワーの損失を低減させることができるという
効果を奏する。

【００９２】請求項４に記載された本発明によれば、導
波路の側部であって光ファイバの端末側に、光伝搬部材
の軸に直交する方向へ延在しハウジングに支持される略
環状のガイド部を一体に形成していることから、光伝搬
部材をハウジングに取り付けるための特別な部材を新た
に設ける必要はない。従って、部品点数の増大を抑え、
以て製造工程の簡素化と生産管理を容易にし、その結果
としてコスト低減に寄与することができるという効果を
奏する。

【００９３】請求項５に記載された本発明によれば、ガ
イド部の側面に、導波路の側部を用いて構成される環状
の溝を形成していることから、側部に接する空気層の範
囲が広くなる。これにより、導波路内での光の全反射す
る範囲が上記軸方向に長くなる。従って、ガイド部の配
設位置における伝搬に対する効率が向上するので、光パ
ワーの損失を低減させることができるという効果を奏す
る。

【００９４】請求項６に記載された本発明によれば、導
波路の、光ファイバの端末に対向するファイバ側端面
に、光ファイバの端末へ向けて凸となるレンズを一体に
形成していることから、例えば光ファイバの端末と光伝
搬部材との間隙や、光ファイバと光伝搬部材との軸ズレ
等が生じても、そのレンズによりこれらの影響が緩和さ
れる。また、発光手段からの光がコリメート又は集光し
て光ファイバの端末へ入射する。従って、光ファイバと
光伝搬部材とに係る光パワーの損失を低減させることが
できるという効果を奏する。

【００９５】請求項７に記載された本発明によれば、レ
ンズの径を光ファイバの端末の径よりも大きく形成して
いることから、光ファイバ内を伝搬してきた光がより多
く光伝搬部材に入射する。従って、光ファイバの端末と
光伝搬部材との間隙による光パワーの損失を低減させる
ことができる。尚、発光手段の埋設位置における光伝搬
部材の径を光ファイバの端末の径よりも大きくすること
が可能であるため、発光手段の存在による影響を極力小
さくすることができるという効果を奏する。

【００９６】請求項８に記載された本発明によれば、レ
ンズ又は／及び光ファイバの端末に反射防止膜を形成し
ていることから、光ファイバ内を伝搬してきた光がより
多く入射する。また、発光手段からの光がより多く光フ
ァイバの端面に入射する。さらには、クロストークの影
響が低減する。従って、光ファイバと光伝搬部材とに係
る光パワーの損失を低減させるとともに、信頼性の向上
を図ることができるという効果を奏する。

【００９７】請求項９に記載された本発明によれば、導
波路の縮径して小さくなった受光手段側端面を、受光手
段の受光面よりも小さく形成していることから、光伝搬
部材を伝搬した光がより多く受光手段へ入射する。従っ
て、光伝搬部材と受光手段とに係る光パワーの損失を低
減させるとともに、信頼性の向上を図ることができると
いう効果を奏する。

【００９８】請求項１０に記載された本発明によれば、
発光手段と受光手段との間に波長選択フィルタを配置し
ていることから、波長の異なる複数の光を伝搬させるこ
とができるという効果を奏する。

【００９９】請求項１１に記載された本発明によれば、
請求項１ないし請求項１０いずれか記載の発光・受光装
置を一本の光ファイバの両端にそれぞれ配置しているこ
とから、上述の作用効果を奏する一芯式光ファイバ双方
向通信システムを構成することができるという効果を奏
する。

【０１００】請求項１２に記載された本発明によれば、
設計の自由度が向上し自動車等の車両に搭載されること
で、上述の作用効果の他に車両内に配索されるワイヤハ
ーネスの省線化と軽量化を図ることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一芯式光ファイバ双方向通信シス
テムにおける発光・受光装置としての光コネクタの一実
施の形態を示す断面図である。

【図２】図１のスリーブの拡大断面図である。

【図３】図１の要部拡大断面図である。

【図４】発光・受光装置としての光コネクタの他の一実
施の形態を示す断面図である。

【図５】図４のスリーブの拡大断面図である。

【図６】図４のスリーブの成形方法を説明するための拡
大断面図であり、（ａ）は一次成形時の拡大断面図、
（ｂ）は二次成形後の拡大断面図である。

【図７】図４のスリーブの更に他の成形方法を説明する
ための拡大断面図である。また、スリーブの変形を説明
する際にも用いている。

【図８】従来例の一芯式光ファイバ双方向通信システム
の基本構成図である。

【図９】図８の発光・受光装置の各構成を一体化した状
態の構成図である。

【図１０】別の従来例の一芯式光ファイバ双方向通信シ
ステムの基本構成図である。

【符号の説明】

２１ 光ファイバ ２１ａ 端末 ２１ｂ 芯線部 ２１ｃ 二次シース ２２ 光コネクタ（発光・受光装置） ２３ レセプタクル ２４ 光プラグ ２５ コネクタハウジング（ハウジング） ２５ａ、２５ｂ 開口部 ２６ スリーブ（光伝搬部材） ２７ 受信モジュール（受光手段） ２７ａ 電極 ２７ｂ 受光部 ２７ｃ 挿着部 ２８ キャップ ２８ａ 係合突起 ２８ｂ 突起 ２９ 嵌合部 ３０ 光プラグ係止部 ３０ａ 係止孔 ３１ 格納室 ３２ 受承筒 ３３ 側部 ３４ 導波路 ３５ ガイド部 ３６ 発光ダイオード（発光手段） ３６ａ 電極 ３６ｂ 発光部 ３７ ファイバ側端面 ３８ レンズ ３９ 受光モジュール側端面（受光手段側端
面） ４０、４１ 溝 ４２ フェルール組み立て体 ４３ プラグハウジング ４４ スプリングキャップ ４５ フェルール ４５ａ 小径部 ４５ｂ 大径部 ４５ｃ フランジ部 ４６ スプリング ４７ 収容室 ４８ ロッキングアーム ４８ａ 係止突起 ４９ 保護壁 ５０ ストッパ ５１ 光コネクタ（発光・受光装置） ５２ スリーブ（光伝搬部材） ５３ 反射部材 ５４ ステー ５５ 鍔部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一本の光ファイバ内に、電気信号を光信
   号に変換する発光手段からの光と、光信号を電気信号に
   変換する受光手段への光とを伝搬させる発光・受光装置
   であって、 前記光ファイバの端末と該光ファイバに対して同軸に配
   置される前記受光手段との間に配置され、前記端末から
   出射した前記受光手段への前記光が伝搬する光伝搬部材
   に、前記発光手段を埋設し前記端末に向けて前記発光手
   段からの前記光を伝搬させるように構成したことを特徴
   とする発光・受光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発光・受光装置におい
   て、 前記発光手段からの前記光を前記端末に向けて反射する
   反射部材を、前記発光手段と共に前記光伝搬部材に埋設
   したことを特徴とする発光・受光装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の発光・受
   光装置において、 前記光伝搬部材は、前記端末側から前記受光手段に向け
   て次第に縮径し、側部がテーパとなった略截頭円錐状の
   導波路を有することを特徴とする発光・受光装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の発光・受光装置におい
   て、 前記導波路の前記側部であって前記端末側に、前記光伝
   搬部材の軸に直交する方向へ延在しハウジングに支持さ
   れる略環状のガイド部を一体に形成したことを特徴とす
   る発光・受光装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の発光・受光装置におい
   て、 前記ガイド部の前記軸に直交する方向に沿う側面に、前
   記側部を用いて構成される環状の溝を形成したことを特
   徴とする発光・受光装置。
6. 【請求項６】 請求項３ないし請求項５いずれか記載の
   発光・受光装置において、 前記導波路の前記端末に対向するファイバ側端面に、前
   記端末へ向けて凸となるレンズを一体に形成したことを
   特徴とする発光・受光装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の発光・受光装置におい
   て、 前記レンズの径を前記端末の径よりも大きく形成したこ
   とを特徴とする発光・受光装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７に記載の発光・受
   光装置において、 前記レンズ又は／及び前記端末に反射防止膜を形成した
   ことを特徴とする発光・受光装置。
9. 【請求項９】 請求項３ないし請求項８いずれか記載の
   発光・受光装置において、 前記導波路の縮径して小さくなった受光手段側端面を、
   前記受光手段の受光面よりも小さく形成したことを特徴
   とする発光・受光装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９いずれか記載
    の発光・受光装置において、 前記発光手段と前記受光手段との間に波長選択フィルタ
    を配置したことを特徴とする発光・受光装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項１０いずれか記
    載の発光・受光装置を一本の光ファイバの両端にそれぞ
    れ配置したことを特徴とする一芯式光ファイバ双方向通
    信システム。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の一芯式光ファイバ
    双方向通信システムにおいて、 自動車等の車両に搭載したことを特徴とする一芯式光フ
    ァイバ双方向通信システム。