JP2003098397A - 双方向光伝送デバイス - Google Patents
双方向光伝送デバイスInfo
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Abstract
共に、受光素子と発光素子とをワンパケージ化し、小型
化で、かつ十分な光分離効果を有する双方向光伝送デバ
イスを提供する。 【解決手段】 光ファイバ3と発光素子6、受光素子を
有する光伝送デバイスを用いて双方向通信を行う双方向
光伝送デバイス1において、光伝送路として1芯の光フ
ァイバを用いるとともに、光伝送デバイスは発光素子と
受光素子を並べて配置し、かつ受光素子の受光面側また
は発光素子の発光面側の少なくとも一方に、光の方向を
規制する光路規制部材11を配設した。
Description
光ミニジャック等に適用され、特に近距離の伝送に好適
な双方向光伝送デバイスに関する。
は銅の比重の約1/4),可とう性に優れている(曲率
半径数cm以下)、電磁誘導を受けない、漏話に強い、
低損失(例えば1dB/km)、広帯域伝送が可能、資
源問題が少ないなどの特徴を持つことから、光ファイバ
ケーブル伝送方式は公衆通信の分野であるWANの領域
はもとより、LANといわれる局内構成の伝送系やデー
タバス、データリンク、各種計測制御システム等広範囲
な適用分野を有している。
は、従来、光送受信トランシーバや光ミニジャック等に
適用され光伝送デバイスとして、直径約1mmの芯線を
用いた1芯の光ファイバケーブルの両端に接続したハウ
ジングに発光側デバイス(Tx)と受光側デバイス(R
x)を設置して片方向伝送をする光伝送モジュール(こ
こでは光伝送デバイスをハウジングに収納したものをい
う)や、この片方向伝送の光伝送モジュールを2組併設
し、この2組をそれぞれ受信用、送信用に使用した2芯
双方向光伝送モジュールがあるが、1芯の光ファイバケ
ーブルで送受信を行える小型の双方向光伝送モジュール
に適用できる双方向光伝送デバイスは存在していなかっ
た。
に付いて説明する。図6は従来の2芯双方向光伝送モジ
ュールの断面図である。図6において、71は2芯双方
向の光ファイバケーブルであり、受信用の光ファイバ7
1aと送信用の光ファイバ71bとがプラグ部品71c
を用いて束ねられている。80は2芯双方向の光伝送モ
ジュールであり、81はそのハウジングである。82は
光ファイバ71a,71bの先端を保持する開口を有す
る隔壁である。83は送信用光ファイバ71b側に配設
された発光側デバイス(Tx)であり、84は受信用光
ファイバ71a側に配設された受光側デバイス(Rx)
である。
電気信号を発光素子駆動用信号に変換するためのIC8
6と、変換された電気信号を光信号に変換するためのL
ED又はLDよりなる発光素子87とがリードフレーム
85上に搭載され、透明樹脂88で封止されている。受
光側デバイス84は光信号を電気信号に変換するフォト
ダイオードと、変換された電気信号をロジックレベル信
号に増幅するICとが一体となった受光IC89がリー
ドフレーム85上に搭載され、透明樹脂88で封止され
ている。図示は省略したが前記リードフレーム85は前
記ハウジング81の外壁に設けられた接続端子と電気的
に接続されることにより、外部に導出されている。
り、その動作は通信相手側から受信用光ファイバ71a
を伝わってきた光信号は、透明樹脂88を通過して受光
IC89に入力されて電気信号に変換される。一方、I
C86を経て発光素子87から出力された光信号は透明
樹脂を通過して送信用光ファイバ71bに入り、それを
伝わって通信相手側に送り出される。
このような2芯双方向光伝送モジュールでは、2芯の光
ファイバケーブルを必要とし、また2芯の光ファイバケ
ーブルはモジュールとの接続に際して入力と出力との向
きを間違えないように注意しなければならないという、
組み立て上の問題がある。また、2芯の光ファイバケー
ブルは1芯の光ファイバケーブルに比べて剛性が強く、
たわみ難いという使用上の問題がある。さらに、従来の
2芯双方向光伝送モジュールでは発光側デバイスと受光
側デバイスとが別個に設置されており、モジュールを小
型化することが困難であった。
するためになされたものであり、その目的は光伝送路と
して1芯の光ファイバを用いると共に、受光素子と発光
素子とをワンパッケージ化して双方向光伝送デバイスを
小型化し、かつ小型化された光伝送デバイスにおいても
十分な光分離効果を有する双方向光伝送デバイスを提供
することである。
の本発明の手段は、光ファイバと発光素子、受光素子を
有する光伝送デバイスを用いて双方向通信を行う双方向
光伝送デバイスにおいて、光伝送路として1芯の光ファ
イバを用いるとともに、前記光伝送デバイスは発光素子
と受光素子を並べて配置し、かつ前記受光素子の受光面
側または発光素子の発光面側の少なくとも一方に、光の
方向を規制する光路規制部材を配設したことを特徴とす
る。
受光面または発光素子の発光面の法線に対して、一定の
角度成分光を遮光する規制部材であることを特徴とす
る。
た発光素子と受光素子に対し、前記受光素子の受光面の
法線に対して発光素子側からの入射光を遮光する規制部
材であることを特徴とする。
して併設された複数の遮光壁を有することを特徴とす
る。
光素子を封止する透明樹脂に形成された溝に光吸収部材
または光遮断部材を埋設して構成されていることを特徴
とする。
1芯双方向光伝送デバイスを図面により詳述する。図1
〜図3は各々本発明の双方向光伝送デバイスを組み込ん
だ双方向光伝送モジュールと光ファイバの断面図であ
り、図4、図5は本発明の双方向光伝送デバイスの製造過
程を示す断面図である。
伝送モジュールの構成を説明する。図1において、1は
双方向光伝送デバイスであり、セラミックまたはガラエ
ポ等から成る回路基板1cに形成された配線パターン上
に受光側デバイス1aと発光側デバイス1bとが実装さ
れており、この受光側デバイス1aと発光側デバイス1
bとの能動面側は透光性の透明樹脂8及び9により封止
されている。
脂8と受光側デバイス1aを封止する透明樹脂9との間
には遮光壁10が設けられ、さらに受光側デバイス1a
を封止する透明樹脂9の上面側には本発明の特徴である
光路規制部材11が複数、一定の間隔を有して併設され
ている。また、図示は省略したが前記回路基板1cは、
外部との電気的接続を行うための接続端子を導出してい
る。
クレベルの電気信号を発光素子駆動用信号に変換するた
めのIC5と、変換された電気信号を光信号に変換する
ためのLED又はLDよりなる発光素子6より構成さ
れ、また、受光側デバイス1aは光信号を電気信号に変
換するフォトダイオードと、変換された電気信号をロジ
ックレベル信号に増幅するICとが一体となった受光I
C7により構成されている。
デバイス1を収納する収納部2aと後述する光ファイバ
をガイドするガイド部2bを有し、前記双方向光伝送デ
バイス1がハウジング2に収納されて双方向光伝送モジ
ュール20を構成している。
の光ファイバであり、本実施の形態ではコア径が980
μm、クラッドの厚みが20μmの、1mm径の光ファ
イバを用いている。そして、この光ファイバ3を前記ハ
ウジング2のガイド部2bに位置決めすることにより、
光ファイバ3の端面3aが前記受光側デバイス1aと発
光側デバイス1bとの能動面側(受光IC7の受光面側
と発光素子6の発光面側)に位置決めされる。
0の動作を説明する。まず、基本的な動作としては前述
のごとく1芯の光ファイバ3が双方向光伝送路を構成し
ているため、通信相手側から光ファイバ3を伝わってき
た光信号は前記光ファイバ3の端面3aから前記受光側
デバイス1aに入射光P1として入射され、透明樹脂9
を通過して受光IC7に入力されることにより電気信号
に変換される。
れた光信号は出射光P2として透明樹脂8を通過した
後、前記光ファイバ3に出射され、それを伝わって通信
相手側に送り出される。
く1芯の光ファイバ3を双方向光伝送路とし、受光側デ
バイス1aと発光側デバイス1bとを並べて近接配置し
た場合、出射光P2の一部が受光IC7に入力すること
によるS/N比の悪化が問題となる。特にこの問題の原
因となるノイズ光としては、発光素子6から出力された
出射光P2のうち、出射角度の大きな拡散光P3や出射
光P2の一部が前記光ファイバ3の端面3aで反射した
近端反射光P4がノイズとなる角度成分光である。
遮光壁10によって遮光され、また近端反射光P4は前
記光路規制部材11に当たって1部が吸収され、1部が
反射されるが、反射された分も封止樹脂の屈折吸収や、
次の光路規制部材11に吸収されて消失してしまい、前
記受光IC7にはほとんど入力されない。
11の存在により、前記受光IC7には光ファイバ3か
ら直進してくる入射光P1は入射されるが、前記ノイズ
光である拡散光P3や近端反射光P4は勿論、その他の
外部ノイズ光も前記受光IC7には入射せず、極めて良
好な光分離効果を得ることが出来る。
方向光伝送モジュールと光ファイバとの断面図であり、
図1と異なるところは受光側デバイス1aの透明樹脂9
に設けられた光路規制部材11aが、前記受光IC7の
受光面の法線に対して前記発光側デバイス1bの反対側
方向に一定角度傾けて形成されていることであり、これ
によって前記発光素子6側からの入射光、すなわち近端
反射光P4に対する反射効果を高めることで、より良好
な遮光効果を得ることが出来る。
である双方向光伝送モジュールと光ファイバとの断面図
であり、この実施の形態では受光側デバイス1aに設け
られた光路規制部材11のほかに、前記発光側デバイス
1bを封止した透明樹脂8の上面側にも本発明の特徴で
ある光路規制部材11bを設けたことである。
の光路規制部材11bを受光側デバイス1aの反対方向
に角度を持たせることで、受光側デバイス1aに入る近
端反射光P4の量を少なくすると共に、入射角を大きく
してその影響を少なくし、受光側デバイス1aの光路規
制部材11を受光IC7の受光面の法線に対して平行に
設けることで、前記受光IC7に光ファイバ3から直進
して入射する入射光P1の量を多くすることが出来る。
過程を示す断面図であり、図4Aは双方向光伝送デバイ
ス1の加工時の断面図、図4Bは完成状態の断面図であ
る。
線パターン上にIC5、発光素子6、受光IC7を実装
した後、透明樹脂でモールドし、このモールドした透明
樹脂に遮光壁を形成するための溝21と、光路規制部材
を形成するための溝22をスリット加工で形成する。
に光吸収部材または光遮断部材を埋設して遮光壁10と
光路規制部材11を形成し、双方向光伝送デバイス1が
完成した状態である。尚、前記光吸収部材または光遮断
部材としては、黒色の樹脂を充填する方法や、黒染めし
た金属板を挿入埋設する方法等がある。そして、この遮
光壁10の形成によって双方向光伝送デバイス1に前記
受光側デバイス1aと発光側デバイス1bとが形成され
る。
過程を示す断面図であり、図5Aは双方向光伝送デバイ
ス1の加工時の断面図、図5Bは完成状態の断面図であ
る。
し、一方の回路基板1cに形成された配線パターン上に
IC5、発光素子6を、また、他方の回路基板1cに形
成された配線パターン上に受光IC7を実装した後、そ
れぞれ透明樹脂8及び透明樹脂9でモールドして受光側
デバイス1aと発光側デバイス1bとを別々に形成す
る。
デバイス1bとの接合面に前記光吸収部材または光遮断
部材より成る遮光壁10を形成し、さらに受光側デバイ
ス1aをモールドした透明樹脂9に光路規制部材を形成
するための溝22をスリット加工で形成する。
収部材または光遮断部材を埋設して光路規制部材11を
形成し、さらに受光側デバイス1aと発光側デバイス1
bとを前記遮光壁10を挟んで接着することにより前記
双方向光伝送デバイス1が完成した状態である。
1aと発光側デバイス1bとのどちらの接合面に形成し
ても良いが、図5Aのように光路規制部材を形成する方
のデバイスに形成すれば、光路規制部材11として溝2
2に充填する黒色の樹脂を同時に接合面に遮光壁10と
して形成することが出来る。
金属メッキ膜によって形成しても良く、また、前記黒色
の樹脂を前記受光側デバイス1aと発光側デバイス1b
との各々接合面の反対側の面に同時処理することで外部
光に対する遮光壁を形成しても良い。
と受光素子を並べて配置し、かつ前記受光素子の受光面
側または発光素子の発光面側の少なくとも一方に、光の
方向を規制する光路規制部材を配設しているため、双方
向光伝送デバイスを小型化するとともに十分な光分離効
果を得ることが出来る。
の光ファイバを用いることで、小型でノイズ光に対する
S/N比の良い1芯双方向光伝送モジュールを提供する
ことが出来る。
状態に対応して前記受光素子の受光面または発光素子の
発光面の法線に対して角度をつけて形成することで、最
適の光分離効果を得ることができる。
ールと光ファイバの断面図である。
ジュールと光ファイバの断面図である。
ジュールと光ファイバの断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 光ファイバと発光素子、受光素子を有す
る光伝送デバイスを用いて双方向通信を行う双方向光伝
送デバイスにおいて、光伝送路として1芯の光ファイバ
を用いるとともに、前記光伝送デバイスは発光素子と受
光素子を並べて配置し、かつ前記受光素子の受光面側ま
たは発光素子の発光面側の少なくとも一方に、光の方向
を規制する光路規制部材を配設したことを特徴とする双
方向光伝送デバイス。 - 【請求項2】 前記光路規制部材は前記受光素子の受光
面または発光素子の発光面の法線に対して、一定の角度
成分光を遮光する規制部材である請求項1記載の双方向
光伝送デバイス。 - 【請求項3】 前記光路規制部材は並べて配置された発
光素子と受光素子に対し、前記受光素子の受光面の法線
に対して発光素子側からの入射光を遮光する規制部材で
ある請求項2記載の双方向光伝送デバイス。 - 【請求項4】 前記光路規制部材は所定の間隔を有して
併設された複数の遮光壁を有する請求項1記載の双方向
光伝送デバイス。 - 【請求項5】 前記光路規制部材は前記受光素子の受光
面または発光素子の発光面の法線に対して、一定の角度
を有して併設された複数の遮光壁である請求項4記載の
双方向光伝送デバイス。 - 【請求項6】 前記光路規制部材は前記発光素子または
受光素子を封止する透明樹脂に形成されている請求項4
または請求項5記載の双方向光伝送デバイス。 - 【請求項7】 前記光路規制部材は前記透明樹脂に形成
された溝に光吸収部材または光遮断部材を埋設して構成
されている請求項6記載の双方向光伝送デバイス。
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