JP2003332994A - 光トランシーバ・システム及び方法 - Google Patents
光トランシーバ・システム及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバへの光トランシーバの光学的結合を
容易に行うための手段を提供する。 【解決手段】光システムが提供される。典型的な光シス
テム(10)は、光源と光受信機を具備した光トランシーバ
(100)を備える。このシステムは、また、光導波路(110)
を備える。光源と光受信機のうちの少なくとも一方が、
光導波路の中間部分に光学的に結合される。光源は、光
導波路を伝搬させるための光信号を提供し、光受信機
は、光導波路によって伝搬される光信号を受信する。方
法、光トランシーバ及び他のシステムも開示している。
容易に行うための手段を提供する。 【解決手段】光システムが提供される。典型的な光シス
テム(10)は、光源と光受信機を具備した光トランシーバ
(100)を備える。このシステムは、また、光導波路(110)
を備える。光源と光受信機のうちの少なくとも一方が、
光導波路の中間部分に光学的に結合される。光源は、光
導波路を伝搬させるための光信号を提供し、光受信機
は、光導波路によって伝搬される光信号を受信する。方
法、光トランシーバ及び他のシステムも開示している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、通信シス
テムに関し、特に、光トランシーバを使用したシステム
及び方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】通信システムのデータ処理能力の向上が
要求される結果として、光通信システムが利用されるよ
うになってきた。このため、電気通信システム・コンポ
ーネントに類似した光学コンポーネントの生産に、多大
の努力が傾注されている。例えば、光ファイバは、光信
号を伝搬するための伝送媒体として利用され、一方、銅
線は、一般に、電気信号の伝搬に利用される。 【０００３】光トランシーバ、すなわち、光信号の送受
信が可能なコンポーネントも周知のところである。一般
に、先行技術による光トランシーバは、光ファイバに端
結合（end-couple）されている。すなわち、光トランシ
ーバの光送信機および光受信機は、光ファイバの端部に
光学的に結合されている。端結合は、一般に、光ファイ
バの既存の端部に対して効率よく実施することが可能で
あるが、光ファイバの既存の端部間のある位置に光トラ
ンシーバを光学的に結合するのはより厄介である。すな
わち、こうした結合を実施するには、一般に、光ファイ
バを２つのセグメントに分割することになるが、そのそ
れぞれに、既存の端部の一方と分割中に形成された端部
が含まれる。次に、新たに形成された端部において、光
トランシーバを光ファイバのセグメントのそれぞれに端
結合する。明らかなことであるが、このプロセスは、多
大の時間を必要とする可能性があり、結果として、光ト
ランシーバを取り付けるまで、光ファイバを伝搬する信
号に支障をきたすことになる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、先行
技術のこれらの及び／またはその他の認識されている欠
点に対処する改良されたシステム及び方法を提供するこ
とにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明のシステム及び方
法では、光トランシーバが使用されるが、光トランシー
バの少なくともいくつかの部分が光ファイバの中間部分
に光学的に結合される。すなわち、本発明による光トラ
ンシーバの光源と光受信機の一方または両方を光ファイ
バの中間部分に光学的に結合することが可能である。 【０００６】本発明による光学システムには、光源と光
受信機を備えた光トランシーバが含まれる。この光学シ
ステムには、光ファイバも含まれる。光源と光受信機の
少なくとも一方が、光ファイバの中間部分に光学的に結
合されている。光源は、光ファイバによって伝搬される
光信号を生じ、光受信機（または光レシーバ。以下同
じ）は、光ファイバによって伝搬された光信号を受信す
る。 【０００７】本発明による光トランシーバには、ベース
（または基部）と、ベースから上方に延びる側壁を組み
込んだハウジングが含まれている。側壁の１つは、光フ
ァイバの端部及び中間部分を受け入れるのに適したサイ
ズ及び形状が付与されたアパーチャを画定する。光源
は、光ファイバの伝搬軸に対してオフセットするように
ハウジング内に配置される。光源は、制御信号を受信
し、制御信号に応答して、光ファイバによって伝搬され
る光信号を生じる。光受信機は、やはり、ハウジング内
に配置され、光ファイバの伝搬軸に対してオフセットし
ている（すなわちずれている）。光受信機は、光ファイ
バによって伝搬される光信号を受信する。 【０００８】光信号を伝達するための本発明による方法
には、第１及び第２の端部、及び、第１と第２の端部間
に画定された中間部分を有する光ファイバを設けるステ
ップと、光受信機を設けるステップと、光源を設けるス
テップと、光ファイバの中間部分を分割することなく、
光受信機と光源の少なくとも一方を光ファイバの中間部
分に光学的に結合するステップが含まれる。 【０００９】明らかに、本発明の実施態様によれば、上
述のもの以外の、あるいは、その代わりとなる、特徴及
び／または利点が得られる。さらに、当業者には、添付
の図面及び以下の詳細な説明を検討することによって、
本発明の他のシステム、方法、特徴、及び／または、利
点が明らかになるであろう。そうした追加的なシステム
及び／または方法は全て、本発明の範囲内にあり、特許
請求の範囲によって保護されるものとする。本発明は、
添付の図面を参照することによってより良く理解するこ
とが可能である。図面に示した構成要素は必ずしも同じ
スケールで示していないが、これは、本発明の原理を明
確に示すことに重点をおいたからである。さらに、いく
つかの図面にわたって、対応する部分には同じ参照符号
を付している。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は、本発明による光学システ
ム（または光学系）１０の１実施態様を示す概略図であ
る。図１に示すように、光学システム１０には、光トラ
ンシーバ１００と、光導波路１１０が含まれている。光
導波路１１０は、双方向矢印１１２及び１１４によって
表されている光信号を伝搬する。 【００１１】光トランシーバ１００は、光ファイバ１１
０に光学的に結合されている。より詳しくは、光トラン
シーバの少なくとも一部が、光導波路の中間部分１２
０、すなわち、導波路の第１と第２の端部１２２、１２
４間に画定される部分に光学的に結合されている。従っ
て、光トランシーバの少なくとも一部は、光導波路に端
結合されていない（すなわち、端部において結合してい
ない）。光ファイバ、埋め込み導波路、及び、平面導波
路（またはプレーナー型導波路）といったさまざまなタ
イプの光導波路の利用が可能であるという点に留意され
たい。下記の例示的な実施態様の場合、光ファイバが光
導波路として用いられることになる。しかし、本発明は
この特定のタイプの導波路に制限されるものではない。 【００１２】図２には、本発明による光学システム１０
のもう１つの実施態様の概要が示されている。図２に示
すように、光学システム１０には、光受信機２１０及び
光源２２０を組み込んだ光トランシーバ２００が含まれ
ている。光学システム１０には、光トランシーバ２００
に光学的に結合された光ファイバ２３０も含まれてい
る。より具体的には、光受信機２１０及び光源２２０
は、光ファイバの中間部分２３２に光学的に結合されて
いる。 【００１３】光ファイバ２３０には、光ファイバの伝搬
軸２５０に対して傾斜した反射性の表面（以下、反射表
面）２４０、２４２、２４４、及び、２４６が含まれて
いる。これらの反射表面は、光トランシーバと光ファイ
バを光学的に結合する。図２の場合、いくつかの光信号
が描かれている点に留意されたい。すなわち、矢印２５
２及び２５４は、光ファイバを通って伝搬し、光ファイ
バの第１の端部２６０に向かう光信号を表わしており、
矢印２６２及び２６４は、光ファイバの第２の端部２７
０に向かって伝搬する光信号を表わしている。反射表面
２４０及び２４２は、それぞれ、光信号２６２及び２５
２を光受信機に向かって反射する。反射表面２４４及び
２４６は、光源から光信号２８０を受信すると、光信号
２８０を分割して、反射し、光信号２６４及び２５４を
発生する。 【００１４】光ファイバから光受信機に伝搬される光信
号を表わした矢印２８２及び２８４が、光信号２６２及
び２５２を表わす矢印よりも小さい点に留意されたい。
これは、反射表面（２４０、２４２）によって反射され
て、光受信機に送られるのが、一般に、光ファイバ２３
０を通って伝搬する光信号の一部に限られるためであ
る。同様に、矢印２５４及び２６４は、光源によって提
供される光信号２８０を表わす矢印よりも小さい。これ
は、光信号２８０が分割されて、光信号２５４及び２６
４が形成されるためである。 【００１５】反射表面のそれぞれによって反射されるべ
き光信号２８０の量、従って、光信号２５４及び２６４
の相対強度を設定するため、反射表面２４４及び２４
６、及び、光源２２０をさまざまな構成をなすように配
置することが可能である点に留意されたい。また、実施
態様によっては、反射表面は、入射する光信号を全て反
射することも可能であるという点にも留意されたい。こ
うした実施態様の場合、光信号が、反射表面を透過して
伝搬し、引き続き、光ファイバに沿って伝搬することは
ない。 【００１６】次に、図３のフローチャートを参照し、図
２の光学システム１０の実施態様の機能について述べる
ことにする。図３に示すように、機能（または方法）
は、光ファイバが設けられる、ブロック３０１から開始
されるものとして構成することが可能である。ブロック
３２０及び３３０では、光受信機及び光源が、それぞれ
設けられる。その後、ブロック３４０に示すように、光
受信機と光源の少なくとも一方が、光ファイバを分割す
ることなく、光ファイバの中間部分に光学的に結合され
る。 【００１７】図２を参照して説明したように、反射表面
を利用して、本発明による光トランシーバと光ファイバ
が結合される。さまざまなタイプ及び構成の反射表面を
利用することが可能である。例えば、実施態様によって
は、光ファイバ内に、光ファイバとは異なる屈折率を示
す材料を配置することも可能である。例えば、銀を利用
することが可能である。こうした材料によって、光ファ
イバの伝搬軸に対して傾斜した層を形成し、光信号が、
その層から伝搬軸に対してオフセットした位置に反射さ
れるようにすることが可能である。光ファイバの伝搬軸
と反射表面の間に形成される傾斜角は、光信号が、光フ
ァイバから光トランシーバに、または、その逆に確実に
送られるように選択されるという点に留意されたい。 【００１８】いくつかの実施態様では、この層が、層の
一方の側に入射する光信号を反射するが、もう一方の側
からの光信号は透過可能にする単方向リフレクタ（マジ
ック・ミラーまたは片面透明ガラス）として機能するこ
とも可能である。周波数依存格子を利用することも可能
である。こうした実施態様では、１つ以上の選択された
周波数の光信号の向きを変え、その一方で、他の周波数
の光信号は、その向きを変えず、透過させることが可能
である。 【００１９】光ファイバは、反射表面を形成するため
に、例えば、光ファイバの伝搬軸に対して傾斜した端部
が形成されるようにファイバを切断することによって、
セグメントに分割することが可能である。そして、１つ
以上の端部を利用して、反射表面を形成することが可能
である。例えば、光ファイバとは異なる屈折率を示す材
料によって、端部を被覆及び／または包囲して、光信号
が端部から反射されるようにすることが可能である。別
の例を挙げると、回折格子のようなコンポーネントを端
部に取り付けることが可能である。次に、端部を光学的
に再結合することによって、光ファイバの中間部分に位
置する反射表面を設けることが可能になる。 【００２０】反射表面によって反射された光信号は、光
トランシーバまで伝搬するために、一般に、光ファイバ
の側部を通って伝搬する。光ファイバは、一般に、光フ
ァイバのコアまわりに形成されたクラッディングを利用
して、光ファイバに沿った光信号の伝搬を維持するの
で、用いられる光ファイバは、一般に、クラッディング
の不連続性を示す。例えば、光ファイバに化学処理を施
して、クラッディングの一部を除去するか、あるいは、
クラッディングの一部を機械的に除去して（例えば、は
さみ切って）、不連続部が形成されるようにすることに
よって、連続したクラッディングを有する光ファイバを
変更することが可能である。こうして、光信号を、光フ
ァイバの不連続位置から方向付けすることが可能にな
る。 【００２１】図４に示すように、「ファセット（face
t）」と呼ばれる形成ノッチによって、光ファイバのク
ラッディングにおける不連続部並びに反射表面を形成
し、光信号の方向付けを行うことが可能である。詳しく
は、図４の光ファイバ４００には、ファセット４１０及
び４１２が含まれている。光トランシーバ４２０は、フ
ァセットを介して光ファイバに光学的に結合されてい
る。すなわち、光源４３０が、反射表面４３２を含むフ
ァセット４１０を介して光ファイバに光学的に結合され
ている。同様に、光受信機４４０が、反射表面４４２を
含むファセット４１２を介して光ファイバに光学的に結
合されている。光ファイバのクラッディングにおける不
連続部の形成に関連して前述したように、ファセット
は、例えば、化学的及び／または機械的に形成すること
が可能である。 【００２２】図４の実施態様の場合、光学システム１０
は、光ファイバの一方の端部、すなわち、端部４５０だ
けに光信号を送り、また、端部４５０だけから光信号を
受信するということに留意されたい。図５には、光ファ
イバの一方の端部だけに光信号を送り、一方の端部だけ
から光信号を受信する別の実施態様が示されている。 【００２３】図５の場合、光学システム１０には、光フ
ァイバ５１０に光学的に結合された光トランシーバ５０
０が含まれている。光トランシーバ５００は、光ファイ
バの第１の端部５１２に光信号を送り、第１の端部５１
２から送られる光信号を受信する。すなわち、光ファイ
バの第１の反射表面５２０は、光源５３０から光信号５
２２を受信し、光信号５２２を光ファイバの第１の端部
に向けて送る。さらに、反射表面５４０は、第１の端部
５１２から伝搬する光信号５４２を受信して、この光信
号を光受信機５５０に送る。 【００２４】第１の反射表面５２０が、光ファイバの傾
斜端面５３２によって形成される点に留意されたい。傾
斜端面５３２は、光ファイバを劈開（または切開）する
ことによって形成することが可能である。 【００２５】次に、本発明による光トランシーバの１実
施態様を示す図６及び７を参照する。部分切り取り透視
図である図６に示されるように、光トランシーバ６００
には、ハウジング６１０が含まれている。ハウジング６
１０には、ベース６１２と、ベースから上方に延びる側
壁６１４〜６２０が組み込まれている。側壁６１４及び
６１８は、合体して、ハウジングの湾曲した上面６２２
を形成している。ハウジング６１０によって、光源６３
０及び光受信機６４０が配置される内部６２４も形成さ
れている。 【００２６】図７に示すように、側壁６１６には、光フ
ァイバの１つの端部及び１つの中間部分を受け入れるた
めのサイズ及び形状が付与されたアパーチャ（開口）６
４２が形成されている。これに関して、図６には、光フ
ァイバ６５０がアパーチャ内に挿入されているところが
描かれている。アパーチャ内に光ファイバを挿入する
と、光ファイバは、その伝搬軸が光源及び光受信機に対
してオフセットするように位置決めされる。側壁６１６
によって、光ファイバはこの位置に支持される。 【００２７】光ファイバ６５０には、反射表面６５２及
び６５４が含まれている。反射表面６５２は、光源６３
０とアライメントがとられており（すなわち、位置合わ
せが行われており）、光源と光ファイバを光学的に結合
する。同様に、ファセットによって形成された反射表面
６５４は、光受信機６４０とアライメントがとられてお
り、光受信機と光ファイバを光学的に結合する。 【００２８】光源６３０及び光受信機６４０は、制御回
路６６２の支持にも利用される基板６６０によって支持
されている。制御回路は、１つ以上のピン６７０を介し
て電気信号を受信する。制御回路は、電気信号に応答し
て、光源に制御入力を加え、光源が光ファイバ６５０に
伝搬する光信号を発生できるようにする。制御回路は、
光トランシーバからのデータの流れも制御することがで
きる。これに関して、光受信機は、光信号を受信して、
電気信号に変換する。次に、電気信号は、制御回路から
の制御信号に応答して、ピンに供給される。実施態様に
よっては、アナログ電気信号をディジタル信号に変換す
るためのアナログ・ディジタル変換器を含むことも可能
である。 【００２９】以上の説明は、例示及び解説を目的として
提示されたものである。本発明を余すところなく説明し
ようとか、または、本発明を開示した形態そのものに限
定しようとするものではない。以上の教示に鑑みて、修
正及び変更を加えることが可能である。しかし、以上の
実施態様は、本発明の原理及びその実際の応用例を例示
することによって、当業者が、企図する特定の用途に合
うようにさまざまな実施態様において、及びさまざまな
修正を施して本発明を利用できるように選択し、説明し
たものである。 【００３０】例えば、光受信機によって検出可能な光信
号と対応する光源によって供給される光信号との周波数
の相違を利用して、クロストークを制限することが可能
である。すなわち、光受信機は、光信号の１つ以上の周
波数を検出することができるだけであり、光源は、検出
可能な周波数の光信号を放出することができないように
することも可能である。実施態様によっては、光信号の
別様の検出を利用することも可能である。すなわち、１
つ以上の光受信機を利用して、それぞれ、異なる周波数
を示す、複数の光信号を弁別的に検出することが可能で
ある。こうした実施態様の場合、光トランシーバに複数
の光源を設け、光トランシーバが、複数の周波数のそれ
ぞれの光信号を放出できるようにすることが可能であ
る。 【００３１】こうした修正及び変更は、全て、公正かつ
合法的に付与される権利の広さに基づいて解釈すれば、
特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内に含
まれる。 【００３２】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．光学システム（１０）であって、光源（２２０）及
び光受信機（２１０）を備える光トランシーバ（２０
０）と、光導波路（２３０）であって、第１の端部（２
６０）及び第２の端部（２７０）と、前記第１の端部と
前記第２の端部の間に画定された中間部分（２３２）と
を備え、前記光源及び前記光受信機の少なくとも一方
が、前記中間部分に光学的に結合されることからなる、
光導波路を備え、前記光源が、前記光導波路によって伝
搬される光信号を生じる働きをし、前記光受信機が、前
記光導波路によって伝搬される光信号を受信する働きを
することからなる、光学システム。 ２．前記光導波路が、光ファイバであり、前記光受信機
が、前記光ファイバの前記中間部分に光学的に結合さ
れ、前記光ファイバが、前記第１の端部と前記第２の端
部の間に延びる伝搬軸（２５０）を画定すると共に、前
記中間部分に沿って配置された第１の反射表面を含み、
前記第１の反射表面（２４０）が、前記伝搬軸に対して
傾斜しており、前記光ファイバを通って伝搬する光信号
を前記光受信機に向ける働きをすることからなる、上項
１に記載の光学システム。 ３．前記第１の反射表面が、前記光ファイバに形成され
たファセットの一部である、上項２に記載の光学システ
ム。 ４．前記光源が前記光ファイバに光学的に端結合され
る、上項１に記載の光学システム。 ５．前記光受信機に、前記光源から生じる光信号を検出
する能力がない、上項１に記載の光学システム。 ６．前記光導波路が光ファイバであり、前記光受信機
が、前記光ファイバの前記中間部分に光学的に結合さ
れ、前記光ファイバが、前記第１の端部と前記第２の端
部の間に延びる伝搬軸を画定しており、前記中間部分に
沿って配置された第１の反射表面（２４０）と、第２の
反射表面（２４４）とを含み、前記第１の反射表面が、
前記伝搬軸に対して傾斜していて、前記光ファイバを通
って伝搬する光信号を前記光受信機に向ける働きをし、
前記第２の反射表面が、前記伝搬軸に対して傾斜してい
て、前記光源からの光信号を前記光ファイバに向ける働
きをすることからなる、上項１に記載の光学システム。 ７．前記第２の反射表面が、前記光ファイバの前記第１
の端部に配置されており、前記光源が、前記光ファイバ
の前記伝搬軸に対してオフセットしている、上項６に記
載の光学システム。 ８．さらに、前記光導波路からの光信号を前記光受信機
に向けるための手段と、前記光源からの光信号を前記光
導波路に向けるための手段を備える、上項１に記載の光
学システム。 ９．第１の端部及び第２の端部と、前記第１の端部と前
記第２の端部の間に延びる伝搬軸と、前記第１の端部と
前記第２の端部の間に画定された中間部分とを備える光
ファイバ（６５０）と共に用いられる光トランシーバ
（６００）において、ハウジング（６１０）であって、
ベース（６１２）と、前記ベースから上方に延びる側壁
（６１４、６１６、６１８、６２０）とを備え、前記側
壁のうち第１の側壁にアパーチャ（６４２）が画定され
ており、前記アパーチャに、前記光ファイバの前記第１
の端部及び前記中間部分の少なくとも一部を受け入れる
ためのサイズ及び形状が付与されている、ハウジング
と、光源（６３０）であって、前記光ファイバの前記伝
搬軸に対してオフセットするように前記ハウジング内に
配置されており、制御信号を受信し、前記制御信号に応
答して、前記光ファイバによって伝搬される光信号を生
じる働きをする光源と、光受信機（６４０）であって、
前記光ファイバの前記伝搬軸に対してオフセットするよ
うに前記ハウジング内に配置されており、前記光ファイ
バによって伝搬される光信号を受信する働きをする、光
受信機を備える、光トランシーバ。 １０．光信号を伝達するための方法であって、第１の端
部（２６０）及び第２の端部（２７０）と、前記第１の
端部と前記第２の端部の間に画定された中間部分（２３
２）とを備える光ファイバ（２３０）を設けるステップ
と、光受信機（２１０）及び光源（２２０）を備えた光
トランシーバ（２００）を設けるステップと、前記光フ
ァイバの前記中間部分を分割することなく、前記光受信
機及び前記光源の少なくとも一方を前記光ファイバの前
記中間部分に光学的に結合するステップを含む、方法。 【００３３】本発明による典型的な光システム(10)は、
光源と光受信機を具備した光トランシーバ(100)を備え
る。このシステムは、また、光導波路(110)を備える。
光源と光受信機のうちの少なくとも一方が、光導波路の
中間部分に光学的に結合される。光源は、光導波路を伝
搬させるための光信号を提供し、光受信機は、光導波路
によって伝搬される光信号を受信する。方法、光トラン
シーバ及び他のシステムも開示している。 【００３４】 【発明の効果】本発明によれば、光ファイバへの光トラ
ンシーバの光学的結合を容易に行うことができる。
テムに関し、特に、光トランシーバを使用したシステム
及び方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】通信システムのデータ処理能力の向上が
要求される結果として、光通信システムが利用されるよ
うになってきた。このため、電気通信システム・コンポ
ーネントに類似した光学コンポーネントの生産に、多大
の努力が傾注されている。例えば、光ファイバは、光信
号を伝搬するための伝送媒体として利用され、一方、銅
線は、一般に、電気信号の伝搬に利用される。 【０００３】光トランシーバ、すなわち、光信号の送受
信が可能なコンポーネントも周知のところである。一般
に、先行技術による光トランシーバは、光ファイバに端
結合（end-couple）されている。すなわち、光トランシ
ーバの光送信機および光受信機は、光ファイバの端部に
光学的に結合されている。端結合は、一般に、光ファイ
バの既存の端部に対して効率よく実施することが可能で
あるが、光ファイバの既存の端部間のある位置に光トラ
ンシーバを光学的に結合するのはより厄介である。すな
わち、こうした結合を実施するには、一般に、光ファイ
バを２つのセグメントに分割することになるが、そのそ
れぞれに、既存の端部の一方と分割中に形成された端部
が含まれる。次に、新たに形成された端部において、光
トランシーバを光ファイバのセグメントのそれぞれに端
結合する。明らかなことであるが、このプロセスは、多
大の時間を必要とする可能性があり、結果として、光ト
ランシーバを取り付けるまで、光ファイバを伝搬する信
号に支障をきたすことになる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、先行
技術のこれらの及び／またはその他の認識されている欠
点に対処する改良されたシステム及び方法を提供するこ
とにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明のシステム及び方
法では、光トランシーバが使用されるが、光トランシー
バの少なくともいくつかの部分が光ファイバの中間部分
に光学的に結合される。すなわち、本発明による光トラ
ンシーバの光源と光受信機の一方または両方を光ファイ
バの中間部分に光学的に結合することが可能である。 【０００６】本発明による光学システムには、光源と光
受信機を備えた光トランシーバが含まれる。この光学シ
ステムには、光ファイバも含まれる。光源と光受信機の
少なくとも一方が、光ファイバの中間部分に光学的に結
合されている。光源は、光ファイバによって伝搬される
光信号を生じ、光受信機（または光レシーバ。以下同
じ）は、光ファイバによって伝搬された光信号を受信す
る。 【０００７】本発明による光トランシーバには、ベース
（または基部）と、ベースから上方に延びる側壁を組み
込んだハウジングが含まれている。側壁の１つは、光フ
ァイバの端部及び中間部分を受け入れるのに適したサイ
ズ及び形状が付与されたアパーチャを画定する。光源
は、光ファイバの伝搬軸に対してオフセットするように
ハウジング内に配置される。光源は、制御信号を受信
し、制御信号に応答して、光ファイバによって伝搬され
る光信号を生じる。光受信機は、やはり、ハウジング内
に配置され、光ファイバの伝搬軸に対してオフセットし
ている（すなわちずれている）。光受信機は、光ファイ
バによって伝搬される光信号を受信する。 【０００８】光信号を伝達するための本発明による方法
には、第１及び第２の端部、及び、第１と第２の端部間
に画定された中間部分を有する光ファイバを設けるステ
ップと、光受信機を設けるステップと、光源を設けるス
テップと、光ファイバの中間部分を分割することなく、
光受信機と光源の少なくとも一方を光ファイバの中間部
分に光学的に結合するステップが含まれる。 【０００９】明らかに、本発明の実施態様によれば、上
述のもの以外の、あるいは、その代わりとなる、特徴及
び／または利点が得られる。さらに、当業者には、添付
の図面及び以下の詳細な説明を検討することによって、
本発明の他のシステム、方法、特徴、及び／または、利
点が明らかになるであろう。そうした追加的なシステム
及び／または方法は全て、本発明の範囲内にあり、特許
請求の範囲によって保護されるものとする。本発明は、
添付の図面を参照することによってより良く理解するこ
とが可能である。図面に示した構成要素は必ずしも同じ
スケールで示していないが、これは、本発明の原理を明
確に示すことに重点をおいたからである。さらに、いく
つかの図面にわたって、対応する部分には同じ参照符号
を付している。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は、本発明による光学システ
ム（または光学系）１０の１実施態様を示す概略図であ
る。図１に示すように、光学システム１０には、光トラ
ンシーバ１００と、光導波路１１０が含まれている。光
導波路１１０は、双方向矢印１１２及び１１４によって
表されている光信号を伝搬する。 【００１１】光トランシーバ１００は、光ファイバ１１
０に光学的に結合されている。より詳しくは、光トラン
シーバの少なくとも一部が、光導波路の中間部分１２
０、すなわち、導波路の第１と第２の端部１２２、１２
４間に画定される部分に光学的に結合されている。従っ
て、光トランシーバの少なくとも一部は、光導波路に端
結合されていない（すなわち、端部において結合してい
ない）。光ファイバ、埋め込み導波路、及び、平面導波
路（またはプレーナー型導波路）といったさまざまなタ
イプの光導波路の利用が可能であるという点に留意され
たい。下記の例示的な実施態様の場合、光ファイバが光
導波路として用いられることになる。しかし、本発明は
この特定のタイプの導波路に制限されるものではない。 【００１２】図２には、本発明による光学システム１０
のもう１つの実施態様の概要が示されている。図２に示
すように、光学システム１０には、光受信機２１０及び
光源２２０を組み込んだ光トランシーバ２００が含まれ
ている。光学システム１０には、光トランシーバ２００
に光学的に結合された光ファイバ２３０も含まれてい
る。より具体的には、光受信機２１０及び光源２２０
は、光ファイバの中間部分２３２に光学的に結合されて
いる。 【００１３】光ファイバ２３０には、光ファイバの伝搬
軸２５０に対して傾斜した反射性の表面（以下、反射表
面）２４０、２４２、２４４、及び、２４６が含まれて
いる。これらの反射表面は、光トランシーバと光ファイ
バを光学的に結合する。図２の場合、いくつかの光信号
が描かれている点に留意されたい。すなわち、矢印２５
２及び２５４は、光ファイバを通って伝搬し、光ファイ
バの第１の端部２６０に向かう光信号を表わしており、
矢印２６２及び２６４は、光ファイバの第２の端部２７
０に向かって伝搬する光信号を表わしている。反射表面
２４０及び２４２は、それぞれ、光信号２６２及び２５
２を光受信機に向かって反射する。反射表面２４４及び
２４６は、光源から光信号２８０を受信すると、光信号
２８０を分割して、反射し、光信号２６４及び２５４を
発生する。 【００１４】光ファイバから光受信機に伝搬される光信
号を表わした矢印２８２及び２８４が、光信号２６２及
び２５２を表わす矢印よりも小さい点に留意されたい。
これは、反射表面（２４０、２４２）によって反射され
て、光受信機に送られるのが、一般に、光ファイバ２３
０を通って伝搬する光信号の一部に限られるためであ
る。同様に、矢印２５４及び２６４は、光源によって提
供される光信号２８０を表わす矢印よりも小さい。これ
は、光信号２８０が分割されて、光信号２５４及び２６
４が形成されるためである。 【００１５】反射表面のそれぞれによって反射されるべ
き光信号２８０の量、従って、光信号２５４及び２６４
の相対強度を設定するため、反射表面２４４及び２４
６、及び、光源２２０をさまざまな構成をなすように配
置することが可能である点に留意されたい。また、実施
態様によっては、反射表面は、入射する光信号を全て反
射することも可能であるという点にも留意されたい。こ
うした実施態様の場合、光信号が、反射表面を透過して
伝搬し、引き続き、光ファイバに沿って伝搬することは
ない。 【００１６】次に、図３のフローチャートを参照し、図
２の光学システム１０の実施態様の機能について述べる
ことにする。図３に示すように、機能（または方法）
は、光ファイバが設けられる、ブロック３０１から開始
されるものとして構成することが可能である。ブロック
３２０及び３３０では、光受信機及び光源が、それぞれ
設けられる。その後、ブロック３４０に示すように、光
受信機と光源の少なくとも一方が、光ファイバを分割す
ることなく、光ファイバの中間部分に光学的に結合され
る。 【００１７】図２を参照して説明したように、反射表面
を利用して、本発明による光トランシーバと光ファイバ
が結合される。さまざまなタイプ及び構成の反射表面を
利用することが可能である。例えば、実施態様によって
は、光ファイバ内に、光ファイバとは異なる屈折率を示
す材料を配置することも可能である。例えば、銀を利用
することが可能である。こうした材料によって、光ファ
イバの伝搬軸に対して傾斜した層を形成し、光信号が、
その層から伝搬軸に対してオフセットした位置に反射さ
れるようにすることが可能である。光ファイバの伝搬軸
と反射表面の間に形成される傾斜角は、光信号が、光フ
ァイバから光トランシーバに、または、その逆に確実に
送られるように選択されるという点に留意されたい。 【００１８】いくつかの実施態様では、この層が、層の
一方の側に入射する光信号を反射するが、もう一方の側
からの光信号は透過可能にする単方向リフレクタ（マジ
ック・ミラーまたは片面透明ガラス）として機能するこ
とも可能である。周波数依存格子を利用することも可能
である。こうした実施態様では、１つ以上の選択された
周波数の光信号の向きを変え、その一方で、他の周波数
の光信号は、その向きを変えず、透過させることが可能
である。 【００１９】光ファイバは、反射表面を形成するため
に、例えば、光ファイバの伝搬軸に対して傾斜した端部
が形成されるようにファイバを切断することによって、
セグメントに分割することが可能である。そして、１つ
以上の端部を利用して、反射表面を形成することが可能
である。例えば、光ファイバとは異なる屈折率を示す材
料によって、端部を被覆及び／または包囲して、光信号
が端部から反射されるようにすることが可能である。別
の例を挙げると、回折格子のようなコンポーネントを端
部に取り付けることが可能である。次に、端部を光学的
に再結合することによって、光ファイバの中間部分に位
置する反射表面を設けることが可能になる。 【００２０】反射表面によって反射された光信号は、光
トランシーバまで伝搬するために、一般に、光ファイバ
の側部を通って伝搬する。光ファイバは、一般に、光フ
ァイバのコアまわりに形成されたクラッディングを利用
して、光ファイバに沿った光信号の伝搬を維持するの
で、用いられる光ファイバは、一般に、クラッディング
の不連続性を示す。例えば、光ファイバに化学処理を施
して、クラッディングの一部を除去するか、あるいは、
クラッディングの一部を機械的に除去して（例えば、は
さみ切って）、不連続部が形成されるようにすることに
よって、連続したクラッディングを有する光ファイバを
変更することが可能である。こうして、光信号を、光フ
ァイバの不連続位置から方向付けすることが可能にな
る。 【００２１】図４に示すように、「ファセット（face
t）」と呼ばれる形成ノッチによって、光ファイバのク
ラッディングにおける不連続部並びに反射表面を形成
し、光信号の方向付けを行うことが可能である。詳しく
は、図４の光ファイバ４００には、ファセット４１０及
び４１２が含まれている。光トランシーバ４２０は、フ
ァセットを介して光ファイバに光学的に結合されてい
る。すなわち、光源４３０が、反射表面４３２を含むフ
ァセット４１０を介して光ファイバに光学的に結合され
ている。同様に、光受信機４４０が、反射表面４４２を
含むファセット４１２を介して光ファイバに光学的に結
合されている。光ファイバのクラッディングにおける不
連続部の形成に関連して前述したように、ファセット
は、例えば、化学的及び／または機械的に形成すること
が可能である。 【００２２】図４の実施態様の場合、光学システム１０
は、光ファイバの一方の端部、すなわち、端部４５０だ
けに光信号を送り、また、端部４５０だけから光信号を
受信するということに留意されたい。図５には、光ファ
イバの一方の端部だけに光信号を送り、一方の端部だけ
から光信号を受信する別の実施態様が示されている。 【００２３】図５の場合、光学システム１０には、光フ
ァイバ５１０に光学的に結合された光トランシーバ５０
０が含まれている。光トランシーバ５００は、光ファイ
バの第１の端部５１２に光信号を送り、第１の端部５１
２から送られる光信号を受信する。すなわち、光ファイ
バの第１の反射表面５２０は、光源５３０から光信号５
２２を受信し、光信号５２２を光ファイバの第１の端部
に向けて送る。さらに、反射表面５４０は、第１の端部
５１２から伝搬する光信号５４２を受信して、この光信
号を光受信機５５０に送る。 【００２４】第１の反射表面５２０が、光ファイバの傾
斜端面５３２によって形成される点に留意されたい。傾
斜端面５３２は、光ファイバを劈開（または切開）する
ことによって形成することが可能である。 【００２５】次に、本発明による光トランシーバの１実
施態様を示す図６及び７を参照する。部分切り取り透視
図である図６に示されるように、光トランシーバ６００
には、ハウジング６１０が含まれている。ハウジング６
１０には、ベース６１２と、ベースから上方に延びる側
壁６１４〜６２０が組み込まれている。側壁６１４及び
６１８は、合体して、ハウジングの湾曲した上面６２２
を形成している。ハウジング６１０によって、光源６３
０及び光受信機６４０が配置される内部６２４も形成さ
れている。 【００２６】図７に示すように、側壁６１６には、光フ
ァイバの１つの端部及び１つの中間部分を受け入れるた
めのサイズ及び形状が付与されたアパーチャ（開口）６
４２が形成されている。これに関して、図６には、光フ
ァイバ６５０がアパーチャ内に挿入されているところが
描かれている。アパーチャ内に光ファイバを挿入する
と、光ファイバは、その伝搬軸が光源及び光受信機に対
してオフセットするように位置決めされる。側壁６１６
によって、光ファイバはこの位置に支持される。 【００２７】光ファイバ６５０には、反射表面６５２及
び６５４が含まれている。反射表面６５２は、光源６３
０とアライメントがとられており（すなわち、位置合わ
せが行われており）、光源と光ファイバを光学的に結合
する。同様に、ファセットによって形成された反射表面
６５４は、光受信機６４０とアライメントがとられてお
り、光受信機と光ファイバを光学的に結合する。 【００２８】光源６３０及び光受信機６４０は、制御回
路６６２の支持にも利用される基板６６０によって支持
されている。制御回路は、１つ以上のピン６７０を介し
て電気信号を受信する。制御回路は、電気信号に応答し
て、光源に制御入力を加え、光源が光ファイバ６５０に
伝搬する光信号を発生できるようにする。制御回路は、
光トランシーバからのデータの流れも制御することがで
きる。これに関して、光受信機は、光信号を受信して、
電気信号に変換する。次に、電気信号は、制御回路から
の制御信号に応答して、ピンに供給される。実施態様に
よっては、アナログ電気信号をディジタル信号に変換す
るためのアナログ・ディジタル変換器を含むことも可能
である。 【００２９】以上の説明は、例示及び解説を目的として
提示されたものである。本発明を余すところなく説明し
ようとか、または、本発明を開示した形態そのものに限
定しようとするものではない。以上の教示に鑑みて、修
正及び変更を加えることが可能である。しかし、以上の
実施態様は、本発明の原理及びその実際の応用例を例示
することによって、当業者が、企図する特定の用途に合
うようにさまざまな実施態様において、及びさまざまな
修正を施して本発明を利用できるように選択し、説明し
たものである。 【００３０】例えば、光受信機によって検出可能な光信
号と対応する光源によって供給される光信号との周波数
の相違を利用して、クロストークを制限することが可能
である。すなわち、光受信機は、光信号の１つ以上の周
波数を検出することができるだけであり、光源は、検出
可能な周波数の光信号を放出することができないように
することも可能である。実施態様によっては、光信号の
別様の検出を利用することも可能である。すなわち、１
つ以上の光受信機を利用して、それぞれ、異なる周波数
を示す、複数の光信号を弁別的に検出することが可能で
ある。こうした実施態様の場合、光トランシーバに複数
の光源を設け、光トランシーバが、複数の周波数のそれ
ぞれの光信号を放出できるようにすることが可能であ
る。 【００３１】こうした修正及び変更は、全て、公正かつ
合法的に付与される権利の広さに基づいて解釈すれば、
特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内に含
まれる。 【００３２】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．光学システム（１０）であって、光源（２２０）及
び光受信機（２１０）を備える光トランシーバ（２０
０）と、光導波路（２３０）であって、第１の端部（２
６０）及び第２の端部（２７０）と、前記第１の端部と
前記第２の端部の間に画定された中間部分（２３２）と
を備え、前記光源及び前記光受信機の少なくとも一方
が、前記中間部分に光学的に結合されることからなる、
光導波路を備え、前記光源が、前記光導波路によって伝
搬される光信号を生じる働きをし、前記光受信機が、前
記光導波路によって伝搬される光信号を受信する働きを
することからなる、光学システム。 ２．前記光導波路が、光ファイバであり、前記光受信機
が、前記光ファイバの前記中間部分に光学的に結合さ
れ、前記光ファイバが、前記第１の端部と前記第２の端
部の間に延びる伝搬軸（２５０）を画定すると共に、前
記中間部分に沿って配置された第１の反射表面を含み、
前記第１の反射表面（２４０）が、前記伝搬軸に対して
傾斜しており、前記光ファイバを通って伝搬する光信号
を前記光受信機に向ける働きをすることからなる、上項
１に記載の光学システム。 ３．前記第１の反射表面が、前記光ファイバに形成され
たファセットの一部である、上項２に記載の光学システ
ム。 ４．前記光源が前記光ファイバに光学的に端結合され
る、上項１に記載の光学システム。 ５．前記光受信機に、前記光源から生じる光信号を検出
する能力がない、上項１に記載の光学システム。 ６．前記光導波路が光ファイバであり、前記光受信機
が、前記光ファイバの前記中間部分に光学的に結合さ
れ、前記光ファイバが、前記第１の端部と前記第２の端
部の間に延びる伝搬軸を画定しており、前記中間部分に
沿って配置された第１の反射表面（２４０）と、第２の
反射表面（２４４）とを含み、前記第１の反射表面が、
前記伝搬軸に対して傾斜していて、前記光ファイバを通
って伝搬する光信号を前記光受信機に向ける働きをし、
前記第２の反射表面が、前記伝搬軸に対して傾斜してい
て、前記光源からの光信号を前記光ファイバに向ける働
きをすることからなる、上項１に記載の光学システム。 ７．前記第２の反射表面が、前記光ファイバの前記第１
の端部に配置されており、前記光源が、前記光ファイバ
の前記伝搬軸に対してオフセットしている、上項６に記
載の光学システム。 ８．さらに、前記光導波路からの光信号を前記光受信機
に向けるための手段と、前記光源からの光信号を前記光
導波路に向けるための手段を備える、上項１に記載の光
学システム。 ９．第１の端部及び第２の端部と、前記第１の端部と前
記第２の端部の間に延びる伝搬軸と、前記第１の端部と
前記第２の端部の間に画定された中間部分とを備える光
ファイバ（６５０）と共に用いられる光トランシーバ
（６００）において、ハウジング（６１０）であって、
ベース（６１２）と、前記ベースから上方に延びる側壁
（６１４、６１６、６１８、６２０）とを備え、前記側
壁のうち第１の側壁にアパーチャ（６４２）が画定され
ており、前記アパーチャに、前記光ファイバの前記第１
の端部及び前記中間部分の少なくとも一部を受け入れる
ためのサイズ及び形状が付与されている、ハウジング
と、光源（６３０）であって、前記光ファイバの前記伝
搬軸に対してオフセットするように前記ハウジング内に
配置されており、制御信号を受信し、前記制御信号に応
答して、前記光ファイバによって伝搬される光信号を生
じる働きをする光源と、光受信機（６４０）であって、
前記光ファイバの前記伝搬軸に対してオフセットするよ
うに前記ハウジング内に配置されており、前記光ファイ
バによって伝搬される光信号を受信する働きをする、光
受信機を備える、光トランシーバ。 １０．光信号を伝達するための方法であって、第１の端
部（２６０）及び第２の端部（２７０）と、前記第１の
端部と前記第２の端部の間に画定された中間部分（２３
２）とを備える光ファイバ（２３０）を設けるステップ
と、光受信機（２１０）及び光源（２２０）を備えた光
トランシーバ（２００）を設けるステップと、前記光フ
ァイバの前記中間部分を分割することなく、前記光受信
機及び前記光源の少なくとも一方を前記光ファイバの前
記中間部分に光学的に結合するステップを含む、方法。 【００３３】本発明による典型的な光システム(10)は、
光源と光受信機を具備した光トランシーバ(100)を備え
る。このシステムは、また、光導波路(110)を備える。
光源と光受信機のうちの少なくとも一方が、光導波路の
中間部分に光学的に結合される。光源は、光導波路を伝
搬させるための光信号を提供し、光受信機は、光導波路
によって伝搬される光信号を受信する。方法、光トラン
シーバ及び他のシステムも開示している。 【００３４】 【発明の効果】本発明によれば、光ファイバへの光トラ
ンシーバの光学的結合を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学システムの１実施態様の概略
図である。 【図２】本発明による光学システムの別の実施態様の概
略図である。 【図３】図２の実施態様の機能を表わしたフローチャー
トである。 【図４】本発明による光学システムの別の実施態様の概
略図である。 【図５】本発明による光学システムの他の実施態様の概
略図である。 【図６】本発明による光トランシーバの１実施態様の部
分切り取り透視図である。 【図７】図６の光トランシーバの側面図である。 【符号の説明】 １０ 光学システム ２００ 光トランシーバ ２１０ 光受信機 ２２０ 光源 ２３０ 光導波路 ２３２ 中間部分 ２４０ 第１の反射表面 ２４４ 第２の反射表面
図である。 【図２】本発明による光学システムの別の実施態様の概
略図である。 【図３】図２の実施態様の機能を表わしたフローチャー
トである。 【図４】本発明による光学システムの別の実施態様の概
略図である。 【図５】本発明による光学システムの他の実施態様の概
略図である。 【図６】本発明による光トランシーバの１実施態様の部
分切り取り透視図である。 【図７】図６の光トランシーバの側面図である。 【符号の説明】 １０ 光学システム ２００ 光トランシーバ ２１０ 光受信機 ２２０ 光源 ２３０ 光導波路 ２３２ 中間部分 ２４０ 第１の反射表面 ２４４ 第２の反射表面
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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）
Ｈ０４Ｂ 10/14
(72)発明者 ゲーリー・ビー・ゴードン
アメリカ合衆国カリフォルニア州95070,
サラトガ，バンク・ミル・ロード・21112
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA01 BA11 CA06 DA03
DA04
5K102 AA15 AA31 AD01 AL12 PC02
PH49 PH50 RB02
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】光学システム（１０）であって、 光源（２２０）及び光受信機（２１０）を備える光トラ
ンシーバ（２００）と、 光導波路（２３０）であって、第１の端部（２６０）及
び第２の端部（２７０）と、前記第１の端部と前記第２
の端部の間に画定された中間部分（２３２）とを備え、
前記光源及び前記光受信機の少なくとも一方が、前記中
間部分に光学的に結合されることからなる、光導波路を
備え、 前記光源が、前記光導波路によって伝搬される光信号を
生じる働きをし、 前記光受信機が、前記光導波路によって伝搬される光信
号を受信する働きをすることからなる、光学システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/133826 | 2002-04-26 | ||
| US10/133,826 US7184669B2 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Optical transceiver systems and methods |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US7184669B2 (ja) |
| EP (1) | EP1357684A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003332994A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006323162A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Honda Tsushin Kogyo Co Ltd | 光伝送路接続モジュール |
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