JP2005005399A

JP2005005399A - 受光モジュール

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Publication number: JP2005005399A
Application number: JP2003165586A
Authority: JP
Inventors: Masato Yoshida; 田正人吉; Masahiro Yamaguchi; 口正洋山; Yasuhiro Kodera; 寺康弘小
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】使用可能な光信号の強さの範囲が広く、コストが低い受光モジュールを提供する。
【解決手段】第１の光ファイバが接続される第１のコネクタと、前記第１の光ファイバからの光を減衰させてその一部を受光素子に導く第１の減衰器と、第２の光ファイバが接続される第２のコネクタと、前記第２の光ファイバからの光を減衰させてその一部を前記第１の減衰器に導く第２の減衰器と、前記受光素子に接続されたアンプと、を備えることを特徴とする受光モジュールを提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信システムにおいては、光ファイバを用いた光伝送システムが広く用いられている。この光伝送システムは、光ファイバを用いているため電磁ノイズの影響を受けず、また、通信網の大容量化に適している。この光伝送システムでは、電気のデジタル信号が光送信モジュールで光信号に変換され、変換された光信号が光ファイバを介して受光モジュールに到達され、この受光モジュールで光信号が再び電気のデジタル信号に変換される。この受光モジュールは、例えば、特開平９−１０７３３６号公報や、特開２００１−１６０７８０号公報に記載されている。
【０００３】
図１３は、従来の受光モジュールの概略図である。この受光モジュール１において、縦数ｃｍ、横数ｃｍのパッケージ１９０内には、基板１５０が配置されている。この基板１５０上には、受光素子１６０、アンプ１７０、接続パターン１９４、１９８、が配置されている。そして、受光素子１６０と同軸上には、レンズ１１８と、ファイバ１１２と、コネクタ１１１と、が配置されている。また、上記の基板１５０の周辺には、８本のリードピン１８１〜１８８が配置されている。
【０００４】
図１３の受光モジュールは、使用の際、コネクタ１１１に光ファイバ２が接続される。そして、この光ファイバ２から、光信号が入力される。この光ファイバ２からの光信号は、コネクタ１１１、ファイバ１１２、レンズ１１８を介して集光され、受光素子１６０へと入射する。受光素子１６０に入射した光信号は受光電流に変換される。この受光電流は、アンプ１７０に入力される。そして、アンプ１７０からの出力電圧が、電気の信号として、第４のリードピン１８４と、第８のリードピン１８８と、から取り出される。
【０００５】
上記のように、受光モジュール１のアンプ１７０では、受光電流Ｉが入力され、出力電圧Ｖが出力される。ここで、光通信では、通常、送信モジュールと、受光モジュール１と、の間は、数ｋｍ〜数十ｋｍの長い光ファイバ２で結ばれる。このため、受光モジュール１の到達する光信号は弱い信号となり、アンプ１７０に入力される受光電流Ｉは弱い値となる。そこで、このアンプ１７０では、トランスインピーダンスＲを数百Ω程度の大きな値にして、出力電圧Ｖ＝ＩＲが大きな値になるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１０７３３６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６０７８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の受光モジュールには、従来、使用可能な光信号の強さの範囲が限られているという問題があった。すなわち、光通信では、上記のようにアンプ１７０の増幅率を高くしている。しかし、このアンプ１７０では、受光電流Ｉと出力電圧Ｖが線形になる範囲が限られている。このため、受光モジュール１に入力される光信号が強すぎると、アンプ１７０に入力される受光電流Ｉが過大となり、アンプ１７０の特性が飽和状態となる。このように飽和状態となると、受光電流Ｉと、出力電圧Ｖと、の関係が非線形となって、出力信号ひずみが生じる。この結果、受光モジュール１に入力される光信号が強すぎると、伝送特性が著しく劣化してしまう。従って、使用可能な光入力範囲と出力範囲が限られてしまった。
【０００８】
また、上記の問題を解決するために、最大受光レベルが大きな受光モジュールと、通常の受光モジュールと、を作り分けるのは、コスト上不利である。すなわち、受光モジュールは、１個の値段が約１０万円程度であり、高価である。このため、新たな受光モジュールを調達するのには、大きなコストがかかる。これにより、最大受光レベルが大きな受光モジュールを作り分けるのは、コスト上不利である。
【０００９】
本発明は、かかる課題の認識に基づくもので、その目的は、使用可能な光信号の強さの範囲が広く、コストが低い受光モジュールを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施の形態の受光モジュールは、第１の光ファイバが接続される第１のコネクタと、前記第１の光ファイバからの光を減衰させてその一部を受光素子に導く第１の減衰器と、第２の光ファイバが接続される第２のコネクタと、前記第２の光ファイバからの光を減衰させてその一部を前記第１の減衰器に導く第２の減衰器と、前記受光素子に接続されたアンプと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施の形態の受光モジュールは、光ファイバが接続されるコネクタと、前記光ファイバからの光を光入力端子に導く入力光路部材と、前記光入力端子と、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、を有し、前記光入力端子に入力された光を、前記第１の光出力端子と、前記第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する光スイッチと、前記第１の光出力端子からの光を減衰させてその一部を受光素子に導く第１の減衰器と、前記第２の出力端子からの光を減衰させてその一部を前記第１の減衰器に導く第２の減衰器と、前記受光素子に接続されたアンプと、前記光ファイバからの前記光の強度を検知し、強度が所定の値未満の時は前記光スイッチの出力を前記第１の光出力端子に切り替え、強度が前記所定の値以上の時は前記光スイッチの出力を前記第２の光出力端子に切り替える制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施の形態の受光モジュールは、光ファイバが接続されるコネクタと、前記光ファイバからの光を光入力端子に導く入力光路部材と、前記光入力端子と、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、を有し、前記光入力端子に入力された光を、前記第１の光出力端子と、前記第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する光スイッチと、前記第１の光出力端子からの光を受光素子に導く第１の光路部材と、前記第２の光出力端子からの光を前記受光素子に導き、前記第１の光路部材よりも光の減衰率が大きい第２の光路部材と、前記光ファイバから入力された光の強度を検知し、強度が所定の値未満の時は前記光スイッチの出力を前記第１の光出力端子に切り替え、強度が前記所定の値以上の時は前記光スイッチの出力を前記第２の光出力端子に切り替える制御装置と、前記受光素子に接続されたアンプと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の実施の形態の受光モジュールは、光ファイバが接続されるコネクタと、前記光ファイバからの光を光入力端子に導く入力光路部材と、前記光入力端子と、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、を有し、前記光入力端子に入力された光を、前記第１の光出力端子と、前記第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する光スイッチと、前記第１の光出力端子からの光を第１の受光素子に導く第１の光路部材と、前記第２の光出力端子からの光を第２の受光素子に導き、前記第１の光路部材よりも光の減衰率が大きい第２の光路部材と、前記コネクタに入力された光の強度を検知し、強度が所定の値未満の時は前記光スイッチの出力を前記第１の光出力端子に切り替え、強度が前記所定の値以上の時は前記光スイッチの出力を前記第２の光出力端子に切り替える制御装置と、前記第１および第２の受光素子に接続されたアンプと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照にしつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の受光モジュールを示す図である。この受光モジュール１では、光信号を入力するための光ファイバが接続されるコネクタとして、第１のコネクタ１１と、第２のコネクタ２１と、の２つのコネクタを有する。第１のコネクタ１１には、第１のファイバ（第１の光路部材）１２が接続されている。この第１のファイバ１２と同軸上には、第１のレンズ１８、第１の減衰器１９、受光素子６０、が設けられている。また、第２のコネクタ２１には、第２のファイバ（第２の光路部材）２２が接続されている。この第２のファイバ２２と同軸上には、第２のレンズ２８、第２の減衰器２９、が設けられている。上記の受光素子６０は、基板５０上に配置される。この基板５０上には、上記の受光素子６０に加え、アンプ７０、接続パターン９４、９８が配置されている。この基板５０上で、受光素子６０は、アンプ７０の入力端子と接続されている。このアンプ７０は、２つの出力端子を有する差動出力型である。この２つの出力端子は、接続パターン９４、９８に接続されている。このアンプ７０が配置された基板５０は、パッケージ９０により覆われている。このパッケージ９０の大きさは、縦数ｃｍ、横数ｃｍである。この、パッケージ９０には、リードピン８１〜８８が設けられている。このうち、第１のリードピン８１、第３のリードピン８３、第７のリードピン８７、は基板５０のグランドに接続される。また、第５のリードピン８５は、受光素子６０の電源に接続される。また、第２のリードピン８２、第６のリードピン８６、はアンプ７０の電源に接続される。また、第４のリードピン８４、第８のリードピン８８、からはアンプ７０の出力電圧が出力される。
【００１６】
図１の受光モジュール１は、光ファイバにより送信モジュールから通常の強さの光信号が送られてくる場合には、その光ファイバを第１のコネクタ１１に接続して使用する。また、光ファイバにより送信モジュールから強い光信号が送られてくる場合には、その光ファイバを第２のコネクタ２１に接続して使用する。ここで、通常の強さの光信号とは、標準的なアンプ７０において、入力電流と、出力電圧と、の関係を線形に保つことができる範囲の強さの光信号である。
【００１７】
上記の２つのコネクタ１１、２１のうち、第１のコネクタ１１を使用した場合、第１のファイバ１２は、入力された光を、第１のレンズ１８を介して、第１の減衰器１９に導く。この第１の減衰器１９は、図中左上と右下を結ぶように、第１のハーフミラー１９ａを有する。この第１のハーフミラー１９ａは、図中左側の第１の面１９ｂと、その裏面である第１の裏面１９ｃと、を有する。この第１のハーフミラー１９ａは、第１のファイバ１２から第１の面１９ｂに入射された光の約半分を、透過光として、受光位置の受光素子６０に向けて透過させる。つまり、第１の減衰器１９は、入力された光を減衰させてその半分を受光素子６０に導く。この受光素子６０は、光を受光して受光電流に変換する。この受光電流は、アンプ７０の入力端子に、入力電流Ｉとして入力される。このアンプ７０は、トランスインピーダンスＲが数百Ωである。このアンプ７０は、２つの出力端子から、出力電圧Ｖ＝ＩＲを、電気の信号として出力する。
【００１８】
また、第２のコネクタ２２を使用した場合、第２のファイバ２２は、入力された光を、第２のレンズ２８を介して、第２の減衰器２９に導く。この第２の減衰器２９は、図中左上と右下を結ぶように、第２のハーフミラー２９ａを有する。この第２のハーフミラー２９ａは、図中左側の第２の面２９ｂと、その裏面である第２の裏面２９ｃと、を有する。この第２のハーフミラー２９ａは、第２のファイバ２２から第２の面２９ｂに入射された光の約半分を、第１の減衰器１９の第１の裏面１９ｃに向けて反射する。つまり、第２の減衰器２９は、入力された光を減衰させてその半分を第１の減衰器１９に導く。この第１の裏面１９ｃは、上記の光の約半分を、反射光として、受光素子６０に向けて透過させる。このように、第２の減衰器２９に入射した光の約１／４が、受光素子６０に導かれる。
【００１９】
次に図２、図３を用いて、第１のコネクタ１１を用いる場合の光の経路と、第２のコネクタ２１を用いる場合の光の経路と、を説明する。
【００２０】
図２は、第１のコネクタ１１を用いる場合の光の経路を説明する図である。第１のコネクタ１１には、光ファイバ２が接続される。この光ファイバ２からは、波長１．３１μｍの赤外光からなる光信号や、波長１．５５μｍの赤外光からなる光信号が入力される。光ファイバ２の長さは数ｋｍ〜数十ｋｍとすることができる。また、光信号の伝送容量は、例えば、１０Ｇビット／秒である。この第１のコネクタ１１には、通常の強さの光信号が入力される。この第１のコネクタ１１に入力された光信号は、第１の光路１０により、受光素子６０に導かれる。すなわち、入力された光信号は、第１のファイバ１２を経て、その半分が第１のハーフミラー１９ａを透過して、受光素子６０に導かれる。なお、第１のハーフミラー１９ａに入射した光の残りの約半分は、図中下側に反射される。
【００２１】
次に、図３は、第２のコネクタ２１を用いる場合の光の経路を説明する図である。第２のコネクタ２１には、光ファイバ３が接続される。この光ファイバ３からは、強度が強い光信号が入力される。この光ファイバ３から入力された光信号は、第２の光路２０により、受光素子６０に導かれる。すなわち、入力された光信号は、第２のファイバ２２を経て、その半分が第２のハーフミラー２９ａに反射され、反射された光の半分が第１のハーフミラー１９ａに反射されて、受光素子６０に導かれる。つまり、第２の光路２０の光の減衰は、第１の光路１９の約２倍大きい。
【００２２】
以上説明した図１の光モジュールでは、第２の光路２０の光の減衰を第１の光路１０の約２倍にしている。これにより、通常の光信号は第１のコネクタ１１から、強い光信号は第２のコネクタ２１から、それぞれ入力を行うことで、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にすることができる。すなわち、アンプ７０において、入力電流と、出力電圧と、の関係を線形に保つことができるのは、入力電流が所定の値未満である場合に限られている。そこで、強い光信号が入力される場合には、減衰が大きい第２の光路２０を用いることで、アンプ７０の線形性を保つことができる。
【００２３】
また、図１の受光モジュール１では、コストが高くなるのを防ぐことができる。すなわち、受光モジュール１では、受光モジュール１全体の価格の約半分以上は、アンプ７０が占めている。また、受光モジュール１全体の価格の約１０〜２０％程度は、受光素子６０が占めている。しかるに、図１の受光モジュール１で増設したのは、第２のファイバ２２、第２のレンズ２８、ハーフミラー１９ａ、２９ａ等であり、これらはいずれも安価である。このため、図１の受光モジュール１では、コストが高くなるのを防ぐことができる。また、第２のファイバ２２、第２のレンズ２８、第２のハーフミラー２９ａは、それぞれ、第１のファイバ１２、第１のレンズ１８、第１のハーフミラー１９ａと同様の汎用品を用いることができる。このため、この観点からも、コストが高くなるのを防ぐことができる。
【００２４】
また、図１の受光モジュール１では、第２のファイバ２２の直径は１ｍｍ程度と細いので、第２のファイバ２２、第２のレンズ２８、第２の減衰器２９を増設しても、モジュールの大きさはほとんど変わらない。
【００２５】
以上のように、図１の受光モジュール１では、使用可能な光信号の強さの範囲が広く、コストが低い受光モジュールを提供することができる。
【００２６】
以上説明した図１の受光モジュール１では、ハーフミラー１９ａ、２９ａの透過率を５０％としたが、これを他の値とすることもできる。なお、ハーフミラーとは、光を指定波長域で透過光と反射光とに分割したい時に使用するミラーであり、透過と反射の比率は自由にコントロールすることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の受光モジュールが第１の実施の形態（図１）と異なるのは、図４に示すように、第２のコネクタ２１に加え、第３のコネクタ３１を設けた点である。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施の形態の受光モジュールを示す図である。第１の実施の形態（図１）と比べて、第３のコネクタ３１、第３のファイバ３２、第３のレンズ３８、第３の減衰器３９、を増設している。第３の減衰器３９は、第３のハーフミラー３９ａを有している。この第３のハーフミラー３９の透過率は、第２のハーフミラー２９ａおよび第１のハーフミラー１９ａと同様に、約５０％である。他の構造は第１の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。第１の実施の形態と同様の部分には、同じ番号を示している。
【００２９】
図４の受光モジュールでは、通常の光信号は第１のコネクタ１１から、強い光信号は第２のコネクタ２１から、さらに強い光信号は第３のコネクタ３１から、それぞれ入力を行うことで、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の４倍にすることができる。
【００３０】
また、図４の受光モジュール１では、高価なアンプ７０および受光素子６０を増設していないので、コストが高くなるのを防ぐことができる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の受光モジュールの特徴の１つは、図５に示すように、コネクタ１１を１つに保ちつつ、光スイッチ１４を設けることで、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にする点である。
【００３２】
図５は、本発明の第３の実施の形態の受光モジュールを示す図である。この受光モジュール１は、光信号を入力するためのファイバが接続されるコネクタ１１を有する。このコネクタ１１には、コネクタ１１に入力された光を光スイッチ１４の光入力端子に導く入力導波路（入力光路部材）１３が接続されている。入力導波路１３は、結晶からなる。この入力導波路１３には、光スイッチ１４が接続されている。この光スイッチ１４は、１個の光入力端子と、２個の光出力端子と、を有する。光入力端子には、上記の入力導波路１３が接続され、この光入力端子から光信号が入力される。この光スイッチ１４は、光信号を、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する。２個の光出力端子のうちの１つである図中下側の第１の光出力端子には、第１の導波路（第１の光路部材）１５が接続されている。また、２個の光出力端子のうちの他の１つである図中上側の第２の光出力端子には、第２の導波路（第２の光路部材）２５が接続されている。他の構成部分は、第１の実施の形態（図１）と同様であり、詳細な説明は省略する。第１の実施の形態と同様の構成部分には、第１の実施の形態と同じ符号を示している。
【００３３】
図５の受光モジュール１では、制御装置（図示しない）が、コネクタ１１に入力される光の強度を検知する。そして、この制御装置は、光信号の強さが所定の値未満の場合には、光スイッチ１４の出力を、第１の導波路１５が接続された第１の光出力端子に切り替える。また、光信号の強さが上記の所定の値以上の場合には、光スイッチ１４の出力を、第２の導波路２５が接続された第２の光出力端子に切り替える。ここで、上記の所定の値とは、第１の光路により光信号が受光素子６０に導かれた場合に、アンプ７０が線形性を維持できなくなる限界の光信号の強さである。
【００３４】
以上説明した図５の光モジュールでは、光スイッチ１４を設け、通常の光信号は第１の導波路１５へ、強い光信号は第２の導波路２５へ、切り替えて伝達するようにしたので、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にすることができる。
【００３５】
また、図５の受光モジュール１では、高価なアンプ７０および受光素子６０を増設していないので、コストが高くなるのを防ぐことができる。
【００３６】
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態の受光モジュールを示す図である。図６の受光モジュール１には、第３の実施の形態と同様に、コネクタ１１、入力導波路１３、光スイッチ１４、が設けられている。光スイッチ１４の２つの出力には、第１の導波路１５と、第２の導波路２５と、が接続されている。第２の導波路２５は、第１の導波路１５に比べて距離が長く、第１の導波路１５に比べて光の減衰が２倍になっている。第１の導波路１５と、第２の導波路２５とは光スイッチ１４と連動する第２の光スイッチ１６に接続されている。第２の光スイッチ１６は、第３の導波路１７に接続されている。そして、第３の導波路１７と同軸上に、受光素子６０が設けられる。この受光素子６０は、アンプ７０に接続されている。このアンプ７０は、光出力端子が１つの単層出力である。
【００３７】
以上説明した図６の光モジュールでは、第２の導波路２５の光の減衰を第１の導波路１５の２倍にし、通常の光信号は第１の導波路１５へ、強い光信号は第２の導波路２５へ、切り替えて伝達するようにしたので、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にすることができる。
【００３８】
また、図６の受光モジュール１では、高価なアンプ７０および受光素子６０を増設していないので、コストが高くなるのを防ぐことができる。
【００３９】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の受光モジュールが第４の実施の形態（図６）と異なるのは、図７に示すように、第２の光スイッチ１６および第３の導波路１７を設けずに、代わりに、受光素子６１、６２を２つ設けた点である。２つの受光素子６１、６２は、同種類のものを用いている。また、２つの受光素子６１、６２は同一のアンプ７０に接続されている。
【００４０】
図７の受光モジュール１では、第１の光スイッチ１４により、通常の光信号は第１の導波路１５へ、強い光信号は第２の導波路２５へ、切り替えて伝達するようにしたので、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にすることができる。
【００４１】
この図７の受光モジュール１は、安価な受光素子６１、６２を用いる場合には、コストの上昇を抑えることができ、有効である。
【００４２】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の受光モジュール１が第１の実施の形態（図１）と異なる点は、図８、図９に示すように、アンプ７１として、第１の増幅器７４と、第２の増幅器７５と、の２つの増幅器を有するものを用いた点である。この図８、図９の受光モジュール１は、コストはやや高くなるが、光学系が複雑になりすぎるのを防止しつつ、使用可能な光信号の強さの範囲を広くすることができる。
【００４３】
図８は本発明の第６の実施の形態の受光モジュールを示す図である。アンプ７１以外の構成は、第１の実施の形態（図１）と同様である。第１の実施の形態と同一の構成部分には、同じ番号を示している。
【００４４】
図９は、上記のアンプ７１、および受光素子６０の回路構成を示す図である。アンプ７１は、受光素子６０の受光電流が入力される入力端子７２と、この光入力端子７２から入力された受光電流をその強さに応じて２つの増幅器７４、７５のいずれか１つに切り替えて伝達するスイッチＳＷ１、２つの増幅器のうちの１つである第１の増幅器７４と、２つの増幅器のうちの他の１つであり第１の増幅器７４よりも小さな増幅率を有する第２の増幅器７５と、増幅器７４、７５からの出力電圧を出力する出力端子７３と、を有する。ここで、第１の増幅器７４の特性は、図１に示す標準的なアンプ７０と同じである。また、第２の増幅器７５は、第１の増幅器７４に比べ、トランスインピーダンスが半分で、増幅率が半分になっている。
【００４５】
上記のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、受光素子６０からの受光電流が所定の値未満の場合には、端子１を選択し、この受光電流を第１の増幅器７４に伝達する。また、上記の受光電流が所定の値以上の場合には、端子０を選択し、この受光電流を第２の増幅器７５に伝達する。つまり、上記のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、通常の光信号による受光電流は第１の増幅器７４へ、強い光信号による受光電流は第２の増幅器７５へ、切り替えて伝達する。
【００４６】
図８、図９の受信モジュールでは、光ファイバにより送信モジュールから通常の強さの光信号が送られてくる場合には、その光ファイバを第１のコネクタ１１に接続し、受光素子６０からの受光電流を第１の増幅器７４に伝達して、使用する。また、光ファイバにより送信モジュールから強い光信号が送られてくる場合には、その光ファイバを第２のコネクタ２１に接続し、受光素子６０からの受光電流を第１の増幅器７４に伝達して、使用する。また、光ファイバを第２のコネクタ２１に接続して使用中、さらに光信号の強度が強くなった場合は、受光素子６０からの受光電流を第２の増幅器７５に切り換えて伝達して、使用する。
【００４７】
以上説明した、図８、図９の受信モジュールでは、第２のコネクタ２１、第２のファイバ２２、第２のレンズ２８、第２の減衰器２９、を増設したので、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にすることができる。また、アンプ７１において、２つの増幅器７４、７５を設けたので、使用可能な光信号の強さの範囲をさらに２倍にすることができる。このため、図８、図９の受信モジュールでは、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の４倍にすることができる。
【００４８】
また、図８、図９の受信モジュールでは、第３のコネクタ３１も増設した図４の受信モジュールに比べ、光学系を簡単にすることができる。このため、検出精度を高くし、寿命を長くすることができる。
【００４９】
また、第１または第２のコネクタに接続して使用中に光信号の強度が変わっても使用を中止してコネクタを接続し直すことなく継続して使用できる。
【００５０】
ただし、図８、図９の受信モジュールは、第２の増幅器７５を増設したので、コストが高くなる。このため、図８、図９の受信モジュールは、コストよりも、使用可能な光信号の強さの範囲、検出精度、寿命が重視される場合に、有効である。
【００５１】
以上説明した図８、図９の受信モジュールでは、図１のモジュールにおいてアンプ７０の増幅器を増設した場合について説明した。しかし、図４〜図７のモジュールにおいてアンプ７０の増幅器を増設しても、同様の作用効果が得られる。
【００５２】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態の受光モジュールは、第６の実施の形態の受光モジュール（図８、図９）に比べ、さらに増幅器を増設したモジュールである。アンプ７１以外の構造は、第６の実施の形態（図８）と同様である。以下では、このアンプ７１について説明する。
【００５３】
図１０は、本発明の第７の実施の形態の受光モジュールのアンプ７１および受光素子６０の回路構成を示す図である。アンプ７１は、受光素子６０の受光電流が入力される入力端子７２と、出力電圧を出力する出力端子７３と、を有する。このアンプは、４つの増幅器７４〜７７を有している。ここで、第１の増幅器７４の特性は、図１に示す標準的なアンプ７０と同じである。また、第２の増幅器７５は、第１の増幅器７４に比べ、トランスインピーダンスが半分になっている。また、第３の増幅器７６は、第２の増幅器７５に比べ、トランスインピーダンスが半分になっている。また、第４の増幅器７７は、第３の増幅器７６に比べ、トランスインピーダンスが半分になっている。
【００５４】
図１０の受光モジュールでは、通常の光信号である信号レベル１の信号が受光素子６０に入力された場合は、図１１に示すスイッチＳＷの切り替えにより、受光素子６０からの受光電流を、第１の増幅器７４により増幅する。また、この信号レベル１の信号よりも強度が強い信号レベル２の信号が入力された場合は、受光素子６０からの受光電流を、第２の増幅器７５により増幅する。また、この信号レベル２の信号よりも強度が強い信号レベル３の信号が入力された場合は、受光素子６０からの受光電流を、第３の増幅器７６により増幅する。さらに、この信号レベル３の信号よりも強度が強い信号レベル４の信号が入力された場合は、受光素子６０からの受光電流を、第４の増幅器７７により増幅する。
【００５５】
以上説明した、図１０の受信モジュールでは、図８から分かるように、第２のコネクタ２１、第２のファイバ２２、第２のレンズ２８、第２の減衰器２９、を増設したので、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の２倍にすることができる。また、アンプ７１において、４つの増幅器７４〜７７を設けたので、使用可能な光信号の強さの範囲をさらに８倍にすることができる。このため、図８、図９の受信モジュールでは、使用可能な光信号の強さの範囲を従来の１６倍にすることができる。
【００５６】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態の受光モジュールは、図１２に示すように、アンプ７１の増幅器をさらに増やしたモジュールである。基本的な構造や作用効果は、第６および第７の実施の形態（図８〜図１１）と同様である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、光受信モジュールにおいて、入力された光信号の強さが所定の値未満の場合にはこの光信号を第１の光路で受光素子に導き、光信号の強さが所定の値以上の場合にはこの光信号を上記の第１の光路よりも光信号の減衰が大きい第２の光路で上記受光素子に導くようにしたので、使用可能な光信号の強さの範囲が広く、コストが低い受光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の受光モジュールを示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の受光モジュールにおいて、第１のコネクタ１１を用いる場合の、光の経路を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の受光モジュールにおいて、第２のコネクタ２１を用いる場合の、光の経路を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の受光モジュールを示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態の受光モジュールを示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の受光モジュールを示す図。
【図７】本発明の第５の実施の形態の受光モジュールを示す図。
【図８】本発明の第６の実施の形態の受光モジュールを示す図。
【図９】本発明の第７の実施の形態の受光モジュールのアンプ７１および受光素子６０の回路構成を示す図。
【図１０】本発明の第８の実施の形態の受光モジュールのアンプ７１および受光素子６０の回路構成を示す図。
【図１１】本発明の第８の実施の形態の受光モジュールのＳＷの切り替えを示す図。
【図１２】本発明の第９の実施の形態の受光モジュールのアンプ７１および受光素子６０の回路構成を示す図。
【図１３】従来の受光モジュールのアンプ７１および受光素子６０の回路構成を示す図。
【符号の説明】
１受光モジュール
１１第１のコネクタ
１２第１のファイバ
１３入力導波路
１４光スイッチ
１５第１の導波路
１９第１の減衰器
１９ａ第１のハーフミラー
１９ｂ第１の面
１９ｃ第１の裏面
２１第２のコネクタ
２２第２のファイバ
２５第２の導波路
２９第２の減衰器
２９ａ第２のハーフミラー
２９ｂ第２の面
２９ｃ第２の裏面
６０受光素子
７０アンプ
７１アンプ
７２入力端子
７３出力端子
７４第１の増幅器
７５第２の増幅器
ＳＷ１第１のスイッチ
ＳＷ２第２のスイッチ

Claims

第１の光ファイバが接続される第１のコネクタと、
前記第１の光ファイバからの光を減衰させてその一部を受光素子に導く第１の減衰器と、
第２の光ファイバが接続される第２のコネクタと、
前記第２の光ファイバからの光を減衰させてその一部を前記第１の減衰器に導く第２の減衰器と、
前記受光素子に接続されたアンプと、
を備えることを特徴とする受光モジュール。
光ファイバが接続されるコネクタと、
前記光ファイバからの光を光入力端子に導く入力光路部材と、
前記光入力端子と、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、を有し、前記光入力端子に入力された光を、前記第１の光出力端子と、前記第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する光スイッチと、
前記第１の光出力端子からの光を減衰させてその一部を受光素子に導く第１の減衰器と、
前記第２の出力端子からの光を減衰させてその一部を前記第１の減衰器に導く第２の減衰器と、
前記受光素子に接続されたアンプと、
前記光ファイバからの前記光の強度を検知し、強度が所定の値未満の時は前記光スイッチの出力を前記第１の光出力端子に切り替え、強度が前記所定の値以上の時は前記光スイッチの出力を前記第２の光出力端子に切り替える制御装置と、
を備えることを特徴とする受光モジュール。
前記第１の減衰器が第１のハーフミラーを有し、前記第２の減衰器が第２のハーフミラーを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の受光モジュール。
前記第１の光出力端子からの光は、その一部が前記第１のハーフミラーを透過して、前記受光素子に導かれ、
前記第２の光出力端子からの光は、その一部が前記第２のハーフミラーに反射され、反射された光の一部が前記第１のハーフミラーに反射されて、前記受光素子に導かれる、
ことを特徴とする請求項３記載の受光モジュール。
光ファイバが接続されるコネクタと、
前記光ファイバからの光を光入力端子に導く入力光路部材と、
前記光入力端子と、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、を有し、前記光入力端子に入力された光を、前記第１の光出力端子と、前記第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する光スイッチと、
前記第１の光出力端子からの光を受光素子に導く第１の光路部材と、
前記第２の光出力端子からの光を前記受光素子に導き、前記第１の光路部材よりも光の減衰率が大きい第２の光路部材と、
前記光ファイバから入力された光の強度を検知し、強度が所定の値未満の時は前記光スイッチの出力を前記第１の光出力端子に切り替え、強度が前記所定の値以上の時は前記光スイッチの出力を前記第２の光出力端子に切り替える制御装置と、
前記受光素子に接続されたアンプと、
を備えることを特徴とする受光モジュール。
光ファイバが接続されるコネクタと、
前記光ファイバからの光を光入力端子に導く入力光路部材と、
前記光入力端子と、第１の光出力端子と、第２の光出力端子と、を有し、前記光入力端子に入力された光を、前記第１の光出力端子と、前記第２の光出力端子と、に切り替えて伝達する光スイッチと、
前記第１の光出力端子からの光を第１の受光素子に導く第１の光路部材と、
前記第２の光出力端子からの光を第２の受光素子に導き、前記第１の光路部材よりも光の減衰率が大きい第２の光路部材と、
前記コネクタに入力された光の強度を検知し、強度が所定の値未満の時は前記光スイッチの出力を前記第１の光出力端子に切り替え、強度が前記所定の値以上の時は前記光スイッチの出力を前記第２の光出力端子に切り替える制御装置と、
前記第１および第２の受光素子に接続されたアンプと、
を備えることを特徴とする受光モジュール。
前記アンプが、
前記受光素子の前記受光電流が入力される入力端子と、
前記入力端子から入力された前記受光電流を、その強さに応じて複数の増幅器のいずれか１つに切り替えて伝達するスイッチと、
複数の前記増幅器のうちの１つである第１の増幅器と、
複数の前記増幅器のうちの他の１つであり前記第１の増幅器よりも小さな増幅率を有する第２の増幅器と、
前記増幅器からの出力電圧を出力する出力端子と、
を有し、
前記スイッチが、前記受光電流が所定の値未満の場合には前記受光電流を前記第１の増幅器に伝達し、前記出力が所定の値以上の場合には前記受光電流を前記第２の増幅器に伝達するものとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の受光モジュール。