JP2005315992A

JP2005315992A - 光トランシーバ構造

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Publication number: JP2005315992A
Application number: JP2004131583A
Authority: JP
Inventors: Shozo Odera; 昭三大寺
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】製造が容易で、設計変更に対する迅速な対応を可能にする。
【解決手段】複数の光ユニット２を光学的に直列に接続する。各光ユニット２は光−電気変換部３を１つずつ有し、各光−電気変換部３は、それぞれ、互いに異なる波長の光信号と電気信号の変換動作を行う。各光ユニット２は、光−電気変換部３に加えて、光−電気変換部３を収容するユニットケース４と、ユニットケース４に設けられている対を成す光信号入出力部５（５Ａ，５Ｂ）と、予め割り当てられた波長の光信号を反射する光学フィルタ６と、集光レンズ７とを有する。各光ユニット２は、それぞれ、入射してきた波長多重光から割り当てられた波長の光信号を分波させ当該光信号を光−電気変換部３で電気信号に変換する光受信機能と、外部から供給された電気信号を光−電気変換部３で光信号に変換して発光出力する光送信機能とのうちの予め定められた一方の機能だけを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、波長多重光の受信と送信の少なくとも一方を行うことができる光トランシーバ構造に関するものである。

図４には２波長多重光用の光トランシーバモジュールの一例が模式的な断面図により示されている（例えば特許文献１参照）。この光トランシーバモジュール３０は、モジュールケース３１と、このモジュールケース３１のケース壁を貫通してモジュールケース３１の外側から内側に引き込まれている光ファイバ３２と、モジュールケース３１のケース壁に形成された貫通孔に嵌め込まれている受光素子部３３および発光素子部３４と、モジュールケース３１の内部に配置されているコリメート用レンズ３５および波長合分波フィルタ３６とを有して構成されている。

コリメート用レンズ３５は、光ファイバ３２からモジュールケース３１内に放射された光を平行な光に変換する機能を備えたレンズである。波長合分波フィルタ３６は、光ファイバ３２からモジュールケース３１内に放射された予め定められた波長（ここでは波長λaとする）の光信号を受光素子部３３に向けて反射するものである。

受光素子部３３は、筐体３７と、この筐体３７内に内蔵されているフォトダイオード（ＰＤ（図示せず））と、波長合分波フィルタ３６側から伝送されてきた波長λaの光信号を集光させてＰＤに導く集光レンズ３８とを有して構成されている。また、発光素子部３４は、筐体４０と、当該筐体４０内に内蔵され前記波長λaとは異なる予め定められた波長（ここでは、波長λbとする）の光を発光出力するレーザダイオード（ＬＤ（図示せず））と、ＬＤから放射された光を平行光にしてモジュールケース３１内に出射するレンズ４１とを有して構成されている。なお、受光素子部３３には、ＰＤから出力される電気信号を増幅する増幅器が内蔵されている場合がある。また、発光素子部３４には、ＬＤから放射される光（レーザ光）をモニタするためのフォトダイオード（モニタ用ＰＤ）が内蔵されている場合がある。

このような光トランシーバモジュール３０では、例えば、光ファイバ３２からモジュールケース３１内に波長λaの光信号が放射されると、その光信号はコリメート用レンズ３５を通り波長合分波フィルタ３６で反射されて受光素子部３３に導かれ、さらに、受光素子部３３の集光レンズ３８で集光されてＰＤに至る。そして、ＰＤの光−電気変換動作によって、波長λaの光信号に応じた電気信号がＰＤから出力される。この電気信号は、ＰＤから直接又は増幅器を通して受光素子部３３に設けられている端子４２を介して外部の電気回路に伝達することができる。

また、例えば外部の電気回路から発光素子部３４に設けられている端子４３を介して発光素子部３４のＬＤに電気信号が供給されたときには、ＬＤの電気−光変換動作により、その供給された電気信号に応じた波長λbの光信号がＬＤから発光出力される。この波長λbの光信号は、発光素子部３４のレンズ４１を通ってモジュールケース３１内に出射され、当該出射光は波長合分波フィルタ３６を透過しレンズ３５により集光されて光ファイバ３２に入射する。そして、波長λbの光信号は、光ファイバ３２により伝送されていく。

すなわち、この光トランシーバモジュール３０においては、受光素子部３３が、光信号を受信し当該光信号を電気信号に変換する光受信機能を行い、発光素子部３４が、電気信号を光信号に変換して発光出力する光送信機能を行う構成であり、光信号の送信と受信の両方を行うことができるものである。

図５には３波長以上の波長多重光の光トランシーバモジュールの一例が模式的な断面図により示されている（例えば特許文献２参照）。この光トランシーバモジュール４５は、電気信号を光信号に変換し当該光信号を発光出力する光送信機能と、受光した光信号を電気信号に変換する光受信機能とのうちの予め選択された一方の機能を備えた３つ以上の光モジュール４６と、送受信ユニット４７とを有し、これら光モジュール４６と送受信ユニット４７が共通のケーシング４８に設けられている構成を備えている。なお、図５中の符号４９（４９ａ〜４９ｄ）は、予め定められた波長の光信号を反射しそれ以外の波長光は透過するフィルタを示す。符号５０は、光ファイバが挿通されているフェルールを示している。

特開２００３−１６７１７０号公報特表２００３−５２４７８９号公報

図４の構成では、光ファイバ３２と、受光素子部３３との間の光信号の経路はモジュールケース３１内の空間部に形成されることから、光ファイバ３２から放射され光合分波フィルタ３６で反射された光を受光素子部３３が高い光結合効率でもって受光することができるように、光ファイバ３２に対する受光素子部３３の配設位置の調整が必須である。また同様に、光ファイバ３２と、発光素子部３４との間の光結合も空間結合タイプであることから、光ファイバ３２に対する発光素子部３４の配設位置の調整は必須である。

例えば、受光素子部３３と発光素子部３４の位置調整は次に示すようにして行われる。例えば、受光素子部３３および発光素子部３４は、モジュールケース３１の貫通孔に僅かに動くことができる状態で嵌め込まれる。受光素子部３３の位置調整を行う際には、光ファイバ３２から光を放射し、モジュールケース３１の貫通孔に嵌め込まれている受光素子部３３の位置をずらしながら、受光素子部３３での受光状態をモニタして、受光素子部３３が最も良好に光ファイバ３２の光を受光できる受光素子部３３の配設位置を調べる。この位置調整により得られた適切な位置に受光素子部３３を固定すべく、受光素子部３３はモジュールケース３１に例えば溶接固定される。

また、発光素子部３４の位置調整を行う際には、例えば、モジュールケース３１の貫通孔に嵌め込まれている発光素子部３４に発光動作を行わせ、その発光素子部３４の位置をずらしながら、発光素子部３４から光ファイバ３２に入射する光量をモニタして、光ファイバ３２に最も良好に光を入射させることができる発光素子部３４の配設位置を調べる。この位置調整により得られた適切な位置に発光素子部３４を固定すべく、発光素子部３４はモジュールケース３１に例えば溶接固定される。

このような受光素子部３３と発光素子部３４の位置調整を同時に行うことは非常に難しい。このため、受光素子部３３の位置調整と、発光素子部３４の位置調整とを別々に行うこととなり、受光素子部３３および発光素子部３４の位置調整に多くの時間を要するという問題が生じる。また、受光素子部３３の位置調整と、発光素子部３４の位置調整とを別々に行うことにより次に示すような問題も生じる。

例えば、受光素子部３３の位置調整を行って当該受光素子部３３をモジュールケース３１に溶接固定した後、発光素子部３４の配設位置の調整を行って当該発光素子部３４をモジュールケース３１に溶接固定することとする。この場合、発光素子部３４とモジュールケース３１の溶接に起因してモジュールケース３１が僅かに変形するために、先に位置調整を行った受光素子部３３の配設位置がずれて、光ファイバ３２と受光素子部３３との光結合効率が悪化してしまう虞があった。このような問題のために、図４に示されるような単純な構造であっても、受光素子部３３と発光素子部３４を両方共に、光結合効率良く光ファイバ３２に光結合させることは難しかった。例えば波長多重光の波長数の増加に対応するため等の理由により光トランシーバモジュールの構造が複雑化すると、ますます、光ファイバと、受光素子部や発光素子部とを効率良く光結合させることが難しくなり、光トランシーバモジュールの歩留まりが悪化するという問題が生じる。

また、図５に示される構成も、図４に示される構成と同様に、各光モジュール４６および送受信ユニット４７と、フェルール５０の光ファイバとの光結合は空間結合タイプであることから、光ファイバに対する各光モジュール４６および送受信ユニット４７の配設位置の調整は必須である。図５に示される構成では、光モジュール４６の配設数が図４の構成よりも増えるために、各光モジュール４６や送受信ユニット４７の位置調整に要する時間がより増加する。また、複数のフィルタが設けられ各フィルタにより光路が僅かずつずれてしまう等の原因のために各光モジュール４６や送受信ユニット４７の位置調整がより一層難しくなる。このため、各光モジュール４６および送受信ユニット４７と、光ファイバとの光結合効率の向上は非常に難しく、また、歩留まりはより一層悪くなるものであった。

さらに、図５に示される構成では、送信あるいは受信する波長光の数が変更になったときには、その変更に応じて、光モジュール４６の組み合わせやその配設数の変更およびケーシング４８の変更等を行うことにより、設計変更に対応することができる。しかしながら、例えばケーシング４８の設計等に手間と時間が掛かるので、設計変更に対して迅速に対応することができない。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、製造が容易で、しかも、波長光の数の変更にも迅速に対応することができる光トランシーバ構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、光信号と電気信号の変換を行う光―電気変換部が内蔵されている複数の光ユニットを有し、これら各光ユニットの光―電気変換部は、それぞれ、互いに異なる予め定められた波長の光信号と電気信号の変換動作を行う構成と成し、全ての光ユニットは光学的に直列に接続されている構成を備えた波長多重光用の光トランシーバ構造であって、各光ユニットは、それぞれ、割り当てられた波長の光―電気変換部を収容するユニットケースと、このユニットケースの対向し合うケース壁にそれぞれ配設される対を成す光信号入出力部と、ユニットケース内においての対を成す光信号入出力部間の基幹光信号伝送経路上に介設され割り当てられた波長の光信号を反射して基幹光信号伝送経路と光―電気変換部との間に光信号経路を形成しそれ以外の波長光は透過する光学フィルタと、対を成す光信号入出力部のうちの一方側からユニットケース内に出射された光信号を集光させて他方側の光信号入出力部に入射させる集光レンズとを有し、各光ユニットは、それぞれ、光信号入出力部を通して入射してきた波長多重光から割り当てられた波長の光信号を分波させ当該光信号を光―電気変換部で電気信号に変換する光受信機能と、外部から供給された電気信号を光―電気変換部において割り当てられた波長の光信号に変換して発光出力する光送信機能とのうちの予め選択された一方側の機能を行う構成と成しており、複数の光ユニットの光信号入出力部間の光結合により、波長多重光の送信と受信の少なくとも一方を可能にした構成であることを特徴としている。

この発明の光トランシーバ構造によれば、互いに異なる波長の光信号に対応した複数の単波長対応型の光ユニットを組み合わせていくことにより、波長多重光に対応できる構成とした。接続し合う光ユニットの光信号入出力部間を空間部を介さずに直接的に光結合させる構成とすることにより、光ユニットを接続相手の別の光ユニットに接続する際に、それら光ユニット間の光結合は空間結合タイプではないので、空間結合タイプの場合に見られるような面倒な位置調整作業が不要であり、光ユニット同士を簡単に組み合わせることができる。これにより、光トランシーバ構造を容易に構築することができる。

また、この発明の構成では、光通信に使用する波長多重光に関する設計変更が生じた場合に、光ユニットの組み合わせを変更するだけで設計変更に応じた光トランシーバ構造を得ることができるので、設計変更に対して簡単かつ迅速に対応することができる。

さらに、この発明の構成では、各光ユニットにおいては、それぞれ、光信号入出力部と、光−電気変換部との光結合は空間結合タイプであるが、各光ユニットが内蔵する光−電気変換部の数はただ１つであることから、光信号入出力部に対して、そのただ１つの光−電気変換部が空間部を介して効率良く光結合できるように、光−電気変換部の配設位置の調整を行い当該調整により得られた適切な位置に光−電気変換部を固定することは容易である。このため、光ユニットの歩留まりを向上させることができる。また、各光ユニットにおける光信号入出力部と光−電気変換部との光結合効率の向上を容易に図ることができることから、各光ユニットでの光損失を小さく抑制することができる。

さらに、各光ユニットが内蔵する光−電気変換部の数はただ１つであることから、各光ユニットの小型化を図ることができる。光ユニットの小型化により、各光ユニットをそれぞれ回路基板に直接的に搭載することが容易となり、基板上の配線の自由度が増し、最短距離で回路基板の回路に配線することが可能となる。配線長が長いと、外部からの悪影響を受けて電気信号にノイズが乗り易いという問題が生じる。これに対して、光ユニットを直接的に回路基板に搭載して配線長を短くできる構成とすることにより、電気信号に乗るノイズを低減することができる。また、光ユニットを回路基板に直接的に搭載する構成によって、本発明の光トランシーバ構造およびそれに電気的に接続する回路基板を備えた装置の小型化を促進させることができる。また、そのような装置の製造工程の簡略化を図ることができる。

光ユニットのユニットケースの対向し合うケース壁の一方側には、光信号入出力部の配設位置に筒状のスリーブが貫通形成され、このスリーブには、光信号入出力部として機能するフェルールがユニットケース内側からスリーブの途中位置まで挿入された態様でもって設けられており、接続相手の光ユニットの光信号入出力部であるフェルールがそのスリーブ内に挿入されることで、接続し合う光ユニットのフェルールの接続端面同士が互いに当接し両フェルールに挿通されている光ファイバ同士が光学的に接続される構成を備えることによって、光ユニット同士の接続が非常に容易となり、光トランシーバ構造の組み立て作業に要する時間の短縮を図ることができる。

以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）には第１実施形態例の光トランシーバ構造が模式的な断面図により示されている。この第１実施形態例の光トランシーバ構造１は波長多重光の受信部として機能するものであり、光学的に直列に接続されている２つの光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）を有して構成されている。図１（ｂ）には、それら光ユニット２Ａ，２Ｂの接続を解消した状態が模式的に示されている。

この第１実施形態例では、各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）は、それぞれ、光受信機能を行うものであり、これら各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）は、それぞれ、光信号と電気信号の変換を行う光−電気変換部３と、この光−電気変換部３を収容するユニットケース４と、このユニットケース４の互いに対向し合うケース壁４ａ，４ｂにそれぞれ配設された対を成す光信号入出力部５（５Ａ，５Ｂ）と、ユニットケース４の内部空間部に配設されている光学フィルタ６および集光レンズ７とを有して構成されている。

この第１実施形態例では、光−電気変換部３は受光モジュールと成しており、当該光−電気変換部３は、光信号を電気信号に変換する受光素子（例えばフォトダイオード（ＰＤ）（図示せず））がケース（例えばＣＡＮケース）８の内部に収容配置されている構成を有している。この光−電気変換部３のケース８の底壁には、内部の受光素子で発生した電気信号を外部に導くための端子９が突出形成され、また、ケース８の頂壁には、光−電気変換部３に向けて伝送されてきた光信号を集光してケース８の内部の受光素子に導くレンズ１０が設けられている。

光−電気変換部３は、ユニットケース４の底壁部に形成された貫通孔に、レンズ１０の形成側をケース内側に向けて嵌め込まれ、光−電気変換部３の端子９はユニットケース４よりも外側に突き出し配置されている。この光−電気変換部３は、後述する光学フィルタ６を利用して、光信号入出力部５（５Ａ）と光結合するものである。当該光−電気変換部３と光信号入出力部５Ａの光結合は空間結合タイプであることから、光信号入出力部５Ａに対して光−電気変換部３が光結合効率良く光結合できるように光−電気変換部３の位置調整が行われた後に光−電気変換部３のケース８がユニットケース４に例えば溶接固定されている。

対を成す光信号入出力部５Ａ，５Ｂは、ユニットケース４の対向するケース壁４ａ，４ｂに互いに対向させて設けられており、これら光信号入出力部５Ａ，５Ｂは、それぞれ、光ファイバ１２が挿通されているフェルール１３により構成されている。この第１実施形態例では、ユニットケース４の対向し合うケース壁４ａ，４ｂのうちの一方側（図１の例ではケース壁４ｂ）には、光信号入出力部５（フェルール１３）の配設位置に、筒状のスリーブ１４が一端側を外側に突き出した態様でもって貫通形成されている。このスリーブ１４には、フェルール１３が、ユニットケース４の内側から当該スリーブ１４の途中位置まで挿入された態様でもって配設されている。

また、他方側のケース壁４ａには、光信号入出力部５（フェルール１３）の配設位置に、スリーブ１４が嵌まる嵌合部１５が形成されており、この嵌合部１５内に、フェルール１３がユニットケース４の内側から外側に貫通させて配設されている。

この第１実施形態例では、例えば、光ユニット２Ａのスリーブ１４を、接続相手の光ユニット２Ｂの嵌合部１５に嵌め込むことにより、その光ユニット２Ｂの嵌合部１５内に配置されているフェルール１３が、光ユニット２Ａの外側から当該光ユニット２Ａのスリーブ１４内に挿入される。これにより、光ユニット２Ａ側のフェルール１３と、光ユニット２Ｂ側のフェルール１３との接続端面同士が互いに当接し合い光ファイバ１２が光接続する構成と成している。すなわち、この第１実施形態例では、接続し合う光ユニット２のうちの一方側のスリーブ１４を他方側の光ユニット２の嵌合部１５に嵌め込むだけで、光ユニット２の接続を簡単に行うことができる。また、この第１実施形態例では、ユニットケース４のケース壁４ｂに配設されているフェルール１３の接続端面は、スリーブ１４の外側端よりも内側に引っ込んだ位置に配置されているので、フェルール１３の接続端面に汚れが付着し難い構造となっている。

光学フィルタ６は、対を成す光信号入出力部５Ａ，５Ｂ間に形成される基幹光信号伝送経路１７に介設され、予め定められた波長の光信号を反射して基幹光信号伝送経路１７と光−電気変換部３との間に光信号経路１８を形成し、それ以外の波長光は透過するものである。この第１実施形態例では、各光ユニット２の光学フィルタ６は、それぞれ、互いに異なる波長の光信号を反射する構成となっている。ここでは、光ユニット２Ａの光学フィルタ６が反射する光信号の波長をλ１とし、光ユニット２Ｂの光学フィルタ６が反射する光信号の波長を、λ１とは異なるλ２とする。

集光レンズ７は、対を成す光信号入出力部５Ａ，５Ｂのうちの一方側の光信号入出力部５からユニットケース４の内部空間部に出射された光信号を他方側の光信号入出力部５に集光して入射させるためのものである。集光レンズとして機能することができるレンズには様々な種類があり、例えば、ユニットケース４の大きさや、ユニットケース４内におけるレンズの配設構造等の様々な点を考慮して、何れの種類のレンズをも集光レンズ７として利用してもよいが、ここでその一例を挙げると、集光レンズ７として、例えば球レンズを利用することができる。

この第１実施形態例の光トランシーバ構造１は上記のように構成されている。この光トランシーバ構造１の各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）は、例えば、図１（ａ）の点線に示されるように回路基板２０に直接的に搭載される。つまり、回路基板２０には、予め定められた光ユニット配置部分に、端子挿通用の孔部が設けられており、その端子挿通用の孔部に各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）の対応する端子９が挿通され、例えば、端子９が回路基板２０にはんだ接続される。このはんだ接続により、各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）が回路基板２０に固定されると共に、回路基板２０に形成されている電気回路に各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ）を電気的に接続させることができる。

この第１実施形態例の光トランシーバ構造１の構成では、光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ａが光ファイバを介して光信号処理回路（図示せず）に接続され、光ユニット２Ｂの光信号入出力部５Ｂは光信号の終端器（図示せず）に接続される。例えば、光信号処理回路から、少なくとも波長λ１，λ２の波長光を含む波長多重光が伝送されてきて、当該波長多重光が光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ａからユニットケース４の内部空間部に出射されると、当該波長多重光のうち、波長λ１の光信号は光学フィルタ６で反射されて分波され光−電気変換部３に至る。そして、その波長λ１の光信号が光−電気変換部３の受光素子（例えばＰＤ）で受光され、受光素子の光−電気変換動作により、波長λ１の光信号に応じた電気信号が受光素子から出力される。その電気信号は端子９を介して光ユニット２Ａから例えば回路基板２０の電気回路に伝達される。

また、波長λ１以外の波長光は光ユニット２Ａの光学フィルタ６を透過し集光レンズ７により集光されて光信号入出力部５Ｂのフェルール１３内の光ファイバ１２に入射する。この光ファイバ１２内に入射した波長光は、当該光ファイバ１２内を伝搬し、さらに、光ユニット２Ｂの光信号入出力部５Ａを構成するフェルール１３の光ファイバ１２に入り込む。そして、当該光ファイバ１２から光ユニット２Ｂのユニットケース４の内部空間部に出射される。この出射光のうち、波長λ２の光信号は光学フィルタ６で反射されて分波され、光−電気変換部３に至る。そして、この波長λ２の光信号は光−電気変換部３の受光素子で受光され、受光素子の光−電気変換動作により、波長λ２の光信号に応じた電気信号が受光素子から出力される。その電気信号は端子９を介して光ユニット２Ｂから例えば回路基板２０の電気回路に出力される。なお、光ユニット２Ｂの光学フィルタ６を透過した光は、集光レンズ７を介して光信号入出力部５Ｂに入射し、当該光信号入出力部５Ｂから終端器に出力される。

以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明では、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２実施形態例の光トランシーバ構造１は、波長多重光の送受信部として機能することができるものであり、例えば、図２に示されるように、光学的に直列に接続されている３つの光ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）を有して構成されている。

光ユニット２Ａ，２Ｂは、第１実施形態例に示した光ユニット２Ａ，２Ｂと同様な構成を持ち、光受信機能を行うものである。光ユニット２Ｃは、光ユニット２Ａ，２Ｂとほぼ同様な構成となっているが、光ユニット２Ａ，２Ｂの光−電気変換部３（３Ｐ）は受光モジュールにより構成されているのに対して、光ユニット２Ｃを構成する光−電気変換部３（３Ｌ）は発光モジュールにより構成されていて、光送信機能を行うものである。この第２実施形態例では、その光ユニット２Ｃの光−電気変換部３（３Ｌ）の外観形状や寸法は、光ユニット２Ａ，２Ｂの光−電気変換部３（３Ｐ）とほぼ同様であるが、光−電気変換部３（３Ｌ）においては、光−電気変換部３（３Ｐ）の受光素子に代えて、発光素子（例えばレーザダイオード（ＬＤ）（図示せず））が内蔵されている。

また、光ユニット２Ｃの光学フィルタ６は、光ユニット２Ａ，２Ｂの光学フィルタ６が反射する波長λ１，λ２以外の予め定められた波長λ３の波長光を反射する構成と成している。

この第２実施形態例では、光トランシーバ構造１の上記以外の構成は第１実施形態例と同様であり、この第２実施形態例の光トランシーバ構造１においても、第１実施形態例と同様に、各光ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）が、例えば回路基板２０に直接的に搭載される。

また、この第２実施形態例では、例えば、光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ａが例えば光ファイバを介して光信号処理回路（図示せず）に接続され、光ユニット２Ｃの光信号入出力部５Ｂが光信号の終端器に接続される。例えば、光信号処理回路から、少なくとも波長λ１，λ２の光信号を含む波長多重光が伝送されてきて、その波長多重光が光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ａから光ユニット２Ａのユニットケース４の内部空間部に放射されると、第１実施形態例で述べたように、光ユニット２Ａにおいて、その波長多重光から波長λ１の光信号が分波され当該波長λ１の光信号に応じた電気信号が光ユニット２Ａの光−電気変換部３（３Ｐ）から端子９を通して例えば回路基板２０の電気回路に出力される。また、光ユニット２Ｂにおいて、波長λ２の光信号が分波されて当該波長λ２の光信号に応じた電気信号が光ユニット２Ｂの光−電気変換部３（３Ｐ）から端子９を通して例えば回路基板２０の電気回路に出力される。なお、波長λ１，λ２，λ３以外の波長光は、光ユニット２Ｃの光信号入出力部５Ｂから終端器に出力される。

また、例えば、回路基板２０の電気回路から電気信号が光ユニット２Ｃの端子９を通って光ユニット２Ｃの光−電気変換部３（３Ｌ）に供給されると、光−電気変換部３（３Ｌ）の発光素子の光−電気変換動作により、その供給された電気信号に応じた光信号が発光素子から発光出力される。この光信号は、光−電気変換部３（３Ｌ）から光ユニット２Ｃのユニットケース４の内部空間部に出射され、光学フィルタ６で反射されて光信号入出力部５Ａに入射する。そして、その光信号は、光ユニット２Ｃの光信号入出力部５Ａから光ユニット２Ｂの光信号入出力部５Ｂに伝送され、当該光信号入出力部５Ｂから、光ユニット２Ｂのユニットケース４の内部の基幹光信号伝送経路１７と、光ユニット２Ｂの光信号入出力部５Ａと、光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ｂと、光ユニット２Ａのユニットケース４の内部の基幹光信号伝送経路１７と、光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ａとを順に通り、その光ユニット２Ａの光信号入出力部５Ａから光信号処理回路に向けて出力される。

なお、この発明は第１や第２の各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、第１や第２の各実施形態例では、接続し合う光ユニット２の光信号入出力部５を構成するフェルール１３の接続端面同士が当接することにより、光ユニット２間が光学的に接続される構成であったが、例えば、図３に示されるように、接続し合う光ユニット２間は、フェルール１３から引き出された光ファイバ２１を介して光学的に接続される構成としてもよい。

また、第１や第２の各実施形態例では、光トランシーバ構造１を構成する全ての光ユニット２は同一直線上に配列配置される構成であったが、例えば、上記したように、接続し合う光ユニット２間を、フェルール１３から引き出された光ファイバを利用して光学的に直列に接続する構成とすることによって、光ファイバの柔軟性により、全ての光ユニット２を同一直線上に配列配置しなくとも済む。このことから、このような場合には、例えば、回路基板に搭載されている電子部品の配置位置や回路パターンの形成位置等を考慮した適宜な位置に、各光ユニット２をそれぞれ配設してよく、全ての光ユニット２を同一直線上に配置しなくとも構わない。

さらに、第１実施形態例では、光信号の受信部として機能する光トランシーバ構造の例を示し、第２実施形態例では、光信号の送受信部として機能する光トランシーバ構造の例を示したが、例えば、第２実施形態例に示したような光信号の送信機能を行う複数の光ユニット２Ｃだけが組み合わされて成る光信号の送信部として機能する送信専用の光トランシーバ構造を構成してもよいものである。

さらに、光トランシーバ構造を構成する光ユニット２の組み合わせの数は、第１や第２の各実施形態例の構成に限定されるものではなく、例えば、４つ以上の光ユニット２を組み合わせて光トランシーバ構造１を構成してもよい。また、光信号の送受信を行うことが可能な光トランシーバ構造において、光受信機能を行う光受信用の光ユニット２の数と、光送信機能を行う光送信用の光ユニット２の数とは、それぞれ、適宜設定してよいものであるし、また、それら光受信用の光ユニット２と光信号送信用の光ユニット２との配列順も適宜設定してよいものである。

さらに、第１と第２の各実施形態例では、図１や図２に示されるように、ユニットケース４のケース壁４ａに設けられているフェルール１３は、その接続端面が、ユニットケース４の外壁面とほぼ面一となるように、配設されていたが、例えば、ケース壁４ａのフェルール１３は、その接続端面がユニットケース４の外壁面よりも引っ込んだ位置となるように配設される構成としてもよい。このようにフェルール１３の接続端面がユニットケース４の外壁面よりも引っ込んだ分、フェルール１３の接続端面の汚れや損傷を軽減することができる。

第１実施形態例を説明するためのモデル図である。第２実施形態例を説明するためのモデル図である。その他の実施形態例を説明するためのモデル図である。光トランシーバモジュールの一例を説明するためのモデル図である。３波長以上の波長多重光に対応できる光トランシーバモジュールの一例を説明するためのモデル図である。

符号の説明

１光トランシーバ構造
２光ユニット
３光−電気変換部
４ユニットケース
５光信号入出力部
６光学フィルタ
７集光レンズ
１２光ファイバ
１３フェルール
１４スリーブ
１７基幹光信号伝送経路

Claims

光信号と電気信号の変換を行う光―電気変換部が内蔵されている複数の光ユニットを有し、これら各光ユニットの光―電気変換部は、それぞれ、互いに異なる予め定められた波長の光信号と電気信号の変換動作を行う構成と成し、全ての光ユニットは光学的に直列に接続されている構成を備えた波長多重光用の光トランシーバ構造であって、各光ユニットは、それぞれ、割り当てられた波長の光―電気変換部を収容するユニットケースと、このユニットケースの対向し合うケース壁にそれぞれ配設される対を成す光信号入出力部と、ユニットケース内においての対を成す光信号入出力部間の基幹光信号伝送経路上に介設され割り当てられた波長の光信号を反射して基幹光信号伝送経路と光―電気変換部との間に光信号経路を形成しそれ以外の波長光は透過する光学フィルタと、対を成す光信号入出力部のうちの一方側からユニットケース内に出射された光信号を集光させて他方側の光信号入出力部に入射させる集光レンズとを有し、各光ユニットは、それぞれ、光信号入出力部を通して入射してきた波長多重光から割り当てられた波長の光信号を分波させ当該光信号を光―電気変換部で電気信号に変換する光受信機能と、外部から供給された電気信号を光―電気変換部において割り当てられた波長の光信号に変換して発光出力する光送信機能とのうちの予め選択された一方側の機能を行う構成と成しており、複数の光ユニットの光信号入出力部間の光結合により、波長多重光の送信と受信の少なくとも一方を可能にした構成であることを特徴とする光トランシーバ構造。
ユニットケースの対向し合うケース壁の一方側には、光信号入出力部の配設位置に筒状のスリーブが貫通形成され、各光ユニットの光信号入出力部は、光ファイバが挿通されているフェルールにより構成され、当該フェルールは、ユニットケース内側から前記スリーブの途中位置まで挿入された態様でもって設けられ、接続相手の光ユニットのフェルールは前記スリーブ内にユニットケース外側から挿入されてスリーブ内の両フェルールの接続端面同士が互いに当接し合い光ファイバが光接続することにより、光ユニット同士が光学的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の光トランシーバ構造。