JP3847618B2 - 双方向光通信モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一本の光通信経路素子と光信号とによって双方向の通信を可能にする双方向光通信モジュール、より詳しくは、家庭内通信、電子機器間の通信、およびＬＡＮ（Local Area Network）などに使用可能な双方向光通信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の進展に伴い、光信号を通す光通信経路を有する光通信経路素子によるネットワーク技術が注目されている。光信号を通す光通信経路を有する光通信経路素子とは、例えば、光ファイバーまたはプラスチック光ファイバーのことである。特に、近年、プラスチック光ファイバー（以下、ＰＯＦと記す）の低損失化および広帯域化に伴い、ＰＯＦの応用は、家庭内通信および電子機器間の通信に及んでいる。ＰＯＦは約１ｍｍと大口径である。そのため、ＰＯＦは、光通信モジュールとの結合が容易である。また、ＰＯＦの使用により、光ファイバーと光通信モジュールとの簡易な抜き差しが可能な光通信リンクを得ることができる。
【０００３】
光ファイバーを伝送媒体として使用し、同一波長の信号光の送受信を行う光通信リンクにおいて、従来は、二本の光ファイバーを用いた全二重方式が主流であった。しかし、二本の光ファイバーを用いると、光通信モジュールの小型化が困難となる、伝送距離が長くなるに伴い光ファイバーにかかるコストが高くなるという問題があった。このため、光ファイバーの使用本数は一本であるけれども、全二重方式の光通信を行うことができる双方向光通信モジュールが提案されている。
【０００４】
上記の双方向光通信モジュールにおいては、一本の光ファイバー、つまり同一の光ファイバーによって送信および受信を行う。そのため、通信相手に送信する光（送信光）と、通信相手から受信する光（受信光）との混信を防止することが重要である。
【０００５】
上記の混信は、主に、下記に説明する４つの場合において発生する。
【０００６】
（１）光ファイバーに送信光が入射するとき、光ファイバーの端面で送信光が反射した場合。（この反射のことを、以下、近端反射と記す。）
（２）光ファイバー内から、通信相手が受信する受信光が出射するときに、その出射する光が光ファイバーの端面で反射する場合。（この反射のことを、以下、遠端反射と記す。）
（３）通信相手の双方向光通信モジュールにおいて、不要な光の反射が起きる場合（この反射のことを、以下、相手モジュール反射と記す。）
（４）双方向光通信モジュール内において、内部散乱光が発生する場合。（この双方向光通信モジュール内において発生する内部散乱光のことを、以下、内乱光と記す。）
上記４つの場合のうち、特に、双方向光通信モジュール内の散乱は、予期が難しい。そのため、（４）の内乱光による混信を確実に低減することは、困難であった。
【０００７】
光ファイバー、例えばＰＯＦを電子機器間の通信などに用いる場合、約１ｍという比較的短い距離の通信を行う。このような通信の場合、光ファイバーから出射する光が、人の目を傷つける可能性がある。ゆえに、上記のような通信の場合、人の目に対する安全性（アイセーフティ）を考慮しなければならない。アイセーフティへの配慮から、上記のような通信の場合は、送信光量（光ファイバーからの出射光量）を低く設定しなければならない。
【０００８】
ところで、光通信モジュールの光源には、一般に、半導体レーザーを使用する。以下に、光通信モジュールの光源として半導体レーザーを使用するときの注意点を記す。
【０００９】
図１８は、光出力が飽和しない領域における、半導体レーザーの駆動電流と光出力との関係を示している。光出力が飽和しない領域においては、二本の直線の折れ線によって、駆動電流と光出力との関係を近似することができる。図１８のグラフは、光出力を縦軸、駆動電流を横軸にとったグラフである。二本の直線を比較すると、直線の傾きは両方とも正であるけれども、傾きの大きさは異なる。図１８によると、光出力を縦軸、駆動電流を横軸にとったとき、両者は、原点から始まって、直線関係を示す。しかし、ある一定の値を境に、直線の傾きが大きくなる。図１８には、原点から傾きが変化するまでの領域をＢ、傾きが大きく変化した後の領域をＡと表記している。また、Ａの領域の直線を延長し、横軸と交わる点をＩｔｈと示している。このＩｔｈとは、閾値電流のことである。図１８にＡと記載した領域はレーザー発振の領域、Ｂと記載した領域は自然放出の領域とおおよそ表現することができる。
【００１０】
バイアス電流として、Ｉｔｈの値より大きい電流をとってパルス入力した場合、パルス信号の「０」においても光出力が大きくなる。そのため、消光比が高くなる。逆に、バイアス電流としてＩｔｈよりも小さい電流をとると、発振遅延によるパルス幅の減少（ｄｕｔｙ比の変化）が生じてしまう。ゆえに、通常は、バイアス電流をＩｔｈ近傍に設定する。バイアス電流をＩｔｈ近傍に設定した場合、パルス信号が「０」でも自然放出光があるため、その自然放出光とパルス信号が「１」の時の光出力との比から消光比を決定する。例えば、自然放出光が０．３ｍＷの半導体レーザーの場合において、消光比を１０以上とするには、最大出力（パルス信号が「１」の時の出力）を３ｍＷ以上に設定する必要がある。このように、ｄｕｔｙ比の変化および消光比に注意を払う必要がある。
【００１１】
光ファイバーを電子機器間の通信などに用いる場合、安全性（アイセーフティ）を考慮しなければならない。アイセーフティへの配慮から、送信光量を低く設定しなければならない。光源として半導体レーザーを用いる場合、送信光量を低く設定するための方法として、まず、半導体レーザーの出力を低下させるという方法がある。しかし、半導体レーザーの出力を低下させると、上記の注意点に記載した消光比を満足することが困難となる。また、バイアス電流を低下させると、ｄｕｔｙ比が変化し、通信を行う上で問題となる。ゆえに、半導体レーザーの出力を低下させることによって送信光量を低く設定しようとすると、消光比およびｄｕｔｙ比の問題が発生し、満足な結果を得ることができない。
【００１２】
光源として半導体レーザーを用いる場合、送信光量を低く設定するための、他の方法としては、半導体レーザーから出射する光と光ファイバーとの結合効率（送信効率）を低くするという方法がある。
【００１３】
上記の送信効率を低くする方法には、以下、（ア）（イ）に示す２つの方法がある。（ア）光透過率の低いフィルターまたは偏光素子を使って光量を低下させるという方法。（イ）発光素子からの出射光を集光して、光ファイバーに光を結合させるときに送信レンズというレンズを用いる。その送信レンズのレンズ径を小さくすることにより、出射角度の大きい光線をカットするという方法。
【００１４】
上記（ア）の方法を用いると、混信発生の場合（３）の相手モジュール反射による混信が増加する。ゆえに、一本の光ファイバーでの全二重通信に（ア）の方法を適用することは困難である。また、（ア）の方法は、部品点数が増えるなどの問題点もあった。このため、一本の光ファイバーでの全二重通信には、（イ）の方法を用いるのが一般的である。
【００１５】
しかし、この（イ）の方法では、実際に送信に寄与しない光（送信レンズがカットした光）が増加する。そのため、混信発生の場合（４）の内乱光による混信が増加しやすいという問題があった。特に、一本の光ファイバーにより全二重通信を行うためには、光ファイバーから出射する受信光を効率良く受光素子に結合させる必要がある。しかし、受信効率を高くすると、同時に近端反射や内乱光による光も効率良く受信してしまい、混信がさらに増加するという問題があった。
【００１６】
従来の光通信モジュールとしては、特開平１１−２３７５３５号公報および特開２００１−１１６９６１号公報に開示の光通信モジュールがある。以下、これらの光通信モジュールについて説明する。
【００１７】
図１９を用いて、特開平１１−２３７５３５号公報に記載の光通信モジュールについて説明する。この光通信モジュールは、送信光１０８の反射光１１７が受光面である受光素子１０５に入射しないように、送信光１０８の角度を調整したものである。発光素子１０４は、光を発し、少なくともその一部を送信光１０８として送信する。送信レンズ１０６は、発光素子１０４が発した光を集光し、送信光１０８とする。集光後、送信光１０８は、立上げミラー１１０に反射し、光路を変換する。その光路変換後、送信光１０８は、光ファイバー１０２に入射する。光ファイバー１０２から出射する受信光１０９は、光ファイバー１０２に対向した位置にある受光素子１０５と結合する。この光通信モジュールでは、送信レンズ１０６から出て光ファイバー１０２で反射した反射光１１７が、受光素子１０５の受光面以外の部分に照射するようにしている。つまり、光ファイバー１０２から受信光１０９が出射する方向とは異なる方向から、送信光１０８を光ファイバー１０２に入射している。このように送信光１０８を入射することにより、反射光１１７は受光素子１０５の受光面以外の部分に照射する。その結果、近端反射による混信を防止することができる。
【００１８】
図２０を用いて、特開２００１−１１６９６１号公報に記載の光通信モジュールについて説明する。この光通信モジュールにおいては、遮光板２０７を用いている。発光素子２０４が発した光の少なくとも一部である送信光２０８は、まず、送信レンズ２０６に集光され、次に、光ファイバー２０２に結合する。一方、光ファイバー２０２から放射する受信光２０９は、受信レンズ２２４により集光され、次に、受光素子２０５に結合する。送信部と受信部との間には、金属などで形成された遮光板２０７が存在する。送信光２０８が光ファイバー２０２に結合するとき、送信光２０８の一部は光ファイバー２０２で反射する。その反射する光が受光素子２０５に結合するのを、遮光板２０７は防止する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１９に示す特開平１１−２３７５３５号公報に開示の方法によって、受光素子１０５に反射光１１７が入射しないようにするときは、送信光１０８を光ファイバー１０２の光軸に対して大きく傾斜させる必要がある。送信光１０８を光ファイバー１０２の光軸に対して大きく傾斜させると、送信光１０８は光ファイバー１０２に結合する時の開口数（ＮＡ）が大きくなる。さらに、一方向に偏った送信光１０８が光ファイバー１０２に入射することになる。つまり、送信光１０８は、低次のモードが無く高次のモードのみでの励振となる。
【００２０】
上記のように開口数（ＮＡ）が大きいと、光ファイバー１０２内でのモード分散の影響が大きくなる。そのため、伝送帯域が狭くなる、光ファイバー１０２内の伝送損失が大きくなるという問題点がある。
【００２１】
また、一方向に偏った送信光１０８を光ファイバー１０２に結合させると、次のような問題がある。光ファイバー１０２が短いとき、送信光１０８が定常状態となる前に光ファイバー１０２から出射することから、その出射する光には、低次モードがほとんど存在しないこととなる。その結果、光ファイバー１０２から出射する光に偏りが生じる。また、出射する光の分布は、光ファイバー１０２の中心部からの出射光量が少ないリング状の分布となる。このような光の偏りおよび光の分布は、相手側モジュールの受信効率に影響を与えるという問題を引き起こす。
【００２２】
送信光１０８の光ファイバー１０２への入射角度を小さくした場合は、次のような問題が発生する。送信レンズ１０６により蹴られた光、言い換えれば、送信レンズ１０６の外周部を通過した光が、光ファイバー１０２や光ファイバープラグに照射し、反射する。その反射した光は、内乱光の原因となりやすいという問題がある。
【００２３】
特開２００１−１１６９６１号公報に開示された、図２０に記載の遮光板１０７を用いて送信部と受信部を分離する方法では、光ファイバー１０２の領域のうち、遮光板１０７の厚み分が使用できない。そのため、受信効率が低くなるという問題が発生する。また、部品点数が多くなりコストが高くなることも問題である。さらに、送信レンズ１０６に蹴られた光、つまり、送信レンズ１０６の外周部を通過した光が、光ファイバー１０２や光ファイバープラグに照射し、反射する。その反射した光は、内乱光の原因となりやすいという問題がある。
【００２４】
特にＰＯＦを用いた光通信モジュールでは、上記アイセーフティの問題および消光比の関係から、送信レンズ１０６を小径にすることによって、光ファイバー１０２に結合する送信光を減少させる必要がある。そのような方法で送信光を減少させると、送信レンズ１０６の外周部を通過する光が多くなる。その結果、従来の双方向光通信モジュールでは、送信レンズ１０６の外周部を通過した光は、迷光となり、内乱光の原因となるという問題がある。なお、ここで言う迷光とは、発光素子から出射する光のうち、送信レンズ１０６が光ファイバーに結合させなかった光のことである。
【００２５】
迷光を低減させる方法として、特開昭６１−１２２６１４号公報には、光アイソレータに用いるコリメータレンズに遮光物を取り付ける方法が開示されている。すなわち、半導体レーザーとコリメータレンズとの間に遮光物を挿入することによって、レンズ内で発生する迷光を低減している。さらに、迷光が半導体レーザーに戻ることも防止し、半導体レーザーが安定して駆動するようにしている。
【００２６】
しかしながら、上記方法は、自らが発した光が元に戻るのを防止するものであり、双方向光通信モジュールのように、受光素子への混信を防止できるものではない。また、レンズ内での迷光を低減するものであり、光通信モジュール内での迷光、および光ファイバープラグ等での散乱光を防止できるものではない。また、半導体レーザーの発光点は微小なものであり、上記方法では、この微小な発光点への戻り光を防止すれば良い。しかし、双方向光通信モジュールでは、受信光の分離も行う必要があるため、内乱光の低減はより困難である。さらには、内乱光と送信光との分離もより明確に行う必要がある。また、遮光物を挿入する場合、その遮光物の挿入精度、遮光物の管理、遮光物の接着、遮光物の経時変化による劣化などにも注意する必要がある。そのため、よりコストを必要とし、双方向光通信モジュールの性能にも問題となる。
【００２７】
本発明は、これらの課題を鑑みなされたものであって、その目的は、一本の光ファイバーなどのような光通信経路素子により双方向通信が可能であって、送信光と迷光とを分離してクロストークを低減し、受信効率が高い双方向光通信モジュールを提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の双方向光通信モジュールは、上記課題を解決するために、光信号を通す光通信経路を有する光通信経路素子を一本用いて、発光素子から上記光通信経路素子の一端面における上記光通信経路に光を入射させることで光信号を送信するとともに、受光素子で、上記光通信経路素子の同じ一端面における上記光通信経路から出射される受信光を受光することで光信号を受信し、それによって相手局と双方向に通信を行う双方向光通信モジュールにおいて、上記発光素子と上記光通信経路の端面との間に送信レンズを設け、該送信レンズには発光素子からの送信光が入射し、該送信レンズを通過する上記送信光は、上記光通信経路素子の端面における上記光通信経路に入射し、上記送信レンズの外周に連続して光発散部を形成することで、該光発散部を通過する光の少なくとも一部を、上記光通信経路および上記光通信経路素子の端面に入射させないことを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、上記発光素子が発した光を、送信対象である光と、送信対象でない光とに分離するということを明確に行うことができる。その分離の明確さは、アイセーフティに必要な条件を満たすための手段の１つとして、送信効率を低下させるために、送信レンズに小径のレンズを使用したときに、効果的となる。つまり、小径のレンズの使用によって送信対象でない光である迷光が発生しても、本発明により、迷光を制御することができる。その結果、発光素子の出力を十分高く保って消光比を十分な大きさとしても、アイセーフティのための条件を満たす双方向光通信モジュールを得ることができる。
【００３０】
また、上記の構成によれば、送信対象でない光の少なくとも一部の光が、光通信経路素子の端面および光通信経路に照射しない。つまり、光通信経路素子の端面および光通信経路に、送信対象でない光の少なくとも一部の光が照射しないようにする。そのため、送信対象でない光の少なくとも一部の光が、光通信経路素子の端面または光通信経路で反射することが減少する。そのような反射光が減少すると、そのような反射光が受光素子に入射することが抑制されるので、送信対象でない光と受信光との混信を効果的に抑制することができる。上記のような混信とは、例えば、上記の反射光が受光素子に入って、本来の受信光との間で混信することである。
【００３１】
また、上記の構成によれば、送信レンズの外周に連続して光発散部を形成することにより、送信レンズが集光せずその外周を通過する光を制御することができる。つまり、上記の構成による効果に加えて、発光素子が放射するすべての光を、簡単な構成で制御することが可能となる。
【００３２】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記光発散部を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を吸収する遮蔽部材を配置することを特徴としている。
【００３３】
上記構成によれば、遮蔽部材は、光発散部を通過した少なくとも一部の光を吸収する。その結果、双方向光通信モジュール内において、複数回散乱し受光素子に結合するという迷光が減少する。その結果、上記の構成による効果に加えて、内乱光による混信をさらに減少させることができる。
【００３４】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記光発散部を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を反射する遮蔽部材を配置することを特徴としている。
【００３５】
上記構成によれば、遮蔽部材は、光発散部を通過した少なくとも一部の光を反射する。その結果、双方向光通信モジュール内において、複数回散乱し受光素子に結合するという迷光が減少する。その結果、上記の構成による効果に加えて、内乱光による混信をさらに減少させることができる。
【００３６】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記光発散部を、プリズム、レンズで構成することを特徴としている。
【００３７】
上記構成によれば、光発散部をプリズム、レンズで構成する。プリズムまたはレンズは、送信に寄与しない光を屈折させる。この屈折により、送信光と迷光との分離を明確にする。その結果、上記の構成による効果に加えて、内乱光による混信をさらに減少させることができる。また、プリズムは角度調節が、レンズは曲率の調節が容易である。ゆえに、送信光と迷光との分離を容易に最適化することができる。また、双方向光通信モジュールの設計者は、それぞれの双方向光通信モジュールにあった、最適のものを光発散部に採用することができる。
【００３８】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記送信レンズと光発散部とを同一材料で一体的に形成することを特徴としている。
【００３９】
上記構成によれば、送信レンズと光発散部とを同一材料で一体的に形成するため、部品の数を減らすことができる。その結果、上記の構成による効果に加えて、経時劣化が少なく、安価で小型の双方向光通信モジュールを得ることができる。また、そのように部品点数の増加を防ぐことによって、製造工程を簡略化することができる。
【００４０】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、第１面と該第１面の裏面である第２面とを有する反射面を備え、上記第１面と第２面は共に光を反射し、上記第１面は上記光通信経路素子の端面と向かい合い、受信光を反射して、その反射した受信光を受光素子に集光し、上記第２面は、第２面に照射する光を反射して、第２面に照射する光が受光素子に照射するのを防ぐことを特徴としている。
【００４１】
上記構成によれば、反射面は、第１面および第１面の裏面である第２面を持つ。また、第１面は、受信光を反射して、その反射した受信光を受光素子に集光する。さらに、第２面は、第２面に照射する光を反射して、第２面に照射する光が受光素子に照射するのを防ぐ。その結果、上記の構成による効果に加えて、受信面である第１面の反対側から来る受信光以外の光を反射し、受信光以外の光が受光素子に結合するのを減少させることができる。つまり、１つの反射面を設けることによって、受信光の受信をする第１面の機能と、第２面に照射する光を反射する第２面の機能との両方の機能を反射面が果たす。その結果、受信光以外の光が受光素子に結合して発生する混信をより容易に減少させることができる。
【００４２】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、光通信経路素子の端面で反射した光を遮光する遮光部を、上記反射面の第２面に設けることを特徴としている。
【００４３】
上記構成によれば、反射面の第２面に遮光部を設ける。そのため、光通信経路素子で反射した光、例えば送信対象である光が光通信経路素子で反射した光を遮光し、受光素子への結合を防止することができる。ゆえに、上記の構成による効果に加えて、近端反射による混信をより効果的に減少させることができる。
【００４４】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記反射面が形成される部位と上記送信レンズと上記光発散部とを同一材料で一体的に形成することを特徴としている。
【００４５】
上記構成によれば、反射面が形成される部位と送信レンズと光発散部とを同一材料で一体的に形成するため、部品の数を減らすことができる。その結果、上記の構成による効果に加えて、経時劣化が少なく、安価で小型の双方向光通信モジュールを得ることができる。また、そのように部品点数の増加を防ぐことによって、製造工程を簡略化することができる。
【００４６】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記送信レンズと光通信経路素子との間にプリズムを設置し、上記送信レンズを透過した光を第１送信光として、光通信経路の外周方向から第１送信光が入射するように、そのプリズムが第１送信光を屈折させることを特徴としている。
【００４７】
上記構成によれば、プリズムは、光通信経路に第１送信光が結合するように、第１送信光を屈折させる。その屈折により、第１送信光の光路を調節する。つまり、反射面に極めて近いところを第１送信光が通過するように、第１送信光を制御することができる。さらに、第１送信光は、光通信経路の外周方向から光通信経路に入射する。その「外周方向から」とは、言い換えると、送信時に入射する端面に対向する面を想定すると、その対向する面の領域の外から、ということである。例えば、光通信経路素子として光ファイバーを用いた場合を考えると、光ファイバー（光ファイバーの光通信経路）の外周方向から、第１送信光が光ファイバーに入射する。その結果、上記の構成による効果に加えて、送信領域を小さくし、その分受信領域を大きくすることができる。
【００４８】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、光通信経路素子の端
面の形状を光軸に対して傾斜させ、光通信経路素子の断面が傾斜によって鈍角となる側が、光通信経路素子に第１送信光が入射する側となるように、光通信経路素子を固定することを特徴としている。
【００４９】
上記構成によれば、光通信経路素子の端面の形状を光軸に対して傾斜させており、光通信経路素子の断面が傾斜によって鈍角となる側が、光通信経路素子に第１送信光が入射する側となるように、光通信経路素子を固定している。このように傾斜して固定すると、光通信経路素子の端面で遠端反射する光の方向が変わる。その結果、上記の構成による加えて、遠端反射による混信をさらに減少させることができる。
【００５０】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、光通信経路素子の端面の形状を球面とすることを特徴としている。
【００５１】
上記構成によれば、光通信経路素子の端面の形状は球面である。このような球面であると、光通信経路素子の端面で遠端反射する光の方向が変わる。その結果、上記の構成による効果に加えて、遠端反射による混信を減少させることができる。また、光通信経路素子の断面を傾斜させたときは、光通信経路素子を固定する側を考慮した。しかし、光通信経路素子の端面の形状を球面とすると、光通信経路素子を固定する側を考慮しなくてよいという長所がある。
【００５２】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記送信レンズは、複数のレンズを含むことを特徴としている。
【００５３】
上記構成によれば、送信レンズが複数のレンズを含んでいる。普通、送信レンズは１つのレンズを含んでいる。しかし、送信レンズが複数のレンズを含んでいてもよい。例えば、送信レンズが第１送信レンズと第２送信レンズとを含んでもよい。その結果、上記の構成による効果に加えて、レンズの集光する能力を増加させ、使用可能な発光素子の種類を増加させることができる。例えば、送信レンズが第１送信レンズと第２送信レンズとを含んでいる場合、半導体レーザーよりも放射角が広く発光部面積が大きい発光ダイオード（ＬＥＤ）を、発光素子として使用することができる。
【００５４】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記反射面と受光素子との間に、受信光を集光する受信レンズを設置することを特徴としている。
【００５５】
上記構成によれば、反射面と受光素子との間に、受信光を集光する受信レンズを設置する。その結果、上記の構成による効果に加えて、反射面が集光した受信光を、受信レンズがさらに集光し、受信効率を向上させることができる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１から図１５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００５７】
なお、本発明を、下記の実施の形態に限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００５８】
図１は、双方向光通信リンクの構成を示している。双方向光通信リンク３は、伝送するデータ信号に基づいて、伝送に適した変調光を双方向に伝送するための光ファイバー２を備えている。また、双方向光通信リンク３は、光ファイバー２の両端に、各双方向光通信モジュール１を一台ずつ備えている。なお、光ファイバー２とは、光信号を通す光通信経路を有する光通信経路素子の１つである。
【００５９】
図２は、本発明の実施の形態における、双方向光通信モジュールを示している。双方向光通信モジュール１には、光通信経路素子である光ファイバー２が接続されている。光ファイバー２の先端を双方向光通信モジュール１に接着・固定するには、光ファイバープラグ２６を用いる。つまり、光ファイバープラグ２６は、光通信経路素子の端面の少なくとも一部を構成する。双方向光通信モジュール１の一部であるレセプタクル２７の凹部に、光ファイバー２の先端を差し込むことにより、光ファイバー２と双方向光通信モジュール１とが光学的に結合する。
【００６０】
双方向光通信モジュール１は、発光素子４と、受光素子５と、第１送信光制御部である送信レンズ６と、受信光制御部である反射ミラー７と、光学部材１０と、プリズム１１と、サブマウント１２と、ステム１３と、モニタ用フォトダイオード１４と、送信部カバー１５と、遮光部１６と、電極２１と、発散部２５と、レセプタクル２７とを有している。
【００６１】
ステム１３上には、受光素子５、光学部材１０、電極２１、サブマウント１２およびモニタ用フォトダイオード１４を位置合わせし、配置する。ステム１３は、図示しない回路に電気的に接続される。
【００６２】
また、送信レンズ６、第２送信光制御部である発散部２５、電極２１、および受信光制御部である反射ミラー７は、光学部材１０上に存在する。また、光ファイバー２から出射する受信光を受信できるように、光ファイバープラグ２６の横に反射ミラー７を設置する。また、反射ミラー７の上部には、発光素子４が発する光のうちの送信対象の光である第１送信光８を送信するためのスペースを用意する。さらに、反射ミラー７には、発光素子４の側から受光素子５に向かって進む光を遮蔽する役割がある。
【００６３】
また、光ファイバー２の光軸と、発光素子４の出射光の中心線とは平行である。送信レンズ６の光軸は、発光素子４の出射光の中心線と一致している。つまり、光ファイバー２の光軸、発光素子４の出射光の中心線、および送信レンズ６の光軸は平行である。このように、１つのステム１３上に、発光素子４、受光素子５および光学部材１０を、それぞれ光ファイバー２の光軸と平行に配置することによって、双方向光通信モジュール１の組み立てが容易となる効果がある。
【００６４】
なお、本実施の形態では、上記のように、発光素子４、受光素子５および光学部材１０を、それぞれ光ファイバー２の光軸と平行に配置している。しかし、平行でない配置としてもよい。例えば、発光素子４の発振を安定化するために、発光素子４の光軸を光ファイバー２の光軸に対して傾けることによって、発光素子４からの出射光が光ファイバー２で反射して再び発光素子４に戻ることを防止することも可能である。
【００６５】
発光素子４は、サブマウント１２上に配置する。発光素子４は、データ信号に基づく変調光である送信光を生成する。発光素子４が生成した光は、発光素子４の放射角にしたがって、放射状に発散する。その後、その発散した光を、送信レンズ６が任意の開口数に変換し、集光する。集光した光は、第１送信光８として光学部材１０を通過する。その後、第１送信光８は、プリズム１１を通過し、光ファイバー２に結合する。
【００６６】
サブマウント１２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの放熱特性に優れた素材でできている。受光素子５は、光ファイバー２からの受信光９を受光する。送信レンズ６は、発光素子４が出射する光を集光して、第１送信光８を光ファイバー２に結合させる。発散部２５は、発光素子４から出射する光の一部（第２送信光）を発散させて、内乱光や近端反射による混信を低減させる。光学部材１０には、光ファイバー２の光軸に対して傾斜を持つプリズム１１がある。そのプリズム１１は、第１送信光８が出射する面に存在し、第１送信光８を屈折させる。その屈折を受けた後、第１送信光８は光ファイバー２に入射する。
【００６７】
光ファイバー２から出射する受信光９は、反射ミラー７（受信光制御部）の第１面で反射する。反射ミラー７は曲率を有する。反射ミラー７の曲率は、反射ミラー７が受信光９を集光し、その集光された光が受光素子５に結合するように曲率の設定すればよい。本実施の形態においては、反射ミラー７の曲率はＲ＝２．２ｍｍである。
【００６８】
また、受信光制御部である反射ミラー７は、光を反射させる薄膜である。つまり、図２０の遮光板２０７よりも、上記の薄膜（反射ミラー７）は薄い。そのような薄膜によって、受信光制御部である反射ミラー７を構成すると、薄膜の厚みによる損失を大幅に減少することができる。
【００６９】
なお、ステム１３、送信部カバー１５、およびレセプタクル２７の表面（内面）は、余分な散乱光を低減できる、黒色などの光吸収率の高い色とすることが好ましい。
【００７０】
図２のように、第１送信光８と受信光９とを光ファイバー２の口径内で空間的に分離する場合、受信光９の中には、第１送信光８が入射する位置から出射するものがある。しかし、そのような位置から出射する受信光９は、受光素子５に結合しない。そのような第１送信光８が入射する位置から出射する受信光９を考慮すると、光ファイバーの光軸に垂直な断面の面積のうち、光ファイバー２への入射に第１送信光８が使用する部分は小さい方がよい。また、光ファイバー２への入射に第１送信光８が使用する部分を小さくするためには、第１送信光８が入射する位置を、光ファイバー２の外周部の近傍とするのが良い。上記のように光ファイバー２への入射に第１送信光８が使用する部分を小さくすると、第１送信光８が入射する位置から出射する受信光９が減少する。つまり、受光素子５に結合しない受信光９が減少する。その結果、効率良く、受光素子５に受信光９を結合できる。
【００７１】
また、受信光制御部である反射ミラー７の一部には、受信光９を受信する面の反対側の面に、遮光部１６を設けている。なお、ここに言う受信光を受信する面とは、受信光制御部の第１面のことである。また、受信光を受信する面の反対側の面とは、受信光制御部の第２面のことである。
【００７２】
遮光部１６は、光ファイバー２に接触または近接するように配置する。遮光部１６の役割は、光通信経路素子である光ファイバー２の端面で反射した光を遮光して、その光ファイバー２の端面に反射した光が受光素子５に結合するのを防ぐことである。このような遮光により、近端反射による混信を防止することができる。
【００７３】
なお、ここでは、上記遮光部１６は反射ミラー７の一部としている。すなわち、反射ミラー７の第２面のうち、光ファイバー２に近い部分を遮光部１６と称している。また、これとは異なり、反射ミラー７とは別の部材として、遮光部１６を設けることもできる。すなわち、反射ミラー７の第２面のうち、光ファイバー２に近い部分に、別部材である遮光部１６を設けることもできる。さらに、別部材である遮光部１６は、例えば、反射ミラー７と同一の材料でもよい。また、別部材である遮光部１６は、例えば、反射ミラー７の材料よりも遮光部１６としてふさわしい材料を選択してもよい。
【００７４】
一本の光ファイバー２を用いて空間的に送受信光を分離する場合、図３に示すように、光ファイバー２に第１送信光８が結合する送信領域を小さくすると、受信領域は大きくなる。受信領域が大きくなると、利用可能な受信光９が増加する。その結果、効率の良い双方向光通信モジュール１を得ることができる。
【００７５】
上記のように効率の良い双方向光通信モジュール１を得るためには、第１送信光８と受信光９との分離を、いかに光の損失を少なく行うかが重要となる。図２０のような遮光板２０７を用いた方式では、遮光板２０７の厚みと送信・受信領域の空間分離とにより損失が大きくなる。つまり、図２０の遮光板２０７が厚いと、それだけ遮光板２０７が遮る受信光２０９が多くなり、受光素子２０５に結合する受信光２０９が減少する。さらに、図２０の遮光板２０７は、図３に示す送信領域と受信領域とを作る。そのため、送信領域から出射する受信光２０９は、受光素子２０５に結合しない。しかし、本実施の形態で示した方式では、薄膜の反射ミラー７により送受信光の分離を行っている。そのため、薄膜の厚みによる損失を実質的にゼロとすることができる。
【００７６】
本実施の形態においては、プリズム１１が第１送信光８を屈折させ、第１送信光８は反射ミラー７に極めて近いところを通過する。さらに、第１送信光８は、光ファイバー２の外周方向（光通信経路の外周方向）から光ファイバー２に入射する。その結果、送信領域を小さくすることができる。送信領域が小さくなると、当然、受信領域は拡大する。受信領域が拡大すると、利用可能な受信光９が増加する。その結果、効率の良い双方向光通信モジュール１を得ることができる。
【００７７】
次に内乱光の低減について、図４から図８に示す図を用いて説明する。光ファイバーを電子機器間の通信などに用いる場合、安全性（アイセーフティ）を考慮して、送信光量を低く設定する。しかし、半導体レーザーの出力を低下すると、消光比およびｄｕｔｙ比を満足させることができない。そのため、送信レンズ６により、光の一部をカットする必要があった。送信レンズ６は、図４（ａ）にあるように、発光素子４が放射した光の一部を集光し、第１送信光８とする。一方、発光素子４が放射した光のうち、送信レンズ６の外周を通過する光（第２送信光）は、迷光１８としてカットされる。
【００７８】
送信レンズ６がカットした（送信レンズ６の外周を通過した）光は、迷光１８となり、双方向光通信モジュール１内を散乱する。図４（ａ）の構造の場合、迷光１８の一部は、光ファイバー２または光ファイバープラグ２６に照射する。図４（ｂ）は、図４（ａ）の構成を矢印Ａ方向から見たときの様子を示した図である。図４（ｂ）には、斜線を付した部分がある。光ファイバー２または光ファイバープラグ２６に迷光１８の一部が照射する部分を、その斜線部３２に示す。また、斜線部３２に照射した迷光１８は、反射ミラー７方向に反射する。そのため、受信光９との分離が困難である。さらに、その迷光１８は、受光素子に結合しやすくなり、内乱光による混信の原因となる。
【００７９】
上記の迷光を制御するため、本実施の形態においては、図５（ａ）に示すように、送信レンズ６の周囲に発散部２５を形成する。また、図５（ｂ）は、図５R>５（ａ）の構成を矢印Ｂ方向から見たときの様子を示した図である。第２送信光制御部である発散部２５は、第２送信光３３が入射すると、迷光１８の向きを変える。なお、第２送信光３３とは、発散部２５が第２送信光３３を迷光１８とする前の光である。いわば、迷光１８となる前であり、かつ、発散部２５に向かっている光である。また、図４または図５上に描いた、送信レンズ６より上に位置する光通信経路をもつ光ファイバー２および光通信経路素子の端面に該当する光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射しないように、発散部２５が迷光１８の向きを変える。その結果、迷光１８に起因する内乱光の混信は、大幅に低減する。
【００８０】
なお、内乱光による混信を防止する上で、図４または図５において送信レンズ６より下に位置する迷光が、双方向光通信モジュール１の部材、光ファイバー２などに照射しないようにすることがより好ましい。送信レンズ６より下に位置する迷光によって起きる混信を抑制するために、受信光制御部としての反射ミラー７を用いることができる。
【００８１】
次に、発散部２５について説明する。発散部２５は、送信レンズ６の外周部に位置する。発散部２５とは、第１送信光８と迷光１８との分離を明確にし、迷光１８を制御するためのものである。特に、送信レンズ６の外周部を通過する光が迷光１８となって、光ファイバー２または光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射しないように、発散部２５を配置する。そのように発散部２５を配置することによって、受信光９と迷光１８との分離を容易に行うことができる。
【００８２】
図６、図７および図８に、発散部２５の例を示す。図６、図７および図８は、送信レンズ６（第１送信光制御部）の外周に連続して、発散部２５（第２送信光制御部）を形成する例を示している。
【００８３】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２送信光制御部である発散部２５は、送信レンズ６の外周に連続して形成したプリズム形状とすることができる。図６（ａ）は、プリズム形状の発散部の構成を示す断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）を矢印Ｃ方向から見た様子を示す平面図ある。また、図６の発散部２５は、プリズム形状の例として、円柱を円すい形にくり抜き、そのくり抜いた中心部に送信レンズ６を配置した形状を示している。
【００８４】
図７（ａ）は、レンズ形状の発散部２５（第２送信光制御部）の構成を示す断面図である。図７（ｂ）は、図６（ａ）を矢印Ｄ方向から見た様子を示す平面図ある。図７（ａ）（ｂ）に示すように、発散部２５を、外周に連続して形成したレンズ形状とすることができる。図７の発散部２５は、レンズ形状の例として、円柱を半球形にくり抜き、そのくり抜いた中心部に送信レンズ６を配置した形状を示している。これら発散部２５は、発光素子４から出射した光のうち、送信レンズ６の外周部を通過する光を外周方向に屈折させる。この屈折により、光ファイバー２および光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射しないようにする。
【００８５】
上記発散部２５は、屈折により、第１送信光８と迷光１８との分離を容易とする。さらに、発光素子４および光ファイバー２の配置に応じて、光ファイバー２および光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射しないようにするために、プリズムの角度およびレンズの曲率を変化させることができる。つまり、プリズムの角度およびレンズの曲率を、任意に選択し、容易に最適なものとすることができる。
【００８６】
また、図８（ａ）（ｂ）には、送信レンズ６の外周を遮光する発散部２５（第２送信光制御部）を示す。図８（ａ）は、外周を遮光する発散部２５の構成を示す断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）を矢印Ｅ方向から見た様子を示す平面図ある。
【００８７】
上記のような、送信レンズ６の外周を遮光する発散部２５（第２送信光制御部）は、送信レンズ６の外周部を通過する光を吸収または反射する。そのような光の吸収または反射は、光ファイバー２および光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射することを防止する。図８に記載の発散部２５は、発光素子４の光軸に対して垂直である。しかし、発散部２５は、発光素子４の光軸に対して垂直でなくてもよい。例えば、図８の発散部２５を、傾斜のある形状または曲面形状としても良い。図８に記載した発散部２５の遮光材料としては、光を反射する材料または光吸収体を使用する。光を反射する材料、つまり光の反射率が高い材料とは、例えば、アルミニウムまたは金などの反射率の高い金属や上記反射ミラー７に使用したものと同様の材料などである。また、光吸収体とは、例えば、光吸収率の高い塗料などである。
【００８８】
上記のような第２送信光制御部である発散部２５を設けることによって、第１送信光制御部に小径のレンズを用いても、発散部２５が迷光１８を制御することができる。その結果、発光素子に半導体レーザーを用いた場合、半導体レーザーの出力を十分高く保って消光比を十分な大きさとしても、アイセーフティのための条件を満たす双方向光通信モジュールを得ることができる。
【００８９】
また、図９には、遮蔽部３０が存在する双方向光通信モジュール１を示している。図９は、発散部２５（第２送信光制御部）を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を吸収または反射する遮蔽部３０（遮蔽部材）を配置した一例である。
【００９０】
遮蔽部３０は、第１送信光８が通過しない位置、かつ発散部２５を通過した光（迷光１８）が照射する位置に設置する。また、遮蔽部３０は、光吸収率の高い光吸収層（遮蔽部材）３１を持つ。光吸収層に迷光１８が照射すると、光吸収層が迷光１８を吸収する。その結果、双方向光通信モジュール１内において、複数回反射または散乱して受光素子５に結合する迷光１８が減少する。ゆえに、遮蔽部３０および光吸収層３１は、内乱光による混信を確実に減少させる。光吸収層３１としては、光吸収率の高い塗料を塗布したもの、または光吸収率の高い材料を用いることができる。また、上記光吸収層３１の代わりに反射率の高い材料を配置して、受光素子５に結合しない方向に迷光１８を反射させても良い。
【００９１】
反射ミラー７は、図９にあるように、迷光１８を反射する。詳しく述べると、反射ミラー７（受信光制御部）の第２面が、迷光１８を反射する。つまり、反射ミラー７は、迷光１８が受光素子５に結合するのを防止しており、遮蔽部としての役割も果たしている。
【００９２】
以上のように、送信レンズ６の周囲に発散部２５を配置することにより、第１送信光８と迷光１８との分離が容易となる。また、迷光１８が受光素子５に結合して、内乱光による混信を生むのを容易に防止することできる。また、遮蔽部３０を配置することにより、より確実に内乱光による混信を防止することができる。
【００９３】
また、送信レンズ６（第１送信光制御部）および発散部２５（第２送信光制御部）を、同一材料で一体的に構成することができる。さらに、送信レンズ６（第１送信光制御部）、発散部２５（第２送信光制御部）および遮蔽部３０を、光学部材１０に一体で形成することも可能である。そのような一体形成により、部品点数の低減を図ることができ、安価で小型の双方向光通信モジュール１を得ることが可能となる。
【００９４】
なお、本実施の形態における光学部材１０の作製には、樹脂の射出成型を用いた。また、本実施の形態における光学部材１０の内部は、樹脂が充填された構造である。しかし、光学部材１０の一部に空洞がある構成とすることもできる。
【００９５】
また、第１送信光８が通過する領域を除き、光学部材１０にあるプリズム１１の面に、遮蔽部３０または光吸収層３１を形成しても良い。つまり、プリズム１１の面のうち、第１送信光８が通過する領域はプリズム１１のままとし、その通過領域以外の部分にあたるプリズム１１の面に、遮蔽部３０または光吸収層３１を形成してもよい。なお、第１送信光８が通過する領域以外の部分とは、発光素子４が発した光のうち、通信の相手先（相手局）には送信しない光が通過する部分と言い換えることもできる。さらに、そのプリズム１１の面に作る遮蔽部を、反射率の高い材料で構成するときは、反射ミラー７と同時にその遮蔽部３０を形成することができる。従って、反射率の高い材料でプリズム１１の面に遮蔽部３０を構成することは、製造工程を簡略化することになる。よって、製造コスト面においてもメリットがある。
【００９６】
次に、図１０を用いて近端反射および迷光の防止原理を説明する。第１送信光８は、光学部材１０のプリズム１１により屈折する。その後、光ファイバー２の外周部より、第１送信光８は光ファイバー２に入射する。その入射のとき、反射光１７が発生する。その反射光１７は、光ファイバー２の中心部方向に向かって進む。
【００９７】
遮光部１６は、反射ミラー７の一部として、光学部材１０のプリズム１１の先端に設ける。さらに、遮光部１６は、光ファイバー２に接触するように、または、光ファイバー２と数十〜数百μｍ離れた位置に配置する。また、反射ミラー７において受信光９が入射する側とは反対側の面（受信光制御部の第２面）に、遮光部１６を設ける。遮光部１６はそのような位置にあるため、反射光１７は遮光部１６で反射する。その結果、反射光１７は、受光素子５の方向に入射しない。
【００９８】
また、発光素子４から放射した光の一部（第２送信光３３）は、送信レンズ６に入射せずに発散部２５を通過し、迷光１８となる。前述したように、光ファイバー２および光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射しないように、発散部２５を設置している。つまり、光ファイバー２の外周より外の方に迷光１８が進むように、発散部２５が迷光１８の向きを変え、光ファイバー２側（図１０の左側）から反射ミラー７の第１面側に迷光１８が入射することを防止する。その結果、迷光１８が受光素子５に結合するのを防止している。
【００９９】
また、光ファイバー２側の反対側（図１０の右側）、すなわち発光素子４側から反射ミラー７の内側（第１面側）に迷光１８が入射することは、反射ミラー７が防止する。その防止は、受光素子５を完全に覆うように反射ミラー７を設置していることによる。さらに説明すると、反射ミラーにおいて受光素子５を配置した面の反対の面に、迷光１８が照射するためである。なお、「反射ミラーにおいて受光素子５を配置した面の反対の面」とは、受信光制御部の第２面のことである。
【０１００】
また、上記のような構成とすると、発光素子４の組み立て公差により発光素子４の位置ずれが生じた場合でも、予期しない迷光１８が受光素子５に入射することがない。発光素子４の組み立て公差を高精度とすると、組み立てコストが高くなる。しかし、本実施の形態の構成によれば、反射ミラー７によって、予期しない迷光１８が受光素子５に入射することを防止できるので、その分、発光素子４の組み立て公差を大きくすることができる。その結果、組み立てコストを低減することができる。なお、発光素子４の組み立て公差は、一般には数１０μｍ程度である。
【０１０１】
また、反射光１７も迷光となって双方向光通信モジュール１内を散乱する。しかし、上記迷光１８と同様の理由により、受光素子５に結合しない。その同様の理由とは、受信光制御部である反射ミラーの第２面、つまり、受光素子５を配置した面の反対の面に、反射光１７が照射する、ということである。すなわち、反射ミラー７は、受信光９を受光素子５に結合させる働きとともに、反射光１７および迷光１８を受光素子５から光学的に分離する働きも有している。
【０１０２】
この反射ミラー７は、光学部材１０に薄膜を製膜して作成することができる。例えば、アルミニウムなどの薄膜を、光学部材１０に、蒸着法などにより製膜して作成する。反射ミラー７は受光素子５を光学的に分離していることから、迷光１８の影響を気にすることなく、発光素子４の配置を決定することができる。このように発光素子４の配置決定ができるということにより、双方向光通信モジュール１の設計自由度を増すという効果、および双方向光通信モジュール１の組み立て調整を容易にするという効果を奏する。
【０１０３】
次に、図１１を用いて、相手モジュール反射の防止原理を説明する。本実施の形態における双方向光通信モジュール１において、相手モジュール反射が生じる要因となる光は、以下の２つの光である。なお、下記２つの光が再び光ファイバー２に結合すると、相手モジュール反射による混信が発生する。
（１）受光素子５の表面で反射した素子反射光１９。
（２）光ファイバー２から出射する受信光９の一部が、光学部材１０（主に、プリズム１１）で反射したプリズム反射光２０。
【０１０４】
まず、素子反射光１９についての対策を説明する。受光素子５の受光面は、反射防止コートを行うことにより受信光９の反射を防止し、受光効率を向上させている。反射防止コートとは、例えば、窒化シリコンの薄膜などである。しかし、受信光９のすべてが、受光面に入射するわけではない。受信光９の一部は、受光面以外に入射して反射し、相手モジュール反射の原因となる。このため、受光面以外の部分にも、反射防止膜を形成する。このように、受光面以外の部分にも反射防止膜を形成することによって、確実に相手モジュール反射を抑制している。なお、上記反射防止膜とは、使用する波長領域での光吸収率が高く、反射率の低い材料で構成する。例えば、黒色の着色レジストなどである。
【０１０５】
次に、プリズム反射光２０についての対策を説明する。プリズム反射光２０については、プリズム１１の傾斜角度を最適化することにより、プリズム反射光２０が光ファイバー２に入射しても、結合しないようにすることができる。すなわち、光ファイバー２の開口数より大きな角度でプリズム反射光２０が光ファイバー２に入射するように、プリズム１１の傾斜角度を最適化すればよい。そのためには、光ファイバー２の光軸に対するプリズム１１の傾斜角度を、光ファイバー２のＮＡ程度、またはそれ以上に設定すれば良い。例えば、ＮＡ０．３の光ファイバー２を用いる場合、プリズム１１の傾斜角は、１０°以上、好ましくは１７°以上とすれば良い。なお、プリズム１１の傾斜角とは、図１１において、光ファイバー２の光軸に垂直な軸と、プリズム１１とがなす角のことである。しかし、プリズム１１の傾斜角を大きくした場合、光ファイバー２への第１送信光８の入射角度も大きくなる。その結果、第１送信光８の結合損失の低下、または高次のモードのみでの励振となる場合がある。ゆえに、上記の事項を考慮して、最適なプリズムの傾斜角度を設定する必要がある。
【０１０６】
また、プリズム反射光２０の対策は、図１２R>２に示すような対策としてもよい。すなわち、第１送信光８が通過する部分（図中、Ａで示す）はプリズム１１を形成せず、第１送信光８が通過しない部分（図中、Ｂと示す）は傾斜角の大きいプリズム１１を形成するという対策である。この場合、プリズム１１を形成していない部分で反射したプリズム反射光２０は、相手モジュール反射となる。しかし、そのプリズムを形成していない部分の面積を十分に小さくすることによって、相手モジュール反射を少なくすることが可能である。あるいは、第１送信光８が通過する部分のプリズム１１の傾斜角度を小さくして、第１送信光８が通過しない部分のプリズム１１の傾斜角度を大きくするという対策でもよい。つまり、プリズムの傾斜角度を２段階設定してもよい。また、受信光９が照射する光学部材１０の面に、反射防止コート（ＡＲ（anti-reflection）コート）を行い、反射率を低減させるという対策でもよい。
【０１０７】
次に、光ファイバー２の遠端反射について説明する。図２のように、光ファイバー２の端面が光軸に対して垂直（９０°）となっている場合、光ファイバー２と空気との屈折率差により、約４％の遠端反射が生じる。なお、遠端反射の量は、遠端反射量の絶対量であって、光ファイバー２からの出射光量に対する光ファイバー２の遠端面での反射光量を、割合（％）で表している。
【０１０８】
この遠端反射は、光ファイバー２の端面形状（光通信経路素子の端面の形状）を工夫することによって低減することが可能となる。例えば、図１３に示すように、光ファイバー２（光通信経路素子）の端面を光軸に対して傾斜させる方法がある。また、図１４に示すように、光ファイバー２（光通信経路素子）の端面を球面にする方法がある。
【０１０９】
上記２つの方法は、両方とも、光ファイバー２の端面で遠端反射する光の方向を変えて、その反射光の角度を、光ファイバー２の開口数以上の角度にする。これにより、遠端反射の光が、光ファイバー２を伝搬しないようにしている。
【０１１０】
なお、このように光ファイバー（光通信経路素子）の断面の形状を工夫するものとして適当なのは、例えば、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）などである。ＰＯＦにおいて、上記のように、端面を傾斜させるように加工すること、および球面に加工することは簡単である。例えば、任意の形状のホットプレートに端面を押し付けて、端面を溶融させることにより加工することができる。
【０１１１】
次に、上記のように光ファイバー２の端面形状を変えた場合における、双方向光通信モジュール１の構成について説明する。
【０１１２】
図１３に、端面を傾斜させた光ファイバー２を、双方向光通信モジュール１に結合させる場合を示す。この場合、光ファイバー２の第１送信光８が入射する側を、光ファイバー２の断面が鈍角（光ファイバー２の端面と光ファイバー２の外部側面とのなす角が鈍角）となる側に固定して、双方向光通信モジュール１に結合させる。このような配置にすると、第１送信光８が光ファイバー２で反射した光である反射光１７は、光ファイバー２の外周部方向に反射する。その結果、確実に近端反射による混信を低減することができる。また、光ファイバー２から出射した受信光９は、端面の傾斜によって受光素子側（図１３の下方）に屈折する。ゆえに、屈折した光は反射ミラー７の方向に進み、さらに受信効率が向上することになる。
【０１１３】
なお、光ファイバー２の端面傾斜角度は、光ファイバー２の開口数（ＮＡ）に合わせて設定することにより、遠端反射を確実に低減することができる。具体的に言うと、光ファイバー２の端面で反射した光が、光ファイバー２を伝搬しないように傾斜角を設定する。反射光の大半は、光ファイバー２の光軸に対してＮＡ以上の角度を持つ。そのため、光ファイバー２のＮＡより大きい角度に傾斜角を設定すれば、光ファイバー２の端面で反射した光が光ファイバー２を伝搬することなく、遠端反射を確実に低減することができる。ただし、傾斜角が大きすぎると、第１送信光８が光ファイバー２に結合しにくくなる。そのため、第１送信光８が光ファイバー２に結合するのを阻害しないように、傾斜角を決定する。ＮＡ０．３の光ファイバー２の傾斜角αを８０°とした場合、遠端反射は０．４％に低減した。なお、αを９０°とした場合、遠端反射は４％である。
【０１１４】
図１４に、端面を球面とした光ファイバー２を、双方向光通信モジュール１に結合させる場合を示す。光ファイバー２の端面を球面とした場合は、傾斜させた場合のように、双方向光通信モジュール１に対する光ファイバー２の方向を決める必要がない。そのため、方向を気にせず、容易に、光ファイバー２を抜き差しすることができる。端面を球面とした光ファイバー２に外周部近傍から第１送信光８を入射させると、端面を傾斜させた場合と同様、反射光１７は、光ファイバー２の外周方向に反射する。その結果、確実に近端反射による混信を低減できる。さらに、光ファイバー２から出射する受信光９の一部は、光ファイバー２の球端面により集光してから出射する。そのため、受信効率が向上する。
【０１１５】
また、光ファイバー２の端面が傾斜面または球面の場合、光ファイバー２に入射した第１送信光８は、端面形状により屈折する。第１送信光８の光ファイバー２への結合効率を高くするためには、屈折した第１送信光８の、光ファイバー２の光軸に対する角度を、光ファイバー２のＮＡより小さくする必要がある。その必要に応じるためには、図１５に示すように、プリズム１１の傾斜面を、図１３および図１４に記載の方向と逆方向の傾斜面とすることが好ましい。以上のように、光ファイバー２の端面を傾斜、または球面にすることにより、遠端反射を低減できるとともに、受信効率を向上させることができる。
【０１１６】
次に、電気的・電磁的混信の防止方法について説明する。ステム１３は、受光素子５のグランド電極と接続する。サブマウント１２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの絶縁体を用いて形成する。つまり、発光素子４と受光素子５とは、電気的に分離している。また、反射ミラー７が、光学部材１０の下部にも形成（電極２１）している。その電極２１により、ステム１３と反射ミラー７とが電気的に接続している。すなわち、発光素子４から見た場合、受光素子５は反射ミラー７およびステム１３が受光素子５をシールドしている。このシールドにより、電磁的な混信を抑制している。
【０１１７】
反射ミラー７は、反射率が高く導電性を有する材料を蒸着することにより形成する。本実施の形態では、反射ミラー７にアルミニウムを用いた。本実施の形態における反射ミラー７の反射率は、約９０％（光の波長が６５０ｎｍの時）である。なお、他の反射ミラー７の材料として、例えば、金などの金属を用いてもよい。反射ミラー７は、図２にあるように、光学部材１０の左下側に形成する。その反射ミラー７を形成するときに、同時に電極２１も形成する。反射ミラー７および電極２１は、図２にあるように、光学部材１０の下部側における全面に設置する。そのため、マスクなどによるパターニングを行うことなく、簡単に、反射ミラー７および電極２１を形成することができる。
【０１１８】
また、送信部カバー１５は、発光素子４およびモニタ用フォトダイオード１４を覆っている。送信部カバー１５は、光学部材１０とステム１３とに接着されており、発光素子４を外気から封止している。送信部カバー１５は、ステム１３と電気的にも接続している。この接続により、送信部カバー１５は、外部から電磁的に発光素子４を封止する役割も有している。
【０１１９】
また、光学部材１０の一部を、発光素子４の封止部材の一部（通常のカバーガラスに相当するもの）に使用している。このような使用は、部品点数の低減、部品コストの低減、および製造行程の簡略化に貢献している。
【０１２０】
次に、図２に示す、双方向光通信モジュール１の各構成部材について説明する。光ファイバー２としては、例えばＰＯＦなどのマルチモード光ファイバーを用いることが好ましい。ＰＯＦのコアは、ＰＭＭＡ（polymethylmethacrylate）またはポリカーボネートなどの光透過性に優れたプラスチックからなる。また、ＰＯＦのクラッドは、上記のコアより屈折率の低いプラスチックで構成されている。このような光ファイバー２は、石英光ファイバーと比べて、そのコアの径を約２００μｍから約１ｍｍと大きくすることが容易である。その容易さにより、ＰＯＦは、双方向光通信モジュール１との結合調整が容易である。さらに、ＰＯＦを用いて、安価な双方向光通信リンク３を得ることができる。
【０１２１】
本実施の形態で示したように、第１送信光８と受信光９を空間的に分離する場合、ＰＯＦのコア径は、１ｍｍ程度のものを使用することが好ましい。また、コアは石英ガラスよりなりクラッドはポリマーで構成されたＰＣＦ（Polymer CladFiber）を、ＰＯＦの代わりに用いても良い。ＰＣＦは、ＰＯＦに比べると価格が高いけれども、伝送損失が小さく、伝送帯域が広いという特徴がある。このため、ＰＣＦを伝送媒体とすることにより、長距離での通信および高速での通信が可能な双方向光通信リンク３を得ることができる。
【０１２２】
発光素子４としては、半導体レーザーまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる。発光素子４の波長は、使用する光ファイバー２の伝送損失が少ない波長が好ましい。製造コストを考える上では、上記のような波長のうち、発光素子４が安価となる波長を選ぶことがより好ましい。例えば、光ファイバー２としてＰＯＦを用いる場合、波長６５０ｎｍの半導体レーザーなどを用いることができる。波長６５０ｎｍの半導体レーザーは、ＤＶＤなどで量産効果のあるため、安価である。
【０１２３】
発光素子４の後部には、モニタ用フォトダイオード１４を配置する。モニタ用フォトダイオード１４には、発光素子４の光量を一定に保つという役割がある。
【０１２４】
受光素子５としては、受光した変調光の強弱を電気信号に変換でき、発光素子４の波長域で感度の高いフォトダイオードを使用する。そのようなフォトダイオードとは、例えば、シリコンを材料とするＰＩＮフォトダイオード、アバランシェフォトダイオードなどである。
【０１２５】
光学部材１０は、ＰＭＭＡあるいはポリカーボネート等のプラスチックを材料とし、射出成型などによりに作製する。そして、光学部材１０の反射ミラー７となる側には、アルミニウムまたは金のような反射率の高い金属薄膜を、蒸着法などにより形成する。
【０１２６】
反射ミラー７は、図２の光学部材１０の左下側から蒸着により形成する。そのため、マスク等によるパターニングを行うことなく、反射ミラー７を簡単に形成することができる。反射ミラー７は曲面となっており、受信光９を集光する役割を有している。また、光学部材１０下面のステム１３と接触する面には、電極２１を形成する。
【０１２７】
電極２１は、反射ミラー７と同時に、蒸着法などによって形成する。また、電極２１は、反射ミラー７と少なくともその一部がつながっている。
【０１２８】
光学部材１０には、第１送信光８を集光して光ファイバー２に結合させる送信レンズ６と、迷光による混信を防止するための発散部２５と、第１送信光８を屈折させて光ファイバー２に入射させるプリズム１１とが形成されている。さらに、図示はしていないけれども、発光素子４と受光素子５との位置合わせに使用する位置決め用の凹凸部が、光学部材１０に形成されている。また、光学部材１０は、発光素子４の封止部材の一部としても用いる。このように、１つの光学部材１０に多数の機能を持たせているため、構成部材を大幅に低減できるとともに、組み立て時の公差を低減できるため、低コストで小型な双方向光通信モジュール１を得ることが可能となる。
【０１２９】
さらに、１つのステム１３上に、発光素子４、受光素子５および光学部材１０を、それぞれ光ファイバー２の光軸と平行に配置することができる。その結果、複雑な組み立て工程が不必要となり、組み立て工程を大幅に低減することができる。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態で示した双方向光通信モジュール１を用いることにより、近端反射、遠端反射、相手モジュール反射、および内乱光による混信を防止できる。さらに、本実施の形態で示した双方向光通信モジュール１を用いることにより、電気的・電磁的混信も低減できる。ゆえに、本実施の形態の双方向光通信モジュール１を用いて、一本の光ファイバー２による全二重方式の双方向光通信が可能となる。特に、送信レンズ６の周囲に発散部２５を形成することによって、第１送信光８と迷光１８との分離が容易となる。その結果、内乱光による混信を確実に低減することできる。また、１つの光学部材１０に多数の機能を持たせることから、低コスト、小型、および簡易に製造可能な双方向光通信モジュール１を得ることができる。
【０１３１】
〔実施の形態２〕
本発明における他の実施の形態を図１６に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３２】
図１６に、第１送信レンズ２２と第２送信レンズ２３とを用いた双方向光通信モジュール１を示す。図１６は、第１送信光制御部が複数のレンズを含む一例を示している。図１６のように第１送信レンズ２２と第２送信レンズ２３とを用いる構成にすると、発光ダイオード（ＬＥＤ）や面発光レーザーなどの面発光型の物を、発光素子４に使用することができる。
【０１３３】
発光素子４から出射した光は、第１送信レンズ２２によって集光され、光学部材１０を通過する。さらに、その光は、第２送信レンズ２３により集光され、光ファイバー２に結合する。
【０１３４】
発光素子４としてＬＥＤを用いると、発光素子４に半導体レーザーを用いたときのような高価なドライブ回路が不要となる。そのため、発光素子４にＬＥＤを用いると、低コストの双方向光通信モジュール１を得ることができる。
【０１３５】
しかし、半導体レーザーと比較して、ＬＥＤは、放射角が広く発光部面積が大きい。そのため、発光素子４にＬＥＤを用いた場合は、送信レンズと高効率で光を結合させるために、発光素子４と送信レンズ６とを近接させる必要がある。しかしながら、ＬＥＤは放射角が広く発光部面積が大きいため、送信レンズ６に発光部を近接させた場合、十分に集光できないという問題があった。
【０１３６】
本実施の形態で示した、双方向光通信モジュール１では、第１送信光制御部として、第１送信レンズ２２および第２送信レンズ２３という複数のレンズを使用することにより、発光素子４にＬＥＤを使用しても、第１送信光８の集光が容易となる。さらに、上記のように２つの送信レンズ（第１送信レンズ２２および第２送信レンズ２３）を使用することにより、送信効率を向上させることもできる。
【０１３７】
実施の形態２において、実施の形態１における図１１または１２のようなプリズム１１を配置していない。しかし、第２送信レンズ２３から照射した受信光９は、第２送信レンズ２３に発散して反射する。そのため、第２送信レンズ２３によって相手モジュール反射の防止をすることができる。
【０１３８】
第１送信レンズ２２の外周部には、実施の形態１に示したように発散部２５を形成する。発散部２５は、迷光１８と第１送信光８とに光を分離する。さらに、発散部２５は、光ファイバー２あるいは光ファイバープラグ２６に迷光１８が照射するのを防止する。
【０１３９】
また、第２送信レンズ２３の周囲にも、実施の形態１の発散部２５と同様の発散部を形成して内乱光による混信を防止しても良い。例えば、第２送信レンズ２３の外周に連続して発散部を形成してもよい。また、その発散部は、例えば、プリズム、レンズ、光の反射率が高い材料で構成してもよい。
【０１４０】
以上のように、実施の形態２に示した双方向光通信モジュール１を用いることにより、安価なＬＥＤを使用することができ、また、内乱光による混信を確実に防止することが可能となる。
【０１４１】
〔実施の形態３〕
本発明における、さらに他の実施の形態を、図１７に基づいて説明する。ただし、実施の形態１および２において説明したものと同様の機能を有する部材については、同一の部材番号を付与して、その説明は省略した。
【０１４２】
図１７に、反射ミラー７（受信光制御部）と受光素子５との間に、受信光を集光する受信レンズを設置するという一例を示す。本実施の形態では、反射ミラー７で集光した受信光９を、受信レンズ２４がさらに集光して、受信効率をより向上させる構成とした。
【０１４３】
受信レンズ２４は、モールド部２９と一体に形成する。モールド部２９は、受光素子５とその近傍に配置したプリアンプ２８とを外気から封止する。なお、モールド部２９の材料には、アクリルまたはポリカーボネートなどの透明性の樹脂を用いる。
【０１４４】
受光素子５とプリアンプ２８とを外気から封止することにより、経時劣化による性能の低下を防止することができる。また、受信レンズ２４を単独で設置するのと比較して、モールド部２９に受信レンズ２４を形成すると、双方向光通信モジュール１は小型となる。
【０１４５】
送信レンズ６の周囲には、発散部２５を形成する。本実施の形態では、発散部２５として、遮光膜を使用している。遮光膜としては、例えば、反射膜として送信レンズ６の周囲に蒸着ミラーを形成したもの、光吸収率の高い材料を塗布したものなどを使用することができる。もちろん、実施の形態１または２と同様、発散部２５を、送信レンズ６の外周に連続して形成した、プリズムまたはレンズで構成してもよい。
【０１４６】
以上のように、実施の形態３に示した双方向光通信モジュール１は、受信効率が高く、安定した性能を示し、内乱光による混信を確実に防止することができる。
【０１４７】
【発明の効果】
本発明の双方向光通信モジュールは、以上のように、上記発光素子と上記光通信経路の端面との間に送信レンズを設け、該送信レンズには発光素子からの送信光が入射し、該送信レンズを通過する上記送信光は、上記光通信経路素子の端面における上記光通信経路に入射し、上記送信レンズの外周に連続して光発散部を形成することで、該光発散部を通過する光の少なくとも一部を、上記光通信経路および上記光通信経路素子の端面に入射させない、という構成である。
【０１４８】
それゆえ、発光素子の出力を十分高く保って消光比を十分な大きさとしても、アイセーフティのための条件を満たす双方向光通信モジュールを得る、という効果を奏する。また、送信対象でない光と受信光との混信を効果的に抑制することができる、という効果を奏する。
【０１４９】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、送信レンズの外周に連続して光発散部を形成する、という構成である。
【０１５０】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、発光素子が放射するすべての光を、簡単な構成で制御することが可能となる、という効果を奏する。
【０１５１】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記光発散部を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を吸収する遮蔽部材を配置する、という構成である。
【０１５２】
それゆえ、双方向光通信モジュール内において、上記の構成による効果に加えて、複数回散乱し受光素子に結合するという迷光が減少し、内乱光による混信をさらに減少させることができる、という効果を奏する。
【０１５３】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記光発散部を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を反射する遮蔽部材を配置する、という構成である。
【０１５４】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、双方向光通信モジュール内において、複数回散乱し受光素子に結合するという迷光が減少し、内乱光による混信をさらに減少させることができる、という効果を奏する。
【０１５５】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記光発散部を、プリズム、レンズで構成する、という構成である。
【０１５６】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、内乱光による混信をさらに減少させることができる、という効果を奏する。
【０１５７】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記送信レンズと光発散部とを同一材料で一体的に形成する、という構成である。
【０１５８】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、経時劣化が少なく、安価で小型の双方向光通信モジュールを得ることができる、という効果を奏する。
【０１５９】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、第１面と該第１面の裏面である第２面とを有する反射面を備え、上記第１面と第２面は共に光を反射し、上記第１面は上記光通信経路素子の端面と向かい合い、受信光を反射して、その反射した受信光を受光素子に集光し、上記第２面は、第２面に照射する光を反射して、第２面に照射する光が受光素子に照射するのを防ぐ、という構成である。
【０１６０】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、受信光以外の光が受光素子に結合して発生する混信をより容易に減少させることができる、という効果を奏する。
【０１６１】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、光通信経路素子の端面で反射した光を遮光する遮光部を、上記反射面の第２面に設ける、という構成である。
【０１６２】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、近端反射による混信をより効果的に減少させることができる、という効果を奏する。
【０１６３】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記反射面が形成される部位と上記送信レンズと上記光発散部とを同一材料で一体的に形成する、という構成である。
【０１６４】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、経時劣化が少なく、安価で小型の双方向光通信モジュールを得ることができる、という効果を奏する。
【０１６５】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記送信レンズと光通信経路素子との間にプリズムを設置し、上記送信レンズを透過した光を第１送信光として、光通信経路の外周方向から第１送信光が入射するように、そのプリズムが第１送信光を屈折させる、という構成である。
【０１６６】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、送信領域を小さくし、その分受信領域を大きくすることができる、という効果を奏する。
【０１６７】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、光通信経路素子の端面の形状を光軸に対して傾斜させ、光通信経路素子の断面が傾斜によって鈍角となる側が、光通信経路素子に第１送信光が入射する側となるように、光通信経路素子を固定する、という構成である。
【０１６８】
それゆえ、上記の構成による加えて、遠端反射による混信をさらに減少させる、という効果を奏する。
【０１６９】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、光通信経路素子の端面の形状を球面とする、という構成である。
【０１７０】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、遠端反射による混信を減少させることができる、という効果を奏する。
【０１７１】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記送信レンズは、複数のレンズを含む、という構成である。
【０１７２】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、レンズの集光する能力を増加させ、使用可能な発光素子の種類を増加させることができる、という効果を奏する。
【０１７３】
また、本発明の双方向光通信モジュールは、上記の構成に加えて、上記反射面と受光素子との間に、受信光を集光する受信レンズを設置する、という構成である。
【０１７４】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、反射面が集光した受信光を、受信レンズがさらに集光し、受信効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の双方向光通信モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】 本発明における双方向光通信モジュールの実施の一形態を示す断面図である。
【図３】 本発明における双方向光通信モジュールの送信領域と受信領域とを示す平面図である。
【図４】 （ａ）は、本発明における双方向光通信モジュールに発散部がない場合の光路を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）を矢印Ａ方向から見た様子を示す平面図である。
【図５】 （ａ）は、本発明における双方向光通信モジュールに、発散部があるときに、発散部を通過する光の光路を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）を矢印Ｂ方向から見た様子を示す平面図である。
【図６】 （ａ）は、本発明における双方向光通信モジュールの発散部の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を矢印Ｃ方向から見た様子を示す平面図である。
【図７】 （ａ）は、本発明における双方向光通信モジュールの発散部の、他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を矢印Ｄ方向から見た様子を示す平面図である。
【図８】 （ａ）は、本発明における双方向光通信モジュールの発散部の、さらに他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を矢印Ｅ方向から見た様子を示す平面図である。
【図９】 本発明における双方向光通信モジュールに遮蔽部材を含む構成を示す平面図である。
【図１０】 本発明における双方向光通信モジュールで行う混信防止の原理を示す平面図である。
【図１１】 本発明における双方向光通信モジュールの相手モジュール反射の防止原理を示す平面図
である。
【図１２】 本発明における双方向光通信モジュールの、他のプリズム形状とした構成例を示す平面図である。
【図１３】 本発明における双方向光通信モジュールに用いる光ファイバーの端面を傾斜させた構成を示す平面図である。
【図１４】 本発明における双方向光通信モジュールに用いる光ファイバーの端面を球面とした構成を示す平面図である。
【図１５】 本発明における双方向光通信モジュールの、さらに他のプリズム形状とした構成例を示す平面図である。
【図１６】 本発明における双方向光通信モジュールの、送信レンズを２つとした構成を示す平面図である。
【図１７】 本発明における双方向光通信モジュールの、受信レンズを設置した構成を示す平面図である。
【図１８】 半導体レーザーの駆動電流と光出力との関係を示すグラフである。
【図１９】 従来の双方向光通信モジュールの一構成例を示す平面図である。
【図２０】 従来の双方向光通信モジュールの他の構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 双方向光通信モジュール
２ 光ファイバー（光通信経路素子）
３ 双方向光通信リンク
４ 発光素子
５ 受光素子
６ 送信レンズ（第１送信光制御部）
７ 反射ミラー（受信光制御部）
８ 第１送信光
９ 受信光
１０ 光学部材
１１ プリズム
１２ サブマウント
１３ ステム
１４ モニタ用フォトダイオード
１５ 送信部カバー
１６ 遮光部
１７ 反射光
１８ 迷光
１９ 素子反射光
２０ プリズム反射光
２１ 電極
２２ 第１送信レンズ
２３ 第２送信レンズ
２４ 受信レンズ
２５ 発散部（第２送信光制御部）
２６ 光ファイバープラグ
２７ レセプタクル
２８ プリアンプ
２９ モールド部
３０ 遮蔽部（遮蔽部材）
３１ 光吸収層（遮蔽部材）
３２ 斜線部
３３ 第２送信光

Claims (14)

1. 光信号を通す光通信経路を有する光通信経路素子を一本用いて、発光素子から上記光通信経路素子の一端面における上記光通信経路に光を入射させることで光信号を送信するとともに、受光素子で、上記光通信経路素子の同じ一端面における上記光通信経路から出射される受信光を受光することで光信号を受信し、それによって相手局と双方向に通信を行う双方向光通信モジュールにおいて、
   上記発光素子と上記光通信経路の端面との間に送信レンズを設け、
   該送信レンズには発光素子からの送信光が入射し、該送信レンズを通過する上記送信光は、上記光通信経路素子の端面における上記光通信経路に入射し、
   上記送信レンズの外周に連続して光発散部を形成することで、
   該光発散部を通過する光の少なくとも一部を、上記光通信経路および上記光通信経路素子の端面に入射させないことを特徴とする双方向光通信モジュール。
2. 上記光発散部を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を吸収する遮蔽部材を配置することを特徴とする請求項１に記載の双方向光通信モジュール。
3. 上記光発散部を通過した少なくとも一部の光が照射する位置に、その照射した光を反射する遮蔽部材を配置することを特徴とする請求項１に記載の双方向光通信モジュール。
4. 上記光発散部を、プリズムで構成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
5. 上記光発散部を、レンズで構成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
6. 上記送信レンズと光発散部とを同一材料で一体的に形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
7. 第１面と該第１面の裏面である第２面とを有する反射面を備え、
   上記第１面と第２面は共に光を反射し、
   上記第１面は上記光通信経路素子の端面と向かい合い、受信光を反射して、その反射した受信光を受光素子に集光し、
   上記第２面は、第２面に照射する光を反射して、第２面に照射する光が受光素子に照射するのを防ぐことを特徴とする請求項６に記載の双方向光通信モジュール。
8. 光通信経路素子の端面で反射した光を遮光する遮光部を、上記反射面の第２面に設けることを特徴とする請求項７に記載の双方向光通信モジュール。
9. 上記反射面が形成される部位と上記送信レンズと上記光発散部とを同一材料で一体的に形成することを特徴とする請求項７または８に記載の双方向光通信モジュール。
10. 上記送信レンズと光通信経路素子との間にプリズムを設置し、上記送信レンズを透過した光を第１送信光として、光通信経路の外周方向から第１送信光が入射するように、そのプリズムが第１送信光を屈折させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
11. 光通信経路素子の端面の形状を光軸に対して傾斜させ、
    光通信経路素子の断面が傾斜によって鈍角となる側が、光通信経路素子に第１送信光が入射する側となるように、光通信経路素子を固定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
12. 光通信経路素子の端面の形状を球面とすることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
13. 上記送信レンズは、複数のレンズを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。
14. 上記反射面と受光素子との間に、受信光を集光する受信レンズを設置することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の双方向光通信モジュール。

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