JPH1074975A - Optical transmitter-receiver - Google Patents
Optical transmitter-receiverInfo
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- JPH1074975A JPH1074975A JP23053296A JP23053296A JPH1074975A JP H1074975 A JPH1074975 A JP H1074975A JP 23053296 A JP23053296 A JP 23053296A JP 23053296 A JP23053296 A JP 23053296A JP H1074975 A JPH1074975 A JP H1074975A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、信号の伝送を光で
行う光インターコネクションに用いることができる光送
受信装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission / reception apparatus which can be used for optical interconnection for transmitting signals by light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、コンピュータなどの筐体内に配
置される多数の回路ボード間の相互のデータ伝送に、光
でデータ伝送を行う光送受信装置を用いることが考えら
れる。この光送受信装置は、相互に通信を行う回路ボー
ドの各々に、例えば、レーザーダイオード等の発光素子
及び例えば、フォトダイオード等の受光素子を設けると
ともに、一方の回路ボード上の発光素子と他方の回路ボ
ード上の受光素子との間に、前記発光素子から出射され
た光を平行光化するためのレンズなどから成る光学系を
備えて構成される。2. Description of the Related Art For example, it is conceivable to use an optical transmission / reception device for transmitting data by light for mutual data transmission between a large number of circuit boards arranged in a housing of a computer or the like. This optical transceiver includes, for example, a light emitting element such as a laser diode and a light receiving element such as a photodiode on each of the circuit boards that communicate with each other, and a light emitting element on one circuit board and the other circuit. An optical system including a lens for collimating the light emitted from the light emitting element is provided between the light receiving element and the light receiving element on the board.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記回
路ボード上に備えられた発光素子の発光面の上方に前記
レンズを配置した場合に、当該回路ボード上の受光素子
に導かれるべき光が前記レンズに入り込まないようにす
るべく、前記レンズの径内から外れた位置に受光素子を
配置するから、前記発光素子と受光素子とが大きく離れ
て配置されることになり、光送受信装置の小型化が図れ
ないという問題があった。However, when the lens is arranged above the light emitting surface of the light emitting element provided on the circuit board, the light to be guided to the light receiving element on the circuit board is generated by the lens. Since the light receiving element is arranged at a position deviated from the inside of the diameter of the lens in order to prevent the light transmitting element from entering, the light emitting element and the light receiving element are arranged at a large distance, and the size of the optical transceiver is reduced. There was a problem that it could not be achieved.
【０００４】この発明は、上記の事情に鑑み、一つのレ
ンズを、発光素子と受光素子とで共用することによりこ
れら発光素子と受光素子とを近接させた光送受信装置を
提供することを目的とする。[0004] In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical transmitting and receiving apparatus in which one light-emitting element and a light-receiving element are shared by using one lens for the light-emitting element and the light-receiving element. I do.
【０００５】ところで、一つのレンズを、発光素子と受
光素子とで共用する構造の光送受信装置においては、以
下の不具合が予想される。すなわち、発光素子と受光素
子とが近接して配置されるため、発光素子の出射光路と
受光素子への入射光路とがほぼ同じ光路をとることにな
る。この結果、発光素子からの出射光を平行光化するた
めのレンズは、受光素子に入射する光を集光することに
なり、極めて狭い領域にのみ光が照射されることにな
る。このようなことが生じると、例えば、相互に異なる
周波数帯の光を通過させる波長フィルタを備えたフォト
ダイオード（受光素子）を複数個配置した光デマルチプ
レクサが使用される場合に、当該複数配置されたフォト
ダイオードの一部だけに光が照射されることになり、光
デマルチプレクサとして機能させることが困難となる。
なお、複数個のデータ源からのデータを外部からの選択
指定に従って１本の出力導線上に多重化する装置をマル
チプレクサ（データ・セレクタともよばれる）といい、
逆に多重化されたデータを指定された出力導線に分配す
る装置をデマルチプレクサという。The following problems are expected in an optical transmitting and receiving apparatus having a structure in which one lens is shared by a light emitting element and a light receiving element. That is, since the light-emitting element and the light-receiving element are arranged close to each other, the outgoing optical path of the light-emitting element and the incident optical path to the light-receiving element take substantially the same optical path. As a result, the lens for collimating the light emitted from the light emitting element condenses the light incident on the light receiving element, and the light is applied only to an extremely narrow area. When such a phenomenon occurs, for example, when an optical demultiplexer having a plurality of photodiodes (light receiving elements) each having a wavelength filter that transmits light in a different frequency band is used, the plurality of photodiodes (light receiving elements) are arranged. The light is radiated to only a part of the photodiode, and it is difficult to function as an optical demultiplexer.
A device that multiplexes data from a plurality of data sources onto one output conductor in accordance with an external selection designation is called a multiplexer (also called a data selector).
Conversely, a device for distributing multiplexed data to designated output conductors is called a demultiplexer.
【０００６】更に、以下のような不具合も考えられる。
図１０は、第１の光送受信装置１０１と第２の光送受信
装置１０２と第３の光送受信装置１０３を備え、第１の
光送受信装置１０１の発光素子からの光を第３の光送受
信装置１０３の受光素子に与え、第２の光送受信装置１
０２の発光素子からの光を第１の光送受信装置１０１の
受光素子に与えるようにした構成を示している。かかる
構成では、図のごとくビームスプリッタ１０４，１０５
等によって光路を分ける必要がある。ビームスプリッタ
１０４，１０５は、これを通過する光の量の約半分をロ
スさせるため、前記第１の光送受信装置１０１の発光素
子等として大パワーのものが必要になってくる。また、
このような光量ロスが生じると、各光学素子の相互間の
調整も複雑となる。[0006] Further, the following inconvenience can be considered.
FIG. 10 includes a first optical transceiver 101, a second optical transceiver 102, and a third optical transceiver 103, and transmits light from a light emitting element of the first optical transceiver 101 to a third optical transceiver. 103, the second optical transceiver 1
2 shows a configuration in which light from the light emitting element No. 02 is given to the light receiving element of the first optical transmitting / receiving device 101. In such a configuration, the beam splitters 104 and 105 are
It is necessary to divide the optical path according to the above. Since the beam splitters 104 and 105 lose about half of the amount of light passing through the beam splitters, high-power light-emitting elements and the like of the first optical transceiver 101 are required. Also,
When such a light amount loss occurs, adjustment between the optical elements becomes complicated.
【０００７】この発明の光送受信装置は、発光素子と受
光素子とでレンズを共用する構造とした場合の上記のよ
うな不具合を解消することも目的とする。An object of the optical transmitting and receiving apparatus of the present invention is to solve the above-mentioned problems when the light emitting element and the light receiving element share a lens.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の光送受信装置
は、受光素子と発光素子とが、前記発光素子からの光を
平行光化するレンズの径内に共に位置するように互いに
近接して配置されていることを特徴とする。According to the present invention, there is provided an optical transmitting and receiving apparatus, wherein a light receiving element and a light emitting element are close to each other such that the light receiving element and the light emitting element are located within a diameter of a lens for collimating light from the light emitting element. It is characterized by being arranged.
【０００９】このように発光素子と受光素子とを近接し
て配置したので、光送受信装置の小型化が図れるととも
に、前記レンズを受光素子用の光路と発光素子用の光路
で共用するので、部品点数を削減できる。なお、前記レ
ンズが発光素子と受光素子とで共用されると、発光素子
と受光素子のいずれか又は両方を前記レンズの光軸から
ずらして配置しなければならいことになるが、所定の範
囲内であれば特に問題はない。Since the light emitting element and the light receiving element are arranged close to each other as described above, the size of the optical transmitting / receiving device can be reduced, and the lens is shared by the light path for the light receiving element and the light path for the light emitting element. Points can be reduced. If the lens is shared by the light-emitting element and the light-receiving element, one or both of the light-emitting element and the light-receiving element must be displaced from the optical axis of the lens. If so, there is no particular problem.
【００１０】前記受光素子の受光面および前記発光素子
の発光面がともに前記レンズの光軸に対して垂直に配置
されるとともに、これら受光面および発光面から前記レ
ンズまでの距離が互いに異なるように段差配置されてい
てもよい。The light receiving surface of the light receiving element and the light emitting surface of the light emitting element are both arranged perpendicular to the optical axis of the lens, and the distances from the light receiving surface and the light emitting surface to the lens are different from each other. It may be arranged stepwise.
【００１１】これによれば、前記段差の分だけ受光面が
集光点からずらされ、前記レンズによる集光作用が緩和
されることになり、前記受光素子の受光面に広い範囲で
光が照射されることになる。従って、かかる受光素子が
光デマルチプレクサとして構成されている場合でも、問
題なく機能させることができる。According to this, the light receiving surface is displaced from the condensing point by the amount of the step, so that the light condensing action of the lens is alleviated, and light is irradiated over a wide range on the light receiving surface of the light receiving element. Will be done. Therefore, even when such a light receiving element is configured as an optical demultiplexer, it can function without any problem.
【００１２】前記発光素子のみその発光面が前記レンズ
の光軸に対して傾いて配置されていてもよい。[0012] Only the light emitting element may be arranged so that its light emitting surface is inclined with respect to the optical axis of the lens.
【００１３】これによれば、前記受光素子に至る光の光
路と、前記発光素子から出射される光の光路とが、非平
行になり、互いに独立した光路を設定できる。従って、
前記受光素子に至る光の光路上に例えばビームスプリッ
タが配置されている場合に、これを避けるように前記発
光素子用の光路を設定することができ、当該発光素子の
出射光の光量を減少させずに他の受光素子に導くことが
できる。また、各光路に別個にレンズ（前記レンズとは
異なる）を配置することによって各光路で所望の変換倍
率を得ること等も可能となる。According to this, the optical path of the light reaching the light receiving element and the optical path of the light emitted from the light emitting element are non-parallel, and the optical paths independent of each other can be set. Therefore,
For example, when a beam splitter is arranged on the optical path of light reaching the light receiving element, an optical path for the light emitting element can be set so as to avoid this, and the amount of light emitted from the light emitting element is reduced. Can be led to another light receiving element without the need. In addition, by separately arranging a lens (different from the lens) in each optical path, it is possible to obtain a desired conversion magnification in each optical path.
【００１４】前記発光素子のみその発光面が前記レンズ
の光軸に対して傾いて配置されるとともに、前記発光素
子の発光面および受光素子の受光面から前記レンズまで
の距離が互いに異なるように段差配置されていてもよ
い。また、前記受光素子の受光面および前記発光素子の
発光面がともに前記レンズの光軸に対して傾いて配置さ
れるとともに、これら受光面および発光面から前記レン
ズまでの距離が互いに異なるように段差配置されていて
もよい。また、前記受光素子の受光面および前記発光素
子の発光面がともに前記レンズの光軸に対して傾いて配
置されるとともに、これら受光面および発光面が同一平
面内に位置しているものでもよい。Only the light emitting element has its light emitting surface inclined with respect to the optical axis of the lens, and has a step so that the distance from the light emitting surface of the light emitting element and the light receiving surface of the light receiving element to the lens is different from each other. It may be arranged. Further, the light receiving surface of the light receiving element and the light emitting surface of the light emitting element are both arranged to be inclined with respect to the optical axis of the lens, and a step is formed so that the distance from the light receiving surface and the light emitting surface to the lens is different from each other. It may be arranged. Further, the light receiving surface of the light receiving element and the light emitting surface of the light emitting element may both be arranged inclined with respect to the optical axis of the lens, and the light receiving surface and the light emitting surface may be located in the same plane. .
【００１５】これらの構成であれば、前記受光素子の受
光面に広い範囲で光を照射させる作用と、受光素子用の
光路と発光素子用の光路を非平行化して互いに独立した
光路を設定できるという作用の両方を実現できる。With these configurations, it is possible to irradiate the light receiving surface of the light receiving element with light in a wide range, and to make the optical path for the light receiving element and the optical path for the light emitting element non-parallel to set independent optical paths. Both functions can be realized.
【００１６】なお、これらの発明において、受光素子に
は、受光素子部を複数有する受光素子アレイが含まれ、
発光素子には、発光素子部を複数有する発光素子アレイ
が含まれる。In these inventions, the light receiving element includes a light receiving element array having a plurality of light receiving element portions,
The light-emitting element includes a light-emitting element array having a plurality of light-emitting element portions.
【００１７】[0017]
（実施の形態１）以下、この発明の実施の形態を図に基
づいて説明する。(Embodiment 1) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】図１（ａ）は、この発明の実施の形態の光
送受信装置１の概略構成を示した模式図である。この光
送受信装置１は、受光により電気信号を生成する機能を
有する受光素子部を複数個（この実施の形態では受光素
子部を２個）配置した受光素子アレイ２と、電気信号に
よって光の出射／非出射が制御される発光素子部を複数
個配置した発光素子アレイ３とが、前記発光素子アレイ
３からの各光を平行光化するレンズ４の径内に共に位置
するように互いに近接して配置されるとともに、前記レ
ンズ４の光軸（「レンズの光軸」とは、レンズの中心を
通りレンズに対して垂直な直線軸をいう。）からそれぞ
れずれて配置されている。なお、受光により電気信号を
生成する機能には、受光により導通状態が変化する機能
や受光により電力を発生する機能などが含まれ、後者の
受光により電力を発生するものとしては、フォトダイオ
ードがある。また、電気信号によって光の出射と非出射
とが制御される発光素子としては、例えば、レーザーダ
イオードがある。FIG. 1A is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical transceiver 1 according to an embodiment of the present invention. The optical transmitting and receiving apparatus 1 includes a light receiving element array 2 in which a plurality of light receiving element portions (in this embodiment, two light receiving element portions) having a function of generating an electric signal by receiving light are arranged, and light is emitted by the electric signal. / The light emitting element array 3 in which a plurality of light emitting element sections whose non-emission is controlled is arranged close to each other so as to be located within the diameter of the lens 4 for collimating each light from the light emitting element array 3. The optical axis of the lens 4 (the “optical axis of the lens” is a linear axis passing through the center of the lens and perpendicular to the lens). The function of generating an electric signal by receiving light includes a function of changing a conduction state by receiving light, a function of generating power by receiving light, and the like, and a function of generating power by receiving light includes a photodiode. . In addition, as a light emitting element in which emission and non-emission of light are controlled by an electric signal, for example, there is a laser diode.
【００１９】そして、前記受光素子アレイ２の各素子の
受光面および前記発光素子アレイ３の各素子の発光面が
ともに前記レンズ４の光軸に対して垂直に配置されると
ともに、これら受光面および発光面から前記レンズ４ま
での距離が互いに異なるように段差配置されている。す
なわち、支持基台５の上面に段差が設けられていて、そ
の下段側には前記発光素子アレイ３が、上段側には受光
素子アレイ２がそれぞれ配置されている。また、前記受
光素子アレイ２の各素子の受光面上には、図示しない波
長選択フィルタ（或いは波長選択ホログラム素子）が設
けられている。各素子上に設けられた波長選択フィルタ
は互いに異なる波長帯域の光を透過させる機能を有す
る。The light receiving surfaces of the respective elements of the light receiving element array 2 and the light emitting surfaces of the respective elements of the light emitting element array 3 are both arranged perpendicularly to the optical axis of the lens 4. The steps are arranged so that the distance from the light emitting surface to the lens 4 is different from each other. That is, a step is provided on the upper surface of the support base 5, and the light emitting element array 3 is arranged on the lower side, and the light receiving element array 2 is arranged on the upper side. A wavelength selection filter (or wavelength selection hologram element) (not shown) is provided on the light receiving surface of each element of the light receiving element array 2. A wavelength selection filter provided on each element has a function of transmitting light in different wavelength bands.
【００２０】図２は、図１の光送受信装置１を用いた光
バス構造を示した模式図である。互いに波長が異なる光
を出射する第１発光素子１１（波長λ1）と第２発光素
子１２（波長λ2）とが前記受光素子アレイ２に対応し
て設けられているとともに、受光素子１３が前記発光素
子アレイ３に対応して設けられている。FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical bus structure using the optical transceiver 1 of FIG. A first light emitting element 11 (wavelength λ 1 ) and a second light emitting element 12 (wavelength λ 2 ) for emitting light having different wavelengths are provided corresponding to the light receiving element array 2, and the light receiving element 13 is provided. It is provided corresponding to the light emitting element array 3.
【００２１】かかる構成であれば、発光素子アレイ３と
受光素子アレイ２とが近接して配置されるので、光送受
信装置１の小型化が図れる。ここで、前記レンズ４は発
光素子アレイ３と受光素子アレイ２とで共用されるた
め、前述のごとく発光素子アレイ３と受光素子アレイ２
を前記レンズ４の光軸からずらして配置しているが、こ
のように光軸からシフト配置しても、そのシフト距離が
所定の範囲内であれば、前記レンズ４による変換倍率の
影響は殆どないといえる。図３は、光軸から発光素子ア
レイ３までのシフト距離Ｘ（図２参照）と変換倍率との
関係を示したグラフである。このグラフから明らかなよ
うに、シフト距離Ｘが±０．５ｍｍ程度の範囲内であれ
ば、変換倍率に殆ど変化はない。なお、変換倍率は、前
記レンズ４と前記受光素子１３側に配置された図示しな
いレンズとにより定まる。With such a configuration, since the light emitting element array 3 and the light receiving element array 2 are arranged close to each other, the size of the optical transceiver 1 can be reduced. Here, since the lens 4 is shared by the light emitting element array 3 and the light receiving element array 2, the light emitting element array 3 and the light receiving element array 2 are used as described above.
Is displaced from the optical axis of the lens 4, but even if the lens is shifted from the optical axis in this way, as long as the shift distance is within a predetermined range, the effect of the conversion magnification by the lens 4 is almost zero. I can't say that. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the shift distance X (see FIG. 2) from the optical axis to the light emitting element array 3 and the conversion magnification. As is clear from this graph, when the shift distance X is within the range of about ± 0.5 mm, there is almost no change in the conversion magnification. The conversion magnification is determined by the lens 4 and a lens (not shown) arranged on the light receiving element 13 side.
【００２２】また、前述のごとく、受光素子アレイ２の
受光面および発光素子アレイ３の発光面から前記レンズ
４までの距離が互いに異なるように段差配置されている
ので、図１（ａ）に示しているように、前記段差の分だ
け受光面が集光点からずらされ、前記レンズ４による集
光作用が緩和されることになり、同図（ｂ）に示すよう
に、前記受光素子アレイ２の受光面に広い範囲で光が照
射されることになる。従って、かかる受光素子アレイ２
が光デマルチプレクサとして構成されている場合でも、
問題なく機能させることができる。即ち、受光素子アレ
イを構成する２個の受光素子の受光面ともに広い面積で
跨がるようにλ1、λ2の光が入射するようにできる。し
かも、上記２個の受光素子のうち、一方はλ1を選択的
に受光するように波長選択性フィルタを有し、他方はλ
2を選択的に受光するように波長選択性フィルタを有す
る。従って、受光素子アレイの配置位置を高精度に配置
することなく、受光素子アレイにてλ1、λ2の光を検出
できる。Further, as described above, since the distance from the light-receiving surface of the light-receiving element array 2 and the light-emitting surface of the light-emitting element array 3 to the lens 4 is different from each other, it is shown in FIG. As a result, the light receiving surface is displaced from the light condensing point by the amount of the step, so that the light condensing action of the lens 4 is alleviated, and as shown in FIG. Is irradiated with light in a wide range. Therefore, the light receiving element array 2
Is configured as an optical demultiplexer,
It works without problems. That is, the light of λ 1 and λ 2 can be made to enter so that the light receiving surfaces of the two light receiving elements constituting the light receiving element array straddle over a wide area. In addition, one of the two light receiving elements has a wavelength selective filter so as to selectively receive λ 1 , and the other has a λ 1
It has a wavelength selective filter so as to selectively receive 2 . Therefore, light of λ 1 and λ 2 can be detected by the light receiving element array without arranging the light receiving element array with high accuracy.
【００２３】（実施の形態２）次に、この発明の他の実
施の形態について説明する。(Embodiment 2) Next, another embodiment of the present invention will be described.
【００２４】図４は、この発明の他の実施の形態の光送
受信装置を用いた光バスの概略構成を示した模式図であ
る。この実施の形態の光送受信装置１は、実施の形態１
の光送受信装置１と略共通した構成を有するが、発光素
子アレイ３を支持する支持基台５の部分が斜めに形成さ
れ、前記発光素子アレイ３の発光面のみが前記レンズ４
の光軸に対して傾いている点が相違している。FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical bus using an optical transceiver according to another embodiment of the present invention. The optical transmitting and receiving apparatus 1 according to the present embodiment has
Has a configuration substantially similar to that of the optical transmission / reception apparatus 1 of the first embodiment, except that a portion of a support base 5 for supporting the light emitting element array 3 is formed obliquely, and only the light emitting surface of the light emitting element array 3 is the lens 4.
Are different from each other in that they are inclined with respect to the optical axis.
【００２５】そして、第１発光素子１１が出射する光
（波長λ1 ）と、第２発光素子１２が出射する光（波長
λ2 ）とを、光合成手段６にて波長多重し、前記レンズ
４を介して受光素子アレイ２へと導くようにしてある。The light (wavelength λ 1 ) emitted from the first light emitting element 11 and the light (wavelength λ 2 ) emitted from the second light emitting element 12 are wavelength-multiplexed by the light combining means 6, and Through the light-receiving element array 2.
【００２６】かかる構造であれば、前記受光素子アレイ
２に至る光の光路と、前記発光素子アレイ３から出射さ
れる光の光路とが、非平行になる。従って、前述のごと
く光合成手段６が配置されていても、これを避けるよう
に前記発光素子アレイ３用の光路を設定することがで
き、当該発光素子アレイ３の出射光の光量を減少させず
に前記受光素子１３に導くことができる。With such a structure, the optical path of the light reaching the light receiving element array 2 and the optical path of the light emitted from the light emitting element array 3 are non-parallel. Therefore, even if the light combining means 6 is arranged as described above, the light path for the light emitting element array 3 can be set so as to avoid this, and the light amount of the light emitted from the light emitting element array 3 is not reduced. The light can be guided to the light receiving element 13.
【００２７】更に、このように、光路を独立に設定する
ことができると、各光路上に前記レンズ４とは別のレン
ズをそれぞれ配置することができるので、それぞれの光
路において変換倍率を独自に設定することなどが可能と
なる。Furthermore, if the optical paths can be set independently as described above, a lens different from the lens 4 can be arranged on each optical path, so that the conversion magnification can be independently set in each optical path. It can be set.
【００２８】また、実施の形態１で説明したように、受
光素子アレイ２の受光面および発光素子アレイ３の発光
面から前記レンズ４までの距離が互いに異なるように段
差配置されているので、この段差の分だけ前記レンズ４
による集光作用が緩和されることになり、前記受光素子
アレイ２の受光面に広い範囲で光が照射されることにな
る。As described in the first embodiment, since the distances from the light receiving surface of the light receiving element array 2 and the light emitting surface of the light emitting element array 3 to the lens 4 are different from each other, the steps are arranged. The lens 4 corresponding to the step
Of the light receiving element array 2 is irradiated with light over a wide range.
【００２９】なお、この実施の形態では、第１発光素子
１１と第２発光素子１２として、互いに波長が異なるも
のを用いたが、波長を異ならせることに代えて、図５に
示すごとく、偏光方向を互いに異ならせるようにしても
よい。かかる場合には、受光素子アレイとして、複数の
受光素子部を集合化して各素子部の受光面上に所定の光
透過軸方向を持つ偏光板を配置した受光素子アレイ２′
を用いればよい。In this embodiment, the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 have different wavelengths. However, instead of using different wavelengths, as shown in FIG. The directions may be different from each other. In such a case, as the light receiving element array, a light receiving element array 2 'in which a plurality of light receiving element sections are aggregated and a polarizing plate having a predetermined light transmission axis direction is arranged on a light receiving surface of each element section.
May be used.
【００３０】また、図６に示すように受光素子アレイ２
と発光素子アレイ３を段差を小さくして配置した場合に
は、前記受光素子アレイ２の受光面に広い範囲で光を照
射させる機能はあまり得られないけれども、前記受光素
子アレイ２に至る光の光路と、前記発光素子アレイ３か
ら出射される光の光路とを非平行化する作用は得ること
ができる。Further, as shown in FIG.
When the light emitting element array 3 and the light emitting element array 3 are arranged with a small step, the function of irradiating the light receiving surface of the light receiving element array 2 with light in a wide range is not obtained so much. The function of making the optical path non-parallel to the optical path of the light emitted from the light emitting element array 3 can be obtained.
【００３１】（実施の形態３）この実施の形態は、図７
に示すように、受光素子アレイ２と発光素子アレイ３と
を同一平面上に配置して成る光送受信装置１をレンズ４
の光軸に対して傾けて配置している。即ち、前記受光素
子アレイ２の受光面および前記発光素子アレイ３の発光
面がともに前記レンズ４の光軸に対して傾いて配置され
るとともに、これら受光面および発光面が同一平面内に
位置するようにしてある。(Embodiment 3) This embodiment is similar to FIG.
As shown in FIG. 1, the light transmitting / receiving device 1 in which the light receiving element array 2 and the light emitting element array 3 are arranged on the same
Are arranged at an angle with respect to the optical axis. That is, the light-receiving surface of the light-receiving element array 2 and the light-emitting surface of the light-emitting element array 3 are both inclined with respect to the optical axis of the lens 4, and the light-receiving surface and the light-emitting surface are located on the same plane. It is like that.
【００３２】かかる構造の光送受信装置１であれば、実
施の形態２と同様、前記受光素子アレイ２に至る光の光
路と、前記発光素子アレイ３から出射される光の光路と
が相互に独立して設けられることになる。そして、受光
素子アレイ２が傾いて配置されることにより、受光面上
の集光スポットは楕円形状を描き、集光作用が緩和され
ることになるので、前記受光素子アレイ２の受光面に広
い範囲で光を照射させることができる。In the optical transmission / reception device 1 having such a structure, the optical path of the light reaching the light receiving element array 2 and the optical path of the light emitted from the light emitting element array 3 are independent of each other, as in the second embodiment. Will be provided. When the light receiving element array 2 is arranged at an angle, the condensed spot on the light receiving surface has an elliptical shape, and the light condensing action is alleviated. Light can be irradiated in the range.
【００３３】なお、受光素子アレイ２の受光素子自体
は、これが多少傾いて配置されても受光特性にあまり影
響はないといえるが、各受光素子上に波長選択フィルタ
を配置する構造を採るときには、この傾きに対する考慮
が必要である。即ち、波長選択フィルタは、例えば、酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）の膜と酸化チタン（ＴｉＯ2 ）
の膜を積層形成して成り、各膜の厚みが波長選択に重要
な役割を果たすことになるのであるが、この膜に入射す
る光が膜面に対して傾いてると、実質的な膜厚みが増加
してしまうことになり、設計通りの波長選択性が得られ
ない場合が生じうる。従って、このように受光素子を傾
けて配置するときには、波長選択フィルタの設計をこの
傾きに合わせて行うことが必要である。また、波長選択
フィルタに代えて波長選択ホログラム素子を用いる場合
も傾きに応じた最適設計を行うことが望ましいといえ
る。The light-receiving elements of the light-receiving element array 2 can be said to have little effect on the light-receiving characteristics even if they are arranged slightly inclined. However, when adopting a structure in which a wavelength selection filter is arranged on each light-receiving element, It is necessary to consider this inclination. That is, the wavelength selection filter includes, for example, a film of silicon oxide (SiO 2 ) and titanium oxide (TiO 2 ).
The thickness of each film plays an important role in wavelength selection. However, when the light incident on this film is inclined with respect to the film surface, the actual film thickness Is increased, and a case where wavelength selectivity as designed cannot be obtained may occur. Therefore, when arranging the light receiving element at such an inclination, it is necessary to design the wavelength selection filter in accordance with the inclination. Also, when a wavelength selection hologram element is used instead of the wavelength selection filter, it can be said that it is desirable to perform an optimum design according to the inclination.
【００３４】（実施の形態４）この実施の形態の光送受
信装置は、図８に示すように、これまでの実施の形態で
説明した段差構造を備えるとともに傾斜配置構造も備え
た構成を有する。従って、二つの独立した光路の設定に
よる光合成手段６を回避する光路の確保、二つの光路の
変換倍率の独立設定、及び集光作用の緩和といった作用
が得られることになる。(Embodiment 4) As shown in FIG. 8, the optical transmission / reception apparatus of this embodiment has a structure having the step structure described in the previous embodiments and also having an inclined arrangement structure. Therefore, it is possible to obtain an effect such as securing an optical path to avoid the light combining means 6 by setting two independent optical paths, independently setting the conversion magnification of the two optical paths, and easing the light condensing action.
【００３５】なお、この図８では具体的な配置寸法を示
している。光送受信装置１の受光素子アレイ２における
受光素子部間ピッチおよび発光素子アレイ３における発
光素子部間ピッチをそれぞれ０．６ｍｍ、前記発光素子
アレイ３に対応する受光素子アレイ１３の受光素子部間
ピッチを３ｍｍに設定している。そして、レンズ４およ
び前記受光素子アレイ１３の前方に配置したレンズ１５
による変換倍率が５倍になるように、レンズ４として焦
点距離が１０ｍｍ、レンズ１５として焦点距離が５０ｍ
ｍのものを用い、光送受信装置１とレンズ４との間距離
を１０ｍｍ、前記発光素子アレイ３から出射された光を
前記受光素子アレイ１３に導くように反射させるために
配置されたミラー１６と光送受信装置１との間の距離を
３００ｍｍ、前記レンズ１５と受光素子アレイ１３′と
の間の距離を５０ｍｍとしている。FIG. 8 shows specific arrangement dimensions. The pitch between the light receiving elements in the light receiving element array 2 of the optical transmitting and receiving device 1 and the pitch between the light emitting elements in the light emitting element array 3 are each 0.6 mm, and the pitch between the light receiving elements in the light receiving element array 13 corresponding to the light emitting element array 3 Is set to 3 mm. And a lens 15 disposed in front of the lens 4 and the light receiving element array 13.
The lens 4 has a focal length of 10 mm and the lens 15 has a focal length of 50 m so that the conversion magnification of
m, a distance between the optical transmitting / receiving device 1 and the lens 4 of 10 mm, and a mirror 16 arranged to reflect light emitted from the light emitting element array 3 so as to guide the light to the light receiving element array 13. The distance between the optical transmitting and receiving device 1 is 300 mm, and the distance between the lens 15 and the light receiving element array 13 ′ is 50 mm.
【００３６】そして、光送受信装置１における受光素子
アレイ２と発光素子アレイ３の配置段差を２ｍｍに、光
軸からの発光素子アレイ３のシフト距離を０．５ｍｍ
に、光軸に垂直な面に対する光送受信装置１の傾きを５
°にそれぞれ設定している。なお、この図８に示した寸
法は一例であって、システム構成により種々の値を取り
得るものである。In the optical transmitting and receiving apparatus 1, the arrangement step between the light receiving element array 2 and the light emitting element array 3 is set to 2 mm, and the shift distance of the light emitting element array 3 from the optical axis is set to 0.5 mm.
In addition, the inclination of the optical transceiver 1 with respect to the plane perpendicular to the optical axis is 5
° each. It should be noted that the dimensions shown in FIG. 8 are merely examples, and can take various values depending on the system configuration.
【００３７】（実施の形態５）図９は、一対の光送受信
装置１，１を用いて実現した光バスの構成例を示した概
略の構成図である。この光バスは、一対の光送受信装置
１，１を対向配置に設けるとともに、各光送受信装置１
の前方にそれぞれレンズ４１，４２を配置して成るもの
である。(Embodiment 5) FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of an optical bus realized by using a pair of optical transmission / reception devices 1 and 1. In this optical bus, a pair of optical transceivers 1 and 1 are provided in opposition, and each optical transceiver 1
, Lenses 41 and 42 are respectively arranged in front of.
【００３８】各光送受信装置１は、実施の形態１で説明
したように、各素子の発光面および受光面ががともに前
記レンズ４１，４２の光軸に対して垂直に配置されると
ともに、これら受光面および発光面から前記レンズ４
１，４２までの距離が互いに異なるように段差配置され
ている。As described in the first embodiment, each light transmitting / receiving device 1 has a light emitting surface and a light receiving surface of each element both arranged perpendicular to the optical axis of the lenses 41 and 42, and From the light receiving surface and the light emitting surface, the lens 4
Steps are arranged so that the distances to the first and second 42 are different from each other.
【００３９】このように一対の光送受信装置１，１を用
いた光バス構造であれば、各光路上にそれぞれ一対のレ
ンズを配置して変換倍率を設定する構造を、両光路に共
通のレンズ４１，４２により実現できるから、用いるレ
ンズの個数を更に削減して光バスの小型化および低コス
ト化を図ることができる。各光路における変換倍率は、
各光送受信装置１，１における受光素子アレイ２と発光
素子アレイ３の上段と下段の入れ替えや段差距離の変更
（一方の側において段差を設けない場合も含む）によっ
て独自に設定することができる。In the case of the optical bus structure using the pair of optical transmission / reception devices 1 and 1 as described above, a structure in which a pair of lenses are disposed on each optical path and the conversion magnification is set is a common lens for both optical paths. Since this can be realized by 41 and 42, the number of lenses to be used can be further reduced, and the size and cost of the optical bus can be reduced. The conversion magnification in each optical path is
It can be set independently by exchanging the upper and lower stages of the light receiving element array 2 and the light emitting element array 3 and changing the step distance (including the case where no step is provided on one side) in each of the optical transmitting and receiving devices 1, 1.
【００４０】なお、以上説明した実施の形態では、レン
ズ４やレンズ４１，４２等として凸レンズを示している
がこれに限るものでなく、回折格子やホログラム素子に
より構成されたレンズであってもよいものである。In the embodiment described above, a convex lens is shown as the lens 4, the lenses 41, 42, and the like. However, the present invention is not limited to this, and a lens constituted by a diffraction grating or a hologram element may be used. Things.
【００４１】また、受光素子と発光素子とが、前記発光
素子からの光を平行光化するレンズの径内に共に位置す
る程度に互いに近接して配置されていたり、更に、段差
や傾斜構造を設けた構造を、平板導波路を用いる構造に
適用してもよいものである。更に、発光素子の例として
レーザーダイオードを示したが、このレーザーダイオー
ドとしては、端面発光型あるいは面発光型のいずれを用
いてもよい。レーザーダイオード以外でも、例えばＬＥ
ＤやＥＬ素子、あるいはバックライト付き液晶表示装置
などが使用できる。受光素子としては、フォトダイオー
ド以外に光伝導素子やＣＣＤ等が使用できる。Further, the light receiving element and the light emitting element are arranged close to each other so as to be located within the diameter of the lens for collimating the light from the light emitting element. The provided structure may be applied to a structure using a flat waveguide. Further, although a laser diode is shown as an example of the light emitting element, any of an edge emitting type and a surface emitting type may be used as the laser diode. Other than laser diode, for example, LE
D or EL elements, a liquid crystal display device with a backlight, or the like can be used. As the light receiving element, a photoconductive element, a CCD or the like can be used other than the photodiode.
【００４２】また、受光素子（受光素子アレイ）は、別
体でもよく、半導体基板に一体成形されたものでもよ
い。また、上記各実施形態では、２個の受光素子部を有
する受光素子アレイ（２分割受光素子）について説明し
たが、４分割受光素子等の多分割受光素子にも適用でき
る。この場合、波長多重の入射光λ1、λ2・・・は、各
受光素子の受光面ともに跨がるように入射するようにし
ても良い。Further, the light receiving element (light receiving element array) may be separate or may be formed integrally with the semiconductor substrate. In each of the above embodiments, the light receiving element array having two light receiving element portions (two-division light receiving element) has been described, but the present invention can be applied to a multi-division light receiving element such as a four-division light receiving element. In this case, the wavelength-multiplexed incident lights λ 1 , λ 2 ... May be incident so as to straddle both light receiving surfaces of the light receiving elements.
【００４３】また、発光素子アレイは、受光素子に対応
して複数の発光素子部を備えてもよく、単一の発光素子
でもよく、適宜変更可能である。The light emitting element array may include a plurality of light emitting element portions corresponding to the light receiving elements, or may be a single light emitting element, and can be appropriately changed.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、発光素子と受光素子とが近接して配置されるので光
送受信装置の小型化が図れるとともに、レンズを二つの
光路で共用するので、部品点数を削減することができ
る。また、このようにレンズを二つの光路で共用する場
合でも、前記レンズによる集光作用を緩和して受光素子
の受光面に広い範囲で光を照射することができる。更
に、二つの独立した光路を設定できる構造であれば、二
つの独立した光路の設定によるビームスプリッタを回避
する光路の確保および二つの光路の変換倍率の独立設定
などが可能になるという効果を奏する。As described above, according to the present invention, since the light emitting element and the light receiving element are arranged close to each other, the size of the optical transmitting / receiving device can be reduced, and the lens is shared by the two optical paths. Thus, the number of parts can be reduced. Further, even when the lens is shared by the two optical paths, the light condensing action of the lens can be relaxed and light can be applied to the light receiving surface of the light receiving element in a wide range. Further, if the structure is such that two independent optical paths can be set, it is possible to secure an optical path to avoid a beam splitter by setting two independent optical paths, and to independently set the conversion magnification of the two optical paths. .
【図１】同図（ａ）はこの発明の第１の実施の形態の光
送受信装置を示す概略構成図であり、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ矢示部の拡大図である。FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing an optical transceiver according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a portion indicated by an arrow A in FIG. It is.
【図２】図１の光送受信装置を用いた光バス構造を示し
た模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical bus structure using the optical transceiver of FIG.
【図３】光軸からの受光素子のシフト距離と変換倍率と
の関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a shift distance of a light receiving element from an optical axis and a conversion magnification.
【図４】この発明の第２の実施の形態の光送受信装置を
用いた光バスの概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an optical bus using an optical transceiver according to a second embodiment of the present invention.
【図５】この発明の第２の実施の形態の変形例を示す概
略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a modification of the second embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第２の実施の形態の変形例を示す概
略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a modification of the second embodiment of the present invention.
【図７】この発明の第３の実施の形態の光送受信装置を
用いた光バスの概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical bus using an optical transceiver according to a third embodiment of the present invention.
【図８】この発明の第４の実施の形態の光送受信装置を
用いた光バスの概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical bus using an optical transceiver according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】この発明の第５の実施の形態の光送受信装置を
用いた光バスの概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical bus using an optical transceiver according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】この発明の一構成として単に発光素子と受光
素子とを近接させた場合に生じる得る問題を明らかにす
るための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for clarifying a problem that may occur when a light emitting element and a light receiving element are simply brought close to each other as one configuration of the present invention.
１ 光送受信装置 ２ 受光素子アレイ ３ 発光素子アレイ ４ レンズ ５ 支持基台 ６ 光合成手段 １１ 第１発光素子 １２ 第２発光素子 １３ 受光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical transmitting / receiving apparatus 2 Light receiving element array 3 Light emitting element array 4 Lens 5 Support base 6 Light combining means 11 First light emitting element 12 Second light emitting element 13 Light receiving element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 徹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 冨永 浩司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 茨木 晃 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tohru Ishikawa 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Koji Tominaga 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akira Ibaraki 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.
Claims (6)
からの光を平行光化するレンズの径内に共に位置するよ
うに互いに近接して配置されていることを特徴とする光
送受信装置。1. An optical transceiver, wherein a light receiving element and a light emitting element are arranged close to each other so as to be located within a diameter of a lens for collimating light from the light emitting element. .
子の発光面がともに前記レンズの光軸に対して垂直に配
置されるとともに、これら受光面および発光面から前記
レンズまでの距離が互いに異なるように段差配置されて
いることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。2. A light-receiving surface of the light-receiving element and a light-emitting surface of the light-emitting element are both arranged perpendicular to an optical axis of the lens, and distances from the light-receiving surface and the light-emitting surface to the lens are different from each other. The optical transmitting and receiving device according to claim 1, wherein the optical transmitting and receiving device is arranged stepwise.
ズの光軸に対して傾いて配置されていることを特徴とす
る請求項１に記載の光送受信装置。3. The optical transceiver according to claim 1, wherein only the light emitting element has a light emitting surface inclined with respect to an optical axis of the lens.
ズの光軸に対して傾いて配置されるとともに、前記発光
素子の発光面および受光素子の受光面から前記レンズま
での距離が互いに異なるように段差配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。4. A light-emitting surface of only the light-emitting element is arranged to be inclined with respect to an optical axis of the lens, and distances between the light-emitting surface of the light-emitting element and the light-receiving surface of the light-receiving element to the lens are different from each other. The optical transceiver according to claim 1, wherein the optical transceiver is arranged stepwise.
子の発光面がともに前記レンズの光軸に対して傾いて配
置されるとともに、これら受光面および発光面から前記
レンズまでの距離が互いに異なるように段差配置されて
いることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。5. A light-receiving surface of the light-receiving element and a light-emitting surface of the light-emitting element are both inclined with respect to an optical axis of the lens, and distances from the light-receiving surface and the light-emitting surface to the lens are different from each other. The optical transmitting and receiving device according to claim 1, wherein the optical transmitting and receiving device is arranged stepwise.
子の発光面がともに前記レンズの光軸に対して傾いて配
置されるとともに、これら受光面および発光面が同一平
面内に位置していることを特徴とする請求項１に記載の
光送受信装置。6. A light-receiving surface of the light-receiving element and a light-emitting surface of the light-emitting element are both inclined with respect to an optical axis of the lens, and the light-receiving surface and the light-emitting surface are located on the same plane. The optical transceiver according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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