KR20010070146A - 광송수신 시스템 및 그것을 위한 광송수신 모듈과광케이블 - Google Patents

Abstract

광송수신 모듈에 있어서, 발광 디바이스와 수광 디바이스 사이를 차단하는 구획부재(80)는, 오목형의 면(81a)을 포함하는 구획판(81)과, 구획판을 고정하는 결합부(82)와, 결합부를 이동 가능하게 유지하는 유지부(83)와, 결합부를 광 플러그(90)에 압박하는 판 스프링(84)를 포함한다. 광 파이버 단부면(91a)은 볼록면이고, 플러그 선단으로부터 돌출되어 있다. 광 플러그 단부면(90a)이 결합부의 결합면(86a)에 접촉하면, 광 파이버 단부면(91a)과 이것에 대향하는 면(81a) 사이에 간극 G가 생긴다.

Description

광송수신 시스템 및 그것을 위한 광송수신 모듈과 광케이블{OPTICAL TRANSMISSION AND RECEPTION SYSTEM, AND OPTICAL TRANSMISSION AND RECEPTION MODULE AND OPTICAL CABLE FOR THE SYSTEM}

본 발명은, 1코어의 광 파이버를 공유하여 송수신을 행하는 1코어 쌍방향 광송수신 시스템, 및 이 시스템에 사용되는 광송수신 모듈과 광 케이블에 관한 것이다. 특히, IEEE1394나 USB2 등의 고속 전송이 가능한 디지털 통신 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 가정 내에서의 광 통신에 있어서는, 플라스틱 광 파이버 케이블이 이용되고 있다. 또한, 이 플라스틱 광 파이버를 굽히기 쉽고, 처리하기 쉽고, 저가격 등이라는 점에서, 실제로 오디오용의 디지털 신호를 플라스틱제의 광 파이버 케이블에 의해 전송하는 것이, AV, PC 등의 네트워크 가전등 사이에서 행해지고 있다.

가정 내에서는, 방 내의 가구 배치, 분위기 등을 바꿈에 따라, 광 파이버 케이블의 배선 변경이나 그것에 따르는 광 플러그의 탈착, 케이블 길이의 연장이 빈번하게 행해지는 것이 예상되고, 또한 사용 상황에 따라 단거리·저속 통신이면 광 공간 전송을 이용하여, 장거리·고속 통신이면 광 파이버 케이블을 이용하는 등, 통신 매체를 사용자가 전환하여 사용하는 것이 예상된다. 따라서, 이들의 필요성에 따르도록, 광송수신 시스템의 개발이 진행되고 있다.

광송수신 시스템에 있어서의 프로토콜(통신 방식)로는, 크게 나눠 전이중 통신 방식, 반이중 통신 방식이라고 하는 2 종류의 통신 방식이 있다. 전자는 송신과 수신을 동시에 행할 수 있지만, 후자는 송신이 끝나고 나서가 아니면 수신을 행할 수 없다. 앞으로, 가정 내에서도 정보의 리얼 타임 전송이 주류가 된다고 생각되어지기 때문에, 전자의 방식으로 광송수신 시스템을 구축하는 것이 기대되고 있다.

이러한 광송수신 시스템을 실현하기 위한 모듈의 종래예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 광 분기 소자에 푸코 프리즘을 이용하여, 소형화·가격화를 도모하는 광송수신 모듈이, 특개평7-248429호 공보에 제안되고 있다.

이에 따르면, 발광 소자(101)를 출사한 송신 신호광 T는, 패키지에 부착된 커버 유리(102)를 투과하고, 푸코 프리즘(103)으로써 이분된 후, 집광 렌즈(104)에 의해 집광되고, 한 쪽만이 로드 렌즈(105)를 통해 광 파이버(107)에 결합된다. 한편, 선단부에 로드 렌즈(105)가 배치된 광 파이버(107)를 출사한 수신 신호광 R은, 집광 렌즈(104)에 의해 집광된 후, 상기 푸코 프리즘(103)에 입사하여 이분되고, 커버 유리(102)를 투과하여, 한 쪽만이 수광 소자(106)로 결합된다.

그러나, 발광 소자(101)와 수광 소자(106)의 배치 관계가 도 1에 도시된 바와 같이 되고, 수광 소자(106)를 수신 신호광 R의 집광점으로부터 떨어져 실장해야한다. 따라서, 넓어진 수신 신호광을 검출하기 위해서는 수광 소자(106)를 크게 할 필요가 있고, 수광 소자(106)의 정전 용량이 커져 고속 통신이 곤란하다.

이것은, 집광 광학계를 광 파이버(107)와 푸코 프리즘(103)사이에 배치된 단일의 집광 렌즈로 구성하는 것이거나, 예를 들면 특개평7-248429호 공보의 단락 번호[0018]에 기재된 바와 같이 푸코 프리즘의 꼭지각이 2∼3°로 작은 것 등이, 상기된 바와 같은 배치의 제한을 초래한다고 생각되어진다.

또한, 다른 종래예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 반이중 통신 방식에 따라 하나의 광 파이버를 이용하여 송수신을 행하는 모듈이, 특개평10-39181호 공보에 제안되고 있다.

이에 따라, 발광 소자인 레이저 다이오드 LD를 출사한 송신광 T는, 수광 소자 PD 상에 설치된 프리즘(121) 상에 설치된 50% 빔 분할기막 BS에 의해 반이 반사되고, 렌즈(122)에 의해 집광되고, 광 파이버(123)로 결합된다. 한편, 광 파이버(123)를 출사한 수신 신호광 R의 반은, 빔 분할기막 BS를 통과하여 수광 소자 PD와 결합한다.

이 기술은, 1개의 파이버를 이용하여 반이중 통신 방식에 따라 송수신을 행할 수 있는 점에서 유리하지만, 프리즘(121) 상에 설치한 빔 분할기막 BS에 의해 빛의 분기를 행하기 때문에, 필연적으로 송신, 수신시에 각각 광량이 반이 되어, 광 신호의 장거리 전송에는 부적합하다.

또한, 다른 종래예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 공통의 광 파이버를 이용하여 전이중 통신 방식에 따라 송수신을 행하는 모듈이, "Miniaturized Transceiver using Simplex POF for IEEE 1394 (International POF conference '99, pg. 205-8)"에 제안되어 있다.

이에 따르면, 발광 소자인 LD를 출사한 송신광 T는, 원통형 렌즈(131)에 의해 집광되고, 프리즘(132) 상에 설치된 반사막(133) (99%)에 의해 반사되어 수속 상태대로 광 파이버의 단부면에 결합된다. 한편, 광 파이버를 출사한 수신 신호광 R은, 일부가 반사막(133)에 의해 손실되지만, 대부분은 포토 다이오드 PD로 결합된다. 이 방식에 따르면, 수속 상태에서 광 파이버에 결합하므로, 원리적으로는 단부면에서의 프레넬 광이 PD에 결합하지 않기 때문에, 하나의 광 파이버를 이용하여 상술된 전이중 전송도 가능해진다.

이 종래예에서는, 1개의 파이버를 이용하여 송수신을 행할 수 있다는 점, 송신시에 광량의 손실이 적은 점, 송신광 T와 수신광 R을 거의 완전히 분리할 수 있기 때문에 전이중 광학계를 실현할 수 있는 점등에서 장점이 있다. 그러나, 프리즘 상에 반사막(133)을 설치하고, 또한 그 상부에 원통형 렌즈(131)를 설치하는 등, 분기 소자 제작의 단계에서 공정수가 걸려, 결과적으로 생산 비용도 증대한다. 또한, 수신광 R에 대해 렌즈를 통과시키지 않기 때문에 수광 소자 PD를 크게 만들 필요가 있어, 수광 소자 PD의 정전 용량이 커짐에 따라 고속 통신에는 부적합하다.

또한, 샤프 주식회사는, 일본특원평11-5872호(1999년 1월 12일 출원)에서, 도 4A, 도 4B에 도시된 광송수신 시스템을 제안하였다.

상기 광송수신 시스템은, 이미 보급되어 있는 디지털 오디오용 광파이버 케이블이 사용 가능하고, 또한 1코어의 광 파이버를 포함한 1개의 광 케이블로 쌍방향 통신을 가능하게 하는 것이다.

이 광송수신 시스템은, 광 케이블(41)과 광송수신 모듈(51)을 구비하여 이루어진다.

상기 광 케이블(41)은, 내부에 광로가 되는 1코어의 광 파이버(42)가 배치되고, 양단부에 상기 광송수신 모듈(51)에 접속하기 위한 플러그(43)가 설치되어 이루어진다.

또한, 상기 광송수신 모듈(51)은, 삽입 구멍(52a)이 형성된 유지체(52) 내에, 전기 신호를 광 신호로 변환하는 발광 소자(53)와, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수광 소자(54)와, 상기 발광 소자(53) 및 수광 소자(54)를 밀봉하는 몰드 패키지(55)와, 상기 몰드 패키지(55)에 일체 성형된 렌즈(55a, 55b)와, 광 분기 소자(56)를 구비하여 이루어진다.

그리고, 상기 광송수신 모듈(51)의 삽입 구멍(52a) 내에, 상기 광 케이블(41)의 플러그(43)를 삽입함으로써, 상기 광 케이블(41)과 광송수신 모듈(51)이 광학적으로 결합한다.

즉, 발광 소자(53)를 출사한 송신 신호광은, 몰드 패키지(55)에 일체 성형된 렌즈(55a)를 투과하고, 대략 평행광선이 된 후, 광 분기 소자(56)의 표면에 형성된 마이크로프리즘에 의해 광 파이버(42)의 광축 방향으로 편향되고, 광 파이버(42)로 입사한다.

한편, 광 파이버(42)를 출사한 수신 신호광은, 광 분기 소자(56)의 표면에 형성된 마이크로 프리즘에 의해 편향되고, 몰드 패키지(55)에 일체 성형된 렌즈(55b)를 투과하고, 대략 집광광선이 되어 수광 소자(54)로 입사한다.

그러나, 이 광송수신 모듈 및 그것을 이용한 광송수신 시스템에서는 000, 이하의 문제가 발생한다. 이하, 도 5를 이용하여 설명한다.

1) 발광 소자(53)와 수광 소자(54)가 동일한 몰드 패키지(55) 내에 밀봉되어 있기 때문에, 지름 L1과 같이, 자신의 발광 소자(53)로부터의 송신 신호광이 몰드 패키지(55) 내를 전하고, 자신의 수광 소자(54)에 입사하게 된다. 이에 따라, 크로스토크가 커져, 전이중 통신 방식을 채용할 수 없게 된다.

2) 발광 소자(53)로부터의 송신 신호광과 수광 소자(54)에의 수신 신호광이 동일한 광 분기 소자(56)로써 편향되므로, 경로 L2와 같이, 자신의 발광 소자(53)로부터의 송신 신호광이 광 분기 소자(56)에 의해 반사되고, 자신의 수광 소자(54)에 입사하게 된다. 이에 따라, 크로스토크가 커지고, 전이중 통신 방식을 채용할 수 없게 된다.

3) 발광 소자(53)로부터의 송신 신호광과 수광 소자(54)에의 수신 신호광이 동일한 광 파이버(42)를 전송로로 하므로, 경로 L3과 같이, 자신의 발광 소자(53)로부터의 송신 신호광이 광 파이버(42)의 양단면에서 각각 반사되어, 자신의 수광 소자(54)에 입사하게 된다. 이에 따라, 크로스토크가 커져, 전이중 통신 방식을 채용할 수 없게 된다.

4) 광 파이버(42)를 통해 통신 상대(도면 중 좌측)와 광학적으로 접속되므로, 예를 들면 통신 상대가 자신의 광송수신 모듈과 동일 구성인 경우, 경로 L4와 같이, 자신의 발광 소자(53)로부터의 송신 신호광이 통신 상대인 광송수신 모듈 내부의 광 분기 소자(56)로써 반사되어, 자신의 수광 소자에 입사하게 된다. 이에 따라, 크로스토크가 커져, 전이중 통신 방식을 채용할 수 없게 된다.

또한, 한층 더 광 분기기의 종래예로는, 실개소64-45805호 공보로써 개시된 광 분기기가 있다.

도 6은 광 분기기의 개략 부분 단면도이고, 도 7은 도 6의 광 분기기에서의 중심부의 전송로 광 파이버측 단부면을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 광 분기기는, 한쌍의 광 파이버 나선(161, 161)이 소정의 길이의 반사막(162)을 통해 접합되고, 상기 접합된 한쌍의 광 파이버 나선(161, 161)의 단부면에 동축적으로 전송로 광 파이버(163)의 단부면을 대향 배치시키는 것이다.

이 광 분기기를 광송수신 모듈의 광 분기 소자로서 이용한 경우, 이하의 문제가 발생한다. 이하, 도 6, 도 7을 이용하여 설명한다.

1) 전송로 광 파이버(163)를 광 분기기로부터 탈착할 때마다, 전송로 광 파이버(163)와 광 분기기의 한쌍의 광 파이버 나선(161, 161)의 전송로 광 파이버측 단부면이 접촉을 반복함으로써 이루어지기 때문에, 광 파이버 나선(161, 161)의 전송로 광 파이버측 단부면이나 전송로 파이버(163)의 단부면에 흠집이 생겨, 빛의 투과율이 열화하는 문제가 생긴다.

2) 전송로 광 파이버(163)의 단부면과 접촉하는 반사막(162) 단부면에서 반사광이 발생하고, 통신 상대의 발광 소자로부터의 송신 신호광의 상기 반사광이 통신 상대의 수광 소자에 입사하게 된다. 또한, 통신 상대가 자신의 광송수신 모듈과 동일 구성인 경우도, 통신 상대의 반사막 단부면에서 반사광이 발생하게 되어, 자신의 발광 소자로부터의 송신 신호광의 상기 반사광이 자신의 수광 소자에 입사하게 된다. 이에 따라, 크로스토크가 커져, 전이중 통신 방식을 채용할 수 없게 된다.

본 발명은, 상기 과제에 감안하여, 크로스토크를 억제하고, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송을 가능하게 하는 광송수신 시스템 및 이 시스템을 위한 광송수신 모듈과 광 플러그를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공통의 광 파이버를 통해 광송수신을 행하는 이중 통신 방식의 광송수신 모듈에 있어서,

송신광을 발광하는 발광 소자와,

수신광을 수신하는 수광 소자와,

광 파이버가 모듈 내의 소정 개소에 있을 때 상기 발광 소자와 광 파이버의 단부면사이에 오는 위치에 배치된 송신용 광학계와,

광 파이버가 모듈 내의 소정 개소에 있을 때 상기 수광 소자와 광 파이버의 단부면사이에 오는 위치에 배치된 수신용 광학계와,

송신용 광학계를 통해 추출된 발광 소자로부터의 송신광을 굴절시켜 광 파이버의 단부면에 결합시키는 제1 경사면과, 광 파이버로부터 출사된 수신광 중 적어도 일부를 굴절시켜 수신용 광학계를 통해 수광 소자에 결합시키는 제2 경사면을 포함하는 푸코 프리즘을

포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈이 제공된다.

상기된 바와 같은 구성으로 하고 있으므로, 발광 소자로부터 추출된 송신광을 푸코 프리즘의 제1 경사면만으로 굴절시킴에 따라, 원리적으로 푸코 프리즘 부분에서의 빛의 손실을 생기게 하지 않고, 송신광을 효율적으로 광 파이버에 결합시킬 수 있다. 또, 광 파이버에 결합시킬 때에 프레넬 반사에 의해 생기는 귀환광에 대해서도, 주광선을 비롯하여, 대부분의 광선이 푸코 프리즘의 원래의 경사면(제1 경사면)으로 되돌아가므로, 수광 소자에 결합하는 송신광을 저감시킬 수 있다. 따라서, 송신과 수신을 동시에 행하는 전이중 통신 방식에 이용되는 광송수신 모듈에 있어서, 고효율의 광 통신을 실현할 수 있다. 또한, 이러한 푸코 프리즘을 분기 소자로서 이용함에 따라, 광송수신 모듈의 깊이 방향의 사이즈를 삭감시킬 수 있다.

상기 발광 소자 또는 수광 소자 중 적어도 한쪽이 수지 밀봉되고, 상기 밀봉 수지에 의해 발광면 또는 수광면과 상기 푸코 프리즘이 대응하는 상기 경사면을 연결하는 직선 상에 상기 송신용 광학계 또는 수신용 광학계의 렌즈가 형성되어 있어도 좋다.

예를 들면 발광 소자 또는 수광 소자를 수지 몰드하고 그 때에 렌즈를 푸코 프리즘이 대응하는 사면(제1 또는 제2 경사면) 방향으로 붙일 수 있다. 이렇게 함으로써, 송신 효율 또는 수신 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 소자의 주위를 수지로 밀봉하면, 수지-공기 계면에서의 임계각이 증가하므로, 빛의 추출 효율도 향상시킬 수 있다.

발광 소자 및 수광 소자를 예를 들면 푸코 프리즘에 대해 대략 평행한 평면에 배치되는 동일 기판 상에 배치해도 좋다. 이렇게 함으로써, 각각의 소자의 실장을 간략화할 있어, 공정수의 삭감, 작업 시간의 단축화가 가능해지고, 또한 모듈 본체에 대한 기판의 배치를 용이하게 할 수 있다. 양산 가격의 삭감이 가능해진다.

상기 발광 소자 및 수광 소자의 양방이 수지 밀봉되고, 상기 밀봉 수지에 의해 발광면 및 수광면과 상기 푸코 프리즘의 상기 제1 및 제2 경사면을 연결하는 직선 상에 상기 송신용 광학계 및 수신용 광학계의 렌즈가 형성되어도 좋다.

예를 들면 발광 소자 및 수광 소자를 수지 몰드하여 그 때에 렌즈를 푸코 프리즘의 경사면 방향에 붙임에 따라, 송신 효율 및 수신 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 소자의 주위를 수지로 밀봉하므로, 수지-공기 계면에서의 임계각이 증가하므로, 빛의 추출 효율도 향상시킬 수 있다.

상기 푸코 프리즘과 상기 발광 소자 및 수광 소자사이에, 송수신 공용의 집광용 렌즈가 설치되어도 좋다. 이 경우, 송신시에서는, 발광 소자로부터의 빛을 렌즈 등의 송신용 광학계에서 수속광으로 할 필요가 없어져, 송신용 광학계로부터의 빛이 확산광이라도 집광용 렌즈에 의해 수속광으로 변환할 수 있다. 그 때문에, 송신 부분과 광파이버와의 상대적인 위치 어긋남에 대해 강한 구조가 된다. 또한, 수신시에서는, 광 파이버단으로부터 출사된 빛이 광 파이버의 NA치(개구수)에 의해 규정되는 각도로 확산하기 때문에, 푸코 프리즘에 의해 굴절된 빛은 그 상태에서는 확산하지만, 확산하기 전에 집광용 렌즈로 미리 평행화시켜, 그 후 렌즈 등의 수광용 광학계에 의해 수광 소자에 결합시킴으로써, 수신 시의 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

푸코 프리즘과 집광용 렌즈를 예로 들면 사출 성형시에 일체화 성형함으로써, 부품 갯수를 삭감할 수 있고, 공정수의 삭감, 작업 시간의 단축화에 따라, 모듈 제작을 위한 비용을 삭감하는 것이 가능해진다. 또한, 집광용 렌즈와 푸코 프리즘을 따로따로 설치한 경우에 이들의 계면에서 생기는 프레넬 반사광을 삭감시킬 수 있다.

송신 부분과 수신 부분 사이에 예를 들면 광 파이버의 단부면에 접하는 높이의 구획판을 배치함으로써, 송신광이 내란광으로 직접 수광 소자에 결합하는 것을 억제할 수 있고, 그에 따라 수광 소자에서의 S/N 비를 향상시킬 수 있다. 따라서, 고품질의 전이중 통신 방식을 실현하는 것이 가능해진다.

상기 구획부재는, 광 파이버 단부면에 접촉하면 광 파이버의 대략 주축 방향으로 가동하는 것이 바람직하다. 이 구성은, 예를 들면 구획부재인 구획판에 대해, 광 파이버 단부면에 접촉한 경우에 그 깊이 방향으로 이동 가능하게 하는 스프링 등으로 이루어지는 지그를 설치함에 따라 달성할 수 있다. 구획판이 가동됨에 따라, 구획판과의 접촉에 의한 광 파이버 단부면의 손상을 방지할 수 있고, 따라서 송수신 효율의 열화를 방지할 수 있다.

상기 구획부재는, 바람직하게는, 광 반사성을 나타낸다. 예를 들면 구획부재로서 송수신을 행하는 빛에 비해 80% 이상등의 충분히 높은 반사율을 갖는 차광판을 사용하면, 수광시에 구획부재 표면의 흡수율이 높은 경우에는 구획부재에 의해 흡수되는 빛에 대해서도 수신광으로서 유효하게 이용하는 것이 가능해진다.

상기 광 파이버 단부면과 대향하는 상기 구획부재의 단부면은, 광 흡수성을나타내는 것이 바람직하다. 예를 들면 구획부재로서 송수신을 행하는 빛에 대해 80% 이상등의 충분히 높은 흡수율을 단부면에 갖는 차광판을 사용하면, 자신으로부터의 송신광이 상대방 모듈의 구획부재 단부면에 반사하여 되돌아가 이른바 원단 반사를 삭감할 수 있어, 수광 소자에서의 S/N 비를 향상시킬 수 있다.

밀봉 수지에 의해 형성된 송신용 광학계의 렌즈의 곡율이, 광 파이버의 NA치 이하의 수속광을 광 파이버 단부면에 입사되도록 설정되어도 좋다. 또한, 상기 집광용 렌즈의 곡율이, 광 파이버의 NA 치 이하의 수속광을 광 파이버 단부면에 입사시키도록 설정되어도 좋다.

광 파이버의 NA 치 이하의 수속광이 되는 각도로 송신광을 광 파이버 단부면에 입사시킴에 따라, 송신 효율을 저감시키지 않고, 광 파이버 단부면에서 발생하는 프레넬 반사광이 수광 소자 방향으로 결합하는 것을 막고, 수광 소자에서의 S/N 비를 향상시킬 수 있다. 즉, 발광 소자로부터의 송신광의 이용 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 송신 신호광을 발광하는 발광 소자와, 수신 신호광을 수광하는 수광 소자를 구비하고, 상기 신호광의 송수신을 1코어의 광 파이버를 공유하여 행하는 광송수신 모듈에 있어서,

상기 광 파이버의 장착시에 상기 광 파이버 단부면에 접촉하고, 상기 송신 신호광의 광로와 수신 신호광의 광로를 상호 분리하는 차광성의 구획판을 설치한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈이 제공된다.

이 구성에 따르면, 자신의 발광 소자로부터의 송신 신호광이 상기 광 파이버의 근단측 단부면(즉, 광송수신 모듈에 가까운 측의 광 파이버 단부면)으로써 반사되고, 그 반사광이 자신의 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 광 파이버의 근단측 단부면으로부터의 반사광의 영향에 따른 자신의 크로스토크를 억제하고, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송이 가능해진다.

일 실시예에서는, 상기 구획판은, 상기 광 파이버를 장착할 때에 상기 광 파이버 단부면에서 억압되는 위치에 배치되고, 상기 광 파이버 단부면에서의 억압에 의해 탄성 변형 가능하게 하고 있다.

이 구성에 따르면, 광 파이버 장착 시의 장착 길이에 성형 변동이 있어도, 그것을 배치 위치나 탄성 변형으로써 흡수하고, 반드시 구획판을 광 파이버의 단부면에 접촉시킬 수 있다. 따라서, 광 파이버 장착 시의 장착 길이의 성형 변동에 관계 없이, 광 파이버의 근단측 단부면으로부터의 반사광의 영향에 따른 자신의 크로스토크를 억제하여, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송이 가능해진다.

상기 구획판은, 상기 광 파이버 단부면에 접촉하는 구획부와, 상기 광 파이버 단부면에 의한 억압에 의해 탄성 변형하는 탄성 변형부를 구비해도 좋다.

이 구성에 의하면, 상기 구획부가 상기 광 파이버 단부면에 의한 억압에 의해, 상기 광 파이버 단부면을 가로 방향으로 슬라이드하거나, 고자(孤字)형으로 변형하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 구획판이 광 파이버 단부면에 대해 문지르거나, 각을 세우는 것을 방지할 수 있어, 상기 단부면에 흠집이 생기는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에서는, 상기 구획판의 상기 광 파이버 단부면 접촉면에, 광 흡수층을 설치하고 있다.

이 구성에서는, 상기 광 파이버를 통해 광학적으로 결합된 통신 상대로부터의 송신 신호광이 상기 구획판의 광 파이버 단부면 접촉면에서 반사되고, 그 반사광이 통신 상대의 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 구획판의 광 파이버 단부면 접촉면으로부터의 반사광의 영향에 따른 통신 상대의 크로스토크를 억제할 수 있다.

상기 구획판을 상기 수발광 소자측으로 연장시키고, 상기 광 파이버 단부면과 상기 수발광 소자사이에 각각 배치된 복수의 광학 소자 사이 및 또는 상기 수발광 소자 사이에 개재시키도록 해도 좋다.

자신의 발광 소자로부터의 송신 신호광이 광학 소자 이면에서 반사되어 자신의 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 혹은, 예를 들면 상기 양 소자를 밀봉하는 몰드 패키지내를 전하는, 자신의 발광 소자로부터의 송신 신호광을 차단하고, 자신의 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 광학 소자 이면으로부터의 반사광의 영향 혹은, 몰드 패키지내를 전하는 빛의 영향에 따른 자신의 크로스토크를 억제할 수 있다.

일 실시예에서는, 상기 구획판을 도전성 재료로써 형성하고, 그 전위를 접지 전위로 하고 있다.

이 구성은, 수발광 소자의 전자 결합을 방지할 수 있고, 전자 결합의 영향에 따른 자신의 크로스토크를 억제할 수 있다.

일 실시예에서는, 상기 광 파이버 단부면과 상기 수발광 소자사이에 복수의광학 소자가 설치되고, 각 광학 소자의 광 파이버측 표면에 반사 방지막을 설치하고 있다.

이 구성의 경우, 통신 상대의 발광 소자로부터의 송신 신호광이 상기 복수의 광학 소자 표면에서 반사되고, 그 반사광이 통신 상대의 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 광학 소자 표면으로부터의 반사광의 영향에 따른 통신 상대의 크로스토크를 억제할 수 있다.

상기 광 파이버 단부면과 상기 수발광 소자사이에 배치된 각 광학 소자는 광 편향 소자로 이루어지고, 상기 수발광 소자를 상기 광 편향 소자와의 광축에 대해 경사시켜도 된다.

이 구성은, 통신 상대의 발광 소자로부터의 송신 신호광이 자신의 수발광 소자로써 반사되어 통신 상대의 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다.

상술된 광송수신 모듈은, 내부에 1코어의 광 파이버를 구비한 광 케이블과 조합되어 광송수신 시스템을 구성한다. 이 시스템에서는, 상기 광 파이버 단부면을 경사면으로 하고 있다.

이 시스템에서는, 광 파이버의 한쪽 단부면으로부터 유도되는 송신 신호광이 다른 단부면에서 반사되고, 그 반사광이 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 광 파이버의 원단측 단부면(즉, 광송수신 모듈에 먼 측의 광 파이버 단부면)으로부터의 반사광의 영향에 따른 크로스토크를 억제하고, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송이 가능해진다.

구획판을 광 파이버 단부면에 접촉시키도록 한 상술된 본 발명의 광송수신시스템에서는, 광 파이버의 단부면과 구획판이 접촉한 상태에서 광 플러그를 회전시키면, 광 파이버의 단부면이나 구획판이 파손할 가능성이 있다. 이 가능성을 회피하려고 하면, 광 플러그와 광송수신 모듈과 회전 방지 기구를 설치할 필요가 있다. 회전 방지 기구는, 예를 들면 광 플러그에 키를 설치하는 한편, 광송수신 모듈에 키홈을 설치함에 따라, 실현할 수 있다. 그러나, 광 플러그의 장착시에 이 키를 키홈에 맞추지 않으면 광 플러그를 광송수신 모듈에 삽입할 수 없어, 사용자에게 불편하다.

그래서, 본 발명은, 차광성의 구획판을 이용하여 전이중 통신 방식에 따른 광 전송을 가능하게 하는 광송수신 모듈, 광 케이블, 및 이들을 이용한 광송수신 시스템에 있어서, 광 플러그가 모듈 내에서 회전해도 광 파이버 단부면에도 구획판에도 파손이 발생하지 않은 구조를 제공하는 것을 한층 더 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 송신 신호광을 발광하는 발광 소자와, 수신 신호광을 수광하는 수광 소자를 구비하고, 상기 신호광의 송수신을 1코어의 광 파이버를 공유하여 행하는 광송수신 모듈에 있어서,

송신 신호광의 광로와 수신 신호광의 광로를 상호 분리하는 차광성의 구획부재를 구비하고, 이 구획부재는, 광 파이버가 소정 위치에 장착되었을 때에, 간극을 두고 광 파이버의 단부면에 대향하는 대향면을 갖는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈을 제공한다.

상기 구성에 따르면, 광 파이버를 내부에 갖는 광 플러그가 이 광송수신 모듈내에 장착되었을 때, 광 파이버의 단부면과 구획부재의 대향면사이에 간극이 있으므로, 광 플러그가 회전해도, 광 파이버의 단부면과 대향면이 접촉하지 않는다. 따라서, 이들의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 광 플러그의 회전에 의한 광 파이버의 단부면이나 구획부재의 파손을 이와 같이 방지할 수 있으므로, 회전 방지 기구를 광송수신 모듈 및 광 플러그에 설치할 필요가 없고, 따라서 사용자는 간단히 광 플러그를 이 송수신 모듈에 장착할 수 있다.

전이중 통신 방식에 따른 광 전송의 관점으로부터, 상기 간극(G)은, 바람직하게는, 0㎜<G<0.3㎜이고, 보다 바람직하게는, 대략 0.2㎜인 것이 좋다. 광학계에도 의존하지만, 이 간극 치수이면, 비트 에러율(BER)을 1E-12(10의 -12승)로 할 수 있고, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송을 달성할 수 있다.

상기 구획부재는, 광 파이버가 소정 위치에 장착되었을 때에, 상기 간극이 일정해지도록 상기 대향면을 상기 광 파이버의 단부면에 대해 위치 결정하는 위치 결정 수단을 구비해도 좋다. 이러한 위치 결정 수단을 구비함에 따라, 광 플러그가 장착될 때마다, 구획부재의 대향면과 광 파이버 단부면사이의 간극이 변화하는 사태를 회피할 수 있다. 따라서, 안정된 전이중 통신이 가능해진다.

상기 위치 결정 수단은, 일 실시예에 있어서는, 광 파이버를 내부에 유지하는 플러그(페룰)의 단부면에 접촉하는 결합면이고, 이 결합면은 상기 대향면에 대해 고정된 위치 관계에 있다.

상기 위치 결정 수단은, 다른 실시예에서는, 상기 광 파이버의 단부면 중 신호광이 통과하지 않은 부분에 접촉하는 결합면이고, 이 결합면은 상기 대향면에 대해 고정된 위치 관계에 있다.

바람직하게는, 상기 결합면에 미끄럼 이동성 재료, 즉 슬립 마찰 계수가 작은 재료를 이용하는 것이 좋다. 광 플러그를 몇 회전시켜도, 접촉 개소의 파손은 발생하기 어렵다.

상기 구획부재는, 상기 결합면을 상기 광 파이버측에 압박하는 스프링 수단을 구비해도 좋다. 이 경우, 결합면은 플러그의 단부면 혹은 광 파이버 단부면의 신호광이 통과하지 않은 부분에 알맞은 힘으로 압박되므로, 광 플러그 장착 내의 상기 간극의 변화를 방지할 수 있다.

1 실시예에 있어서는, 상기 구획부재는,

상기 발광 소자와 상기 수광 소자사이에 위치하고, 상기 대향면을 갖는 구획판과,

상기 구획판이 고정됨과 함께, 상기 결합면을 갖는 결합부와,

상기 결합부를 상기 광 파이버측에 압박하는 스프링 수단을 포함하고, 상기 결합부를 광 파이버의 광축 방향으로 이동 가능하게 유지하는 유지부를 구비하고 있다.

이 구성에 따르면, 약간 긴 광 플러그가 삽입되었을 때, 결합부는 유지부에 의해 유지되면서, 스프링 수단의 스프링 힘에 반하여, 초기 위치로부터 모듈 안으로(플러그 삽입구의 반대측) 이동한다. 당연히, 상기 결합면도 그에 따라 그 초기 위치로부터 모듈 안으로 이동하게 된다. 따라서, 광 플러그의 제조 변동을 고려하여, 생각할 수 있는 가장 짧은 광 플러그의 길이에 대응할 수 있는 위치를 결합부의 초기 위치라고 하면, 광 플러그의 길이에 변동(제조 허용차)이 있어도, 결합부의 이동에 따라 그 변동을 흡수할 수 있다.

1 실시예에서는, 상기 결합부는, 대략 원추대 형상의 구멍을 갖고, 이 구멍에 광 파이버를 갖는 광 플러그의 선단 부분을 수용하고 있다.

상기 대향면이, 장착되는 광 파이버의 단부면 형상과 대략 상보의 형상을 갖으면, 광 파이버의 단부면 전체에 걸쳐 상기 간극을 확실하고 일정하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 1코어의 광 파이버가 삽입 관통되어 있고, 이 광 파이버의 각 단부면은 광 파이버의 광축에 대해 회전 대칭인 곡면인 것을 특징으로 하는 광 케이블을 제공한다. 이러한 광 케이블을 사용하면, 광 파이버의 한쪽 단부면으로부터 유도되는 송신 신호광이 다른 단부면에 의해 반사되어 상기 한쪽의 단부면에 되돌아가 수광 소자에 입사하는 것을 방지할 수 있다.

상기 회전 대칭인 곡면은, 예를 들면 볼록(컨벡스)면이다. 원추면이라도 좋다.

상술된 어느 하나의 광송수신 모듈과 이 광 케이블을 조합하면, 광 플러그가 모듈 내에서 회전해도 광 파이버 단부면에도 구획부재에도 파손이 발생하지 않고, 전이중 통신 방식에 따른 광 통신을 안정적으로 행할 수 있고, 또한 사용자에게도 편리성이 높은 광송수신 시스템을 실현할 수 있다.

상기 광 파이버의 단부면은, 양단부에 설치한 플러그로부터 돌출함과 함께, 상기 광 파이버의 단부면의 반경 방향 외측 부분은 상기 플러그 단부면의 일부를 피복해도 좋다. 이러한 광 파이버의 단부면 구조는, 구획부재의 결합면이 광 파이버의 단부면 중 신호광이 통과하지 않은 부분에 접촉하는 실시예에서, 특별히 채용된다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 이점은, 다음에 계속되는 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1은 종래의 광송수신 모듈의 개략 구조를 나타내는 도면.

도 2는 다른 종래의 광송수신 모듈의 개략 구조를 나타내는 단면도.

도 3은 또 다른 종래의 광송수신 모듈의 개략 구조를 나타내는 도면.

도 4A 및 도 4B는 각각 관련 기술에 따른 광송수신 시스템에 있어서의 광송수신 모듈의 내부를 상측 및 측면으로부터 보았을 때의 단면도.

도 5는 도 4A-도 4B의 광송수신 시스템에 있어서의 광학계를 나타낸 도면.

도 6은 종래의 광 분기기의 개략 부분 단면도.

도 7은 도 6의 광 분기기에 있어서의 중심부의 전송로 광 파이버측 단부면을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 제1 실시예의 광송수신 모듈의 주요 개략 단면도.

도 9는 제2 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 단면도.

도 10은 제3 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 단면도.

도 11은 제4 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 단면도.

도 12는 제5 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 단면도.

도 13A 및 도 13B는 제6 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 광 파이버의 단부면에 입사하는 빛이 확산광일 때의 모습 및 수속광일 때의 모습을 각각 도시한 설명도.

도 14는 제6 실시예에 있어서의 광학적 설정의 일례를 나타낸 도면.

도 15는 제7 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 단면도.

도 16은 제8 실시예의 광송수신 모듈의 내부의 광학계를 도시한 도면.

도 17은 제8 실시예에 있어서의 스프링형 구획판(탄성 구획판)의 작성 방법을 나타내는 평면도.

도 18은 제9 실시예의 광송수신 모듈 내부의 광학계를 도시한 도면.

도 19는 제9 실시예에 있어서의 구획판의 반사율과 수신 효율과의 관계에 대해 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프.

도 20은 통신 상대의 광송수신 모듈도 포함하는 제10 실시예의 광송수신 시스템 전체를 도시한 개략도.

도 21은 도 20의 영역 A의 확대도.

도 22A 및 도 22B는 제11 실시예의 광송수신 모듈의 광학계를 도시하고, 도 22A는 송신부가 유리한 광학 배치를 도시하고, 도 22B는 수신측이 유리한 광학 배치를 나타내는 도면.

도 23은 제l2 실시예에 따른 광송수신 모듈의 내부를 측방으로부터 본 단면도.

도 24는 제12 실시예에 따른 광송수신 모듈의 상면 덮개를 분리한 상태의 평면도.

도 25는 제12 실시예에 따른 광송수신 모듈의 하면 덮개와 기판을 분리한 상태의 이면도.

도 26은 도 23-도 25의 광송수신 모듈에 있어서의 광학계를 도시한 도면.

도 27A 및 도 27B는 각각, 제12 실시예의 광송수신 모듈에 사용하는 구획판의 측면도 및 평면도이고, 광 플러그가 구획판에 접촉하기 시작한 시점의 상태를 나타낸 도면.

도 28A 및 도 28B는 각각, 제12 실시예에 있어서 광 플러그가 구획판에 접촉한 시점에서의 구획판의 측면도 및 평면도.

도 29A 및 도 29B는 각각, 제12 실시예의 광송수신 시스템에 사용하는 광 케이블의 이면도 및 측면도.

도 30은 제12 실시예에 있어서의 광 플러그의 선단 부분의 확대도.

도 31A는 본 발명의 제13 실시예에 따른 광송수신 시스템에 있어서의 광송수신 모듈의 측면도.

도 31B는 도 31A의 31B-31B 선 단면도.

도 32는 광송수신 모듈에 광 플러그가 삽입된 경우의 도 31B와 동일한 단면도.

도 33A는, 도 31A, 도 31B의 광송수신 모듈에 사용되는 구획부재의 정면도.

도 33B, 도 33C 및 도 33D는 각각, 도 33A의 33B-33B 선 단면도, 33C-33C 선 단면도, 33D-33D 선 단면도.

도 34는 도 31A, 도 31B의 광송수신 모듈에 있어서의 구획부재의 결합부와 광 플러그의 접촉 상태를 나타내는 단면도.

도 35는 구획부재의 변형예를 나타낸 도 34와 동일한 단면도.

도 36 구획부재 및 광 파이버 단부면의 변형예를 나타낸 도 34와 동일한 단면도.

도 37은 구획부재의 한층 더 변형예를 나타낸 도 34와 동일한 도면.

도 38은 본 발명의 광송수신 시스템에 있어서의 광 케이블의 일단측을 나타내는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 파이버 플러그

2: 광 파이버

3: 레이저 다이오드

4,4': 푸코 프리즘

5: 수신용 PD

6: 몰드 수지

7: 서브 마운트

8: 모니터용 포토다이오드(PD)

9: 기판

3': LED

10: 집광 렌즈

30: 광 플러그

60: 광송수신 모듈

90: 광 플러그

[제1 실시예]

본 발명의 제1 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 8에 도시한다.

이 광송수신 모듈은, 파이버 플러그(1) 내의 광 파이버(2)를 공통으로 하여 1개의 광 파이버(2)로 광송수신을 행하는 전이중 통신 방식의 광송수신 모듈이고, 발광 소자인 레이저 다이오드(이하, 「LD」라고 함.)(3)로부터 추출된 송신광을 굴절시켜 광 파이버(2)의 단부면에 대해 대략 수직으로 결합시키는 제1 경사면(4a)과, 광 파이버(2)로부터 출사된 수신광의 거의 반을 굴절시켜 수광 소자인 수신용 포토 다이오드(이하, 「수신용 PD」라고 함.)(5)에 결합시키는 제2 경사면(4b)을 구비한 푸코 프리즘(4)이 설치되는 것이다.

또한, 본 실시예에서는, 수신용 PD(5)가 몰드 수지(6)에 의해 밀봉되어 있고, 몰드 수지(6)에 의해 수신용 광학계 렌즈인 렌즈부(6b)가 형성되어 있다. 또한, LD(3)는 그 모니터용 포토다이오드(PD)(8)와 함께 서브 마운트(7) 상에 탑재되어 있고, 수신용 PD(5) 및 서브 마운트(7)는 푸코 프리즘(4)에 대해 대략 평행한 평면에 배치되는 동일 기판(9) 상에 실장되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 광 파이버(2)와 푸코 프리즘(4)사이에 렌즈가 개재되지 않고, 수신광은 광 파이버(2) 단부면으로부터 직접 푸코 프리즘(4)의 경사면(4b)에 달하고, 송신광은 푸코 프리즘(4)의 경사면(4a)으로부터 직접 광 파이버(2) 단부면에 도달하는 것이다.

또, 본 실시예에서는, 송신용 광학계를 별도로 설치하지 않았지만, 이것은 발광 소자로서 LD(3)를 이용하기 때문이다. 즉, LD는 출사광이 LED와 같이 넓어지지 않으므로, 별도 송신용 광학계를 설치할 필요가 없고, 바꿔 말하면 LD 자체가 송신용 광학계의 기능을 겸하게 된다.

푸코 프리즘(4)은 사출 성형법등에 따라 성형할 수 있지만, 그 재료로서는 내후성에 우수한 것을 선정하는 것이 바람직하다. 그 예에서는, JSR사(일본 합성 고무사)제의 ARTON·FX, 니혼 제온사제의 ZEONEX 등을 들 수 있다. 또, 가공 시의 성형성의 관점으로부터, 금형 작성시에는, 푸코 프리즘(4) 주위에 적절한 테이퍼각을 붙여 두는 것이 바람직하다.

또한, 수신용 PD(5)은 트랜스퍼 몰드 방식 등에 따라 몰드 수지(6)로써 수지 밀봉되지만, 그것에 이용되는 수지 재료로서는, 푸코 프리즘(4)과 마찬가지로 내후성이 좋은 것이 적합하고, 에폭시계의 재료, 예를 들면 히타치 화성 공업사제의 CEL·T-2000등을 예로 들 수 있다. 이 때, 밀봉하는 수지를 이용하여 수신용 PD(5)에 대해 경사 방향으로 구면 혹은 비구면의 렌즈부(6b)를 설치함에 따라, 수신시의 광 파이버(2)로부터 수신용 PD(5)에의 결합 효율을 대폭 개선할 수 있다. 또한, 가공시의 성형성의 관점으로부터, 금형 작성시에는, 몰드 수지(6) 주위에 적절한 테이퍼각을 붙여 두는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, LD(3)로부터의 송신광은, 푸코 프리즘(4)의 경사면(4a)에 의해 굴절된 후에, 광 파이버(2)와 결합된다. 그리고, 광 파이버(2)로부터의 수신광은, 그 거의 반이 푸코 프리즘(4)으로 굴절된 후에, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6b)를 통해 수신용 PD(5)와 결합된다. 이와 같이, 발광 소자인 LD(3) 및 수광 소자인 수신용 PD(5)과 광 파이버(2)사이에, 2개의 경사면(4a, 4b)을 포함하는 푸코 프리즘(4)을 넣은 것으로, 하나의 광 파이버(2)를 이용하여 송신, 수신 즉 전이중 통신을 행하는 것이 가능해진다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 9에 도시한다. 도 9에서, 도 8에 도시된 것과 동일 또는 유사한 부재는 도 8에서 사용한 것과 동일 참조 번호로 나타낸다.

제2 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제1 실시예의 것과 다른 점은, 발광 소자로서 발광 다이오드(LED)(3')를 이용하고, 또한 LED(3') 및 수신용 PD(5)를 공통의 몰드 수지(6)로 밀봉하고, 그 몰드 수지(6)에 송신용 광학계 렌즈인 렌즈부(6a)를 형성한 점이다. 그 외에 대해서는, 상기 제1 실시예와 마찬가지의 것이다.

또, LED(3')는 서브 마운트(7')에 탑재되고, 수신용 PD(5) 및 서브 마운트(7')는 푸코 프리즘(4)에 대해 대략 평행한 평면에 배치되는 동일 기판(9) 상에 실장되어 있다.

LED(3), 및 수신용 PD(5)는 트랜스퍼 몰드 방식 등에 따라 몰드 수지(6)로써 수지 밀봉되지만, 그것에 이용되는 수지 재료로서는, 푸코 프리즘(4)과 마찬가지로 내후성이 좋은 것이 적합하고, 에폭시 재료, 예를 들면 히타치 화성 공업의 CEL-T-2000등을 예로 들 수 있다. 이 때, 밀봉하는 수지에 의해 LED(3), 및 수신용 PD(5)에 대해 경사 방향으로 구면 혹은 비구면의 렌즈부(6a, 6b)를 설치함에 따라, 송신시의 광 파이버(2)에의 결합 효율 및 수신시의 광파이버(2)로부터 수신용 PD(5)에의 결합 효율을 대폭 개선할 수 있다. 또한, 가공 시의 성형성의 관점으로부터, 금형 작성시에는, 몰드 수지(6) 주위에 적절한 테이퍼각을 붙여 두는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, LED(3')로부터의 송신광은, 렌즈부(6a)를 통해 푸코 프리즘(4)의 경사면(4a)에 의해 굴절된 후에, 광 파이버(2)와 결합된다. 그리고, 광 파이버(2)로부터의 수신광은, 그 거의 반이 푸코 프리즘(4)도 경사면(4b)에서 굴절된 후에, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6b)를 통해 수신용 PD(5)로 결합된다. 이와 같이, 발광 소자인 LED(3') 및 수광 소자인 수신용 PD(5)와 광 파이버(2) 사이에, 푸코 프리즘(4)을 넣은 것으로, 하나의 광 파이버(2)를 이용하여 송신, 수신 즉 전이중 통신을 행하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시예에서는, 발광 소자로서 LED를 이용하고 있다. LED는, LD에 비교하여 비교적 지향성이 낮고 공간적으로 비교적 넓은 각도에 걸친 방사 특성을 갖으므로, LED의 주광선에 대해 경사 방향으로 렌즈부(6a)를 설치한 경우라도, LED로부터의 방사광을 유효하게 이용하는 것이 가능해진다.

즉, 본 실시예에 따르면, 발광 소자로서 공간적인 확대가 큰 광원인 LED(3')를 이용하고 있으므로, LD를 이용한 것과 비교하여 저비용화를 도모할 수 있는 것 뿐만 아니라, 발광 소자의 주광선 외의 광선을 푸코 프리즘(4)의 경사면(4a)에 효과적으로 결합시키고, 송신 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 소자인 LED(3')를 푸코 프리즘(4)의 경사면(4a) 방향을 향할 필요가 없기 때문에, 칩 실장을 쉽게 하여 양산 가격을 삭감하는 것이 가능해진다. 이들은, 후술된 LED를 이용한 실시예에서도 마찬가지다.

[제3 실시예]

본 발명의 제3 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 10에 도시한다.

제3 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제2 실시예의 것과 다른 점은, LED(3')를 서브 마운트를 이용하지 않고, 수신용 PD(5)와 함께 기판(9)에 실장하는 점이다. 그 외에 대해서는, 상기 제2 실시예와 마찬가지이다.

즉, 본 실시예에서는, LED(3')와 수신용 PD를 동일 기판(9) 상에 실장하고, 그 상부에 몰드 수지(6)에 의해 렌즈부(6a, 6b)를 설치한 것이다.

본 실시예에 따르면, 기판(9)으로서 프린트 기판이나 리드 프레임등을 이용할 수 있고, LED(3') 및 수신용 PD(5)를 동일 기판(9) 상에 실장함으로써, 양산 시의 다이 본드, 와이어 본드 등의 실장 작업이 용이해진다. 또한, 부품갯수의 삭감이 가능해지고, LED(3'), 수신용 PD(5)를 따로따로 배치하지 않아도 되므로 이들의 위치 정밀도도 내기 쉬워질 것으로 기대된다.

[제4 실시예]

본 발명의 제4 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 11에 도시한다.

제4 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제3 실시예의 것과 다른 점은, 푸코 프리즘(4)의 LED(3') 및 수신용 PD(5)측에 집광용 렌즈(110)를 배치한 점과, 몰드 수지(6)의 형상이 다른 점이다. 그외에 대해서는, 상기 제3 실시예와 마찬가지이다.

즉, 본 실시예에서는, 집광용 렌즈(110)를 설치함과 함께, 푸코 프리즘(4)의 경사면(4a, 4b)의 경계 위치에 거의 대응하는 위치에서, 몰드 수지(6)에 단차부(6c)를 설치하고, 몰드 수지(6)의 수신부를 송신부보다도 집광용 렌즈(110)측에 가까운 형상으로 하고 있다. 이러한 단차 구조로 하면, 보다 송수신 효율이 향상한다.

또, 집광 렌즈(110)는 구면, 비구면 모두 좋고, 또는 렌즈면은 LED(3') 및 수신용 PD(5)측과 푸코 프리즘(4)측 모든 면을 향해도 좋다.

본 실시예에 따르면, 수신시에서는, 광 파이버(2)로부터의 수신광이 확산하지 않고 수광 소자인 수신용 PD(5)에 결합시키는 것이 가능해진다. 그리고, 송신시에서는, 몰드 수지(6)에 설치된 렌즈부(6a)만으로 광 파이버(2)에 결합시킬 필요가 없게 되기 때문에, 렌즈부(6a)의 곡율 반경을 크게 하여 빛의 추출 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

[제5 실시예]

본 발명의 제5 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 12에 도시한다.

제5 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제4 실시예 것과 다른 점은, 푸코 프리즘과 집광용 렌즈를 일체화하여 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')으로 한 점이다. 그 외에 대해서는, 상기 제4 실시예와 마찬가지의 것이다.

즉, 본 실시예에서는, 상기 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 수지 재료를 이용하여, 사출 성형 등에 의해 푸코 프리즘과 집광용 렌즈를 일체화 성형하고, 상기 실시예의 경사면(4a, 4b)과 동일한 경사면(4'a, 4'b), 및 상기 제4 실시예의 집광용 렌즈(110)와 동일한 기능을 갖는 렌즈부(4'c)를 구비한 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')으로 하는 것이다. 그리고, 그 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')를, 상기 제4 실시예의 푸코 프리즘(4)과 집광용 렌즈(110)를 대신하여, 모듈 내에 배치한 것이다.

본 실시예에 따르면, 부품 갯수를 삭감할 수 있으므로, 부품 실장을 간이화하는 것이 가능해진다. 또한, 집광용 렌즈와 푸코 프리즘이 다른 부품시에 계면에서 생기는 프레넬 반사광도 막을 수 있어, 고효율의 송수신이 가능해진다.

[제6 실시예]

본 발명의 제6 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 13A, 도 13B, 도 14에 도시한다.

제6 실시예는, 상기 제5 실시예에서, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6a), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4'c)의 곡율에 대해, 광 파이버(2)의 NA치(개구수)이하의 수속광을 광 파이버(2) 단부면에 입사시키도록 설정하는 것이다.

도 13A에 도시된 바와 같이, 광 파이버(2)의 단부면에 입사하는 빛이 확산광일 때는, 단부면에서 발생하는 프레넬 반사광이 확산광의 상태에서 반사하게 되고, 그 일부가 수광 소자인 수신용 PD(5)에 결합하기 때문에, 전이중 통신 방식을 행하는 것이 어렵다. 한편, 도 13B에 도시된 바와 같이, 광 파이버(2)의 단부면에 입사하는 빛이 수속광일 때는, 단부면에서 발생하는 프레넬 반사광이 원래의 광로를 되돌아가게 된다.

그래서, 이들을 고려하여, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6a), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4'c)의 곡율을 설정한 일례를, 도 14에 도시한다.

즉, 도 14에 도시된 것에서는, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 광 파이버(2) 측면으로부터 LED(3') 및 수신용 PD(5)의 실장면까지의 거리를 3.00㎜, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4'a, 4'b) 형성 개소의 깊이를 1.00㎜, 몰드 수지(6)의 수신부 두께를 0.98㎜, 몰드 수지(6)의 송신부 두께를 0.60㎜, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4'a, 4'b) 경계 위치로부터 LED(3') 실장 중심 위치까지의 거리를 1.25㎜, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4'a, 4'b) 경계 위치로부터 수신용 PD(5) 실장 중심 위치까지의 거리를 1.37㎜, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4'a, 4'b) 경계 위치로부터 렌즈부(6a) 중심 위치까지의 거리를 1.05㎜, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4'a, 4'b) 경계 위치로부터 렌즈부(6b) 중심 위치까지의 거리를 1.11㎜로 했을 때, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4'c)의 곡율 반경 R을 1.40㎜, 몰드 수지(6)의렌즈부(6a)의 곡율 반경 R을 0.83㎜, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6b)의 곡율 반경 R을 0.70㎜로 한 것이다.

또, 상기에 있어서, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4'a, 4'b) 경계 위치는, 광 파이버(2) 중심 위치와 일치시킨 것이다.

도 14에 도시된 것에 대한 광학 시뮬레이션의 결과에 따르면, 이 광학계에서의 송신 효율은 14.5%, 수신 효율은 34.5%, 귀환광은 0.365%가 되었다. 이에 따르면, 샤프 주식회사에 의해 특원평11-201047호에 있어서 제안된 프리즘 어레이를 이용한 것과 비교하여, 귀환광은 약 l/3로 대폭 저감시킬 수 있다.

다음에, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 곡율에 대해 설명한다.

광 파이버(2)에 입사시키기 위한 최종적인 곡율은, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4'c)의 곡율에 따라 결정되게 된다. 그래서, 여기서는, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')에 의해 콜리메이트된 빛이 광 파이버(2) 단부면에 입사될 때의, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4c')의 곡율에 대해 생각한다.

광 파이버에 입사된 빛을 광 파이버 내에서 전파되는데, 광 파이버의 NA치(개구수)와 콜리메이트용 렌즈의 초점 거리 F사이에서, NA=0.5/F··· (1)의 관계식이 알려져 있다.

또한, 평볼록 렌즈에 있어서, 그 초점 거리 F와 그 구(球)렌즈 곡율 반경 R과의 관계는, F=2R··· (2)가 된다.

이들 관계식 1, 관계식 2로부터 R=0.25/NA가 되고, 통상 사용되는 광 파이버(플라스틱제)의 NA 치가 0.3 이하이기 때문에, R은 0.84㎜ 이상이면 충분한특성을 얻을 수 있다.

따라서, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4c')의 곡율 반경 R은, 0.84㎜ 이상이 바람직하다.

또, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6a)로부터 확산광을 추출하고, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')으로 콜리메이트하는 경우에 대해, 광선 추적 시뮬레이션을 행한 결과, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4'c)의 곡율 반경 R은, 1.45㎜ 이하로 수속광을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

이상의 점으로부터, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 렌즈부(4'c)의 곡율 반경 R은, 0.84㎜ 이상 1.45㎜ 이하(0.84㎜≤R≤1.45㎜)가 바람직하다.

또한, 여기서 설명한 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 곡율은, 상기 제4 실시예와 같이 푸코 프리즘(4)과 일체화되지 않은 집광 렌즈(10)에 대해서도, 마찬가지다.

본 실시예에 따르면, 송수신 효율을 손상하지 않고, 귀환광이 수광 소자의 방향으로 결합하는 것을 막을 수 있다.

[제7 실시예]

본 발명의 제7 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 15에 도시한다.

제7 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제5 실시예의 것과 다른 점은, 송신부와 수신부사이에 구획부재인 구획판(111)을 배치한 점이다. 그외에 대해서는, 상기 제5 실시예와 마찬가지의 것이다.

본 실시예의 구획판(111)은, 기판(9)으로부터 광 파이버(2)의 단부면에 거의 접하는 위치까지 배치되고, 예를 들면 50㎛ 두께의 인청동과 같이 얇게 강도가 있는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, 이러한 구획판(111)을 설치함에 따라, 송신광이 수광 소자인 수신용 PD(5)의 방향으로 조사되는 것을 막아, 수신광의 S/N 비를 향상시키는 것이 가능해진다.

[제8 실시예]

본 발명의 제8 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 16에 도시한다.

제8 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제7 실시예의 것과 다른 점은, 구획판(111)을 광 파이버(2) 단부면에 접촉하면 광 파이버(2)의 대략 주축 방향으로 가동하게 한 점이다. 그 외에 대해서는, 상기 제7 실시예와 마찬가지이다.

즉, 본 실시예에서는, 구획판(111)에 대해 광 파이버(2) 단부면이 접촉할 때에, 구획판(111)이 깊이 방향으로 이동 가능하게 한다.

그와 같은 구획판(111)은, 예를 들면 도 17의 주요부 평면도에 도시된 바와 같이, 50㎛ 두께 인청동판에 하프 에칭을 행하고, 그 후 절입선(111a)에서 잘라서 끼움과 함께, 절곡선(111b)으로 절곡됨에 따라, 스프링형의 구획판(탄성을 갖는 구획판 : 111)을 제작할 수 있다. 그리고, 이 스프링형 구획판(탄성 구획판)(111)은, 도 17에 도시된 바와 같은 나사 잠금용 구멍(111c)에 의해, 도 16에 도시된 바와 같이 기판(9)측으로부터 나사로 고정시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 파이버 플러그의 삽입 인출에 의해 광 파이버(2)단이 구획판(111)에 닿아도, 송수신 효율을 열화시키는 흠집의 발생을 막을 수 있다.

[제9 실시예]

본 발명의 제9 실시예의 광송수신 모듈의 주요부의 개략 구성을, 도 18에 도시한다.

제9 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제7 실시예와 다른 점은, 구획판(111)에 광 반사성을 갖게 한 점이다. 그 외에 대해서는, 상기 제7 실시예와 마찬가지이다.

상술된 바와 같이, 구획판(111)을 설치함으로써, 몰드 수지(6) 내를 통해 내란광으로서 수광 소자인 수신용 PD(5)에 결합하는 광선을 대폭 삭감하고, 송신광이 수신용 PD(5)의 방향으로 조사되는 것을 막을 수 있고, 이에 따라 수신광의 S/N을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 구획판(111) 표면의 반사율을 높임으로써, 도 18에 도시된 바와 같이, 구획판(111) 표면의 흡수율이 높은 경우에 수신시에 흡수된 성분에 대해서도, 반사율이 높은 구획판(111)을 이용함으로써 수신광으로서 유효하게 활용할 수 있다.

또, 구획판(111)의 광 반사성을 갖게 하기 위해서는, 구획판(111)의 재료로서 알루미늄등의 미리 반사율이 높은 재료를 이용하는 것이나, 액층법(금 도금등), 기상법(진공 증착법, 스퍼터법등)에 의해 구획판(111) 측면의 표면에 금속등의 반사율이 높은 박막을 코팅하는 것등을 예로 들 수 있다.

도 19에, 구획판(111) 표면의 반사율을 변화시켜 갈 때의 수신 효율의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 19로부터, 구획판(111) 표면의 반사율이 증가함에 따라, 수신 효율도 증가하는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 구획판(111) 표면을 전면 흑색으로 도장(반사율이 약 0%)했을 때와, 알루미늄 증착한 경우(반사율이 약 90%)에서는, 수신 효율에서 0.7㏈ 정도의 차이가 생긴다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 구획판(111) 표면의 흡수율이 높은 경우에는 수신시에 흡수되는 성분에 대해서도, 반사율이 높은 구획판(111)을 이용함으로써 수신광으로서 유효하게 활용할 수 있다. 또한, 이것은, 송신광과 수신광이 동일 파장대일 때에, 특히 유효하다.

[제10 실시예]

본 발명의 제10 실시예의 광송수신 모듈에 대해, 도 20과 도 21을 이용하여 설명한다. 또, 도 21은 도 20 중 파선으로 둘러싼 영역 A의 부분 확대도이다.

제10 실시예의 광송수신 모듈에 있어서, 상기 제7 실시예의 것과 다른 점은, 광 파이버(2) 단부면과 대향하는 구획부재(111)의 단부면에 광 흡수성을 갖게 한 점이다. 그 외에 대해서는, 상기 제7 실시예와 마찬가지이다.

도 20, 도 21에 도시된 바와 같이, 자신측 모듈과 상대측 모듈로 광 통신을 행할 때, 구획판(111)의 단부면이 반사율이 높은 평활한 평면인 경우, 상대방 모듈까지 달한 송신광의 일부 Lt는, 상대방 모듈의 구획판(111) 단부면에 반사하여 다시 자신의 모듈로 되돌아간다. 그 때문에, 자기의 내란광, 프레넬 귀환광에 의한 근단 반사를 제거해도 상대방 모듈로부터의 귀환광이 크기 때문에, 수광 소자에서의 S/N 비를 향상시킬 수 없다.

그래서, 본 실시예에서는, 구획판(111)의 단부면에 대해 흑색 도료를 도포하는 등하여, 구획판(111)의 단부면의 흡수율을 증가시킴에 따라, 상대방 모듈에서의 원단 반사를 억제하는 것을 가능하게 하고 있다.

[제11 실시예]

상기 실시예에서는, 모두, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각을 거의 60deg로 하고, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 제1 경사면(4a, 4'a)의 경사 각도와 그 제2 경사면(4b, 4'b)의 경사 각도를 거의 동일하게 한 도면으로 설명하였다.

여기서는, 제11 실시예로서, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4a, 4'a, 4b, 4'b)의 경사 각도, 및 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각에 대해 설명한다.

우선, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 경사면(4a, 4'a, 4b, 4'b)의 경사 각도에 대해서는, 예를 들면 도 22A, 도 22B에 도시된 바와 같이 비대칭인 것이라도 좋다. 또, 이들의 도면에는, 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')을 사용한 경우만을 나타낸다.

즉, 도 22A에 도시된 바와 같이, 광학 배치로서 송신부 유리 즉 송신부에서의 효율 향상을 위해 경사면(4'a)을 경사면(4'b)보다 광 케이블(2) 단부면에 평행하게 가까이 하거나, 도 22B에 도시된 바와 같이, 광학 배치로서 수신부 유리 즉 수신부에서의 효율 향상을 위해 경사면(4'b)을 경사면(4'a)보다 광 케이블(2) 단부면에 평행하게 가까이 하는 등, 임의로 설정할 수 있는 것이다.

또, 상기 실시예에서는, LED(3') 와 수신용 PD(5) 사이에 칩 컨덴서 등의 다른 부품을 실장하는 것을 상정하여, 제1 경사면(4a, 4'a)의 경사 각도와 그 제2 경사면(4b, 4'b)의 경사 각도를 거의 동일하게 한 것이다.

또한, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각에 대해서는, 송신광, 수신광 모두 칩(LED(3'), 수신용 PD(5)) 바로 위에 몰드 수지(6)의 렌즈부(6a, 6b)를 설치하여, 그 꼭지각을 작게 설정하는 편이, 송신·수신 효율 향상한다는 점에서 유리하다고 생각할 수 있다. 그런데, 전이중 통신 방식을 실현하기 위해서는, 송신측과 수신측사이에 구획부재(구획판 : 111)를 넣어, 차광하는 것이 바람직하기 때문에, 렌즈부(6a, 6b)의 배치, 및 칩을 실장하는 점으로부터 중간 집합에 LED 칩을 설치할 수 없다. 이 점에서, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각은, 15deg 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

그리고, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각을 고각으로 하면, 몰드 수지(6)의 렌즈부(6a)로부터의 경사 방향의 송신광을 이용할 필요가 있기 때문에, 송신광으로서 이용할 수 있는 광량이 감소하게 된다.

그래서, 이에 대해 소정의 조건으로 시뮬레이션을 행한 바, 상기 실시예와 같이 꼭지각 60deg로 하면, 이 때의 송신 효율은 수직광을 이용한 경우에 비교하여 0.8㏈의 감소가 된다.

더욱 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각을 증가시키면, 송신 효율은 보다 감소하고, 그 꼭지각이 75deg로 한 경우, 수직광을 이용한 경우에 비교하여 1.5㏈의 감소가 된다.

동일한 조건으로 충분한 특성을 얻기 위해서는, 송신 효율의 감소가 수직광을 이용한 경우에 비교하고 1.8㏈의 감소 정도까지 허용하므로, 이러한 특성의 점에서, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각은 75deg 이하가 바람직하다.

이상의 것으로부터, 푸코 프리즘(4), 렌즈가 부착된 푸코 프리즘(4')의 꼭지각θ은, 15deg이상 75deg이하(15deg≤θ≤75deg)가 바람직하다.

또, 상기 실시예는, 적절하게 조합하여 실시할 수 있는 것으로서, 또한 반이중 통신 방식에도 적용 가능한 것이다.

[제12 실시예]

도 23은 본 발명의 제12 실시예에 따른 광송수신 모듈의 측면 단면도, 도 24는 상면 덮개를 분리한 상태의 모듈의 평면도, 도 25는 하면 덮개 및 기판을 분리한 상태의 모듈의 이면도이다.

우선, 본 실시예에 따른 광송수신 모듈(10)의 개략을 설명한다. 모듈(10)은, 후술된 내부에 1코어의 광 파이버를 구비하는 플러그가 삽입 구멍(11a)에 삽입되고, 플러그를 그 위치로 유지하는 리셉터클부(11), 광학 소자인 광 분기 소자(12), 발광 소자(13)를 밀봉한 발광 디바이스(14), 상기 발광 디바이스(14)를 피복하는 도전성 재료로 형성된 제1 실드(15), 수광 소자(16)를 밀봉한 수광 디바이스(17), 상기 수광 디바이스(17)를 피복하는 도전성 재료로 형성된 제2 실드(18), 상기 광 파이버를 포함하는 광 플러그 단부면을 이분하여 접촉하고, 광로를 송신 신호광의 광로와 수신 신호광의 광로로 이분함과 함께 상기 광 파이버의길이 방향으로 이동 가능한 구획판(19), 상기 발광 소자(13)의 구동 IC(20), 그것을 피복하는 제3 실드(21), 상기 수광 소자(16)의 신호 증폭을 행하는 증폭 IC(22), 그것을 피복하는 제4 실드(23), 상기 수발광 소자(13, 16) 및 각 IC(20, 22)의 전기 배선을 행하는 PWB 등으로 이루어지는 기판(24), 외부 입출력 단자(25), 하면 덮개(26), 상면 덮개(27)로 구성된다. 광 분기 소자(12)의 표면에는, 반사 방지막이 실시된다.

상기 발광 디바이스(14)는, 구리판을 은 도금하여 이루어지는 리드 프레임에 발광 소자(13)를 은페이스트 또는 인듐등에 의해 납땜하고, 와이어 본딩에 의해 리드 프레임과 발광 소자(13) 사이의 전기 접속을 행한 후, 금형으로 설치되어 트랜스퍼 몰드 성형되어 제조된다. 몰드 패키지의 표면에는 트랜스퍼 몰드 성형시에 광학 소자인 렌즈가 일체 성형된다. 또한, 수광 디바이스(17)도 마찬가지로, 상기된 발광 소자(13)를 수광 소자(16)로 치환하여 제조한다.

그리고, 광송수신 모듈의 외부로부터 입출력 단자(25)를 통해 송신 신호(전기 신호)가 입력되면, 구동 IC(20)에 의해 발광 소자(13)가 구동되고, 송신 신호광(광 신호)이 발광 소자(13)로부터 출사된다. 이 송신 신호광은, 발광 디바이스(14)의 표면에 형성된 렌즈에 의해 대략 평행광이 되고, 광 분기 소자(12)로 입사하고, 광로를 편향하여, 광 파이버에 입사한다. 이 때, 광 분기 소자(12), 발광 소자(13)의 위치 어긋남 등에 의해, 광로를 벗어난 송신 신호광이 있어도, 구획판(19)이 수발광 소자(13, 16)를 연결하는 선에 대해 크로스하는 위치까지 연장하여 형성되기 때문에, 수광 디바이스(17)측에는 입사하지 않는다.

또한, 광 파이버의 광송수신 모듈에 가까운 측의 단부면(이하, 「근단측 단부면」이라고 칭함.)에서 반사한 송신 신호광도 구획판(19)이 있기 때문에 수광 디바이스(17)측에는 입사하지 않는다.

또한, 광 파이버를 전파한 송신 신호광은, 광 파이버의 광송수신 모듈에 먼 측의 단부면(이하, 「원단측 단부면」이라고 칭함.)에서 일부 반사하지만, 나중에 상술된 바와 같이, 단부면이 10도 경사져 있기 때문에 광 파이버를 전파하지 않고 사라진다.

그리고, 광 파이버 원단측 단부면을 나온 송신 신호광은 통신 상대의 광송수신 모듈로 입사한다.

통신 상대의 광송수신 모듈도 동일한 구성으로(부호에 대해서도 동일 부호를 이용함)하면, 송신 신호광이 최초로 도달하는 것은, 구획판(19)의 광 파이버 단부면과의 접촉면이지만, 이 경사진 접촉면을 광 흡수 재료(카본을 포함하는 흑색 도료 등)에 의해 도장하기 때문에, 여기서의 반사광은 발생하지 않는다.

계속해서, 송신 신호광은 광 분기 소자(12)에 도달하지만, 상기 광 분기 소자(12) 표면은 반사 방지막 처리가 실시되기 때문에, 여기서의 반사광도 발생하지 않는다. 그리고, 광 분기 소자(12)에 입사한 송신 신호광은, 광로가 편향되어 수광 디바이스(18) 표면에 형성된 렌즈에 의해 집광되어, 수광 소자(16)에 입사한다.

상기 수광 소자(16)에서는 일부의 입사광이 반사하지만, 입사광은 수광 소자(16)로 비스듬히 입사하기 때문에 반대의 경사 방향으로 반사되고, 광 분기 소자(12)로는 되돌아가지 않는다. 이 후, 수광 소자(16)에 입사한 빛은 광전 변환되고, 전기 신호가 되어 증폭 IC(22)에 의해 증폭되고, 외부 입출력 단자(25)로부터, 광송수신 모듈 외부로 수신 신호로서 추출된다.

그리고, 전이중 통신 방식을 실현하기 위해서는, 자송신 신호가 자 수신 신호로 들어가는 량을 아주 작게 해야한다. 예를 들면, 비트 에러율(BER)을 1E-12(10의 -12승)로 하기 위해서는, S/N비에서 11.5㏈ 필요하고, 그것을 위해서는 전기적 크로스토크와 광학적 크로스토크를 작게 할 필요가 있다. 전자에는 실드판이 효과적이며, 그 자체는 알려져 있다. 한편, 광학적 크로스토크를 작게 하기 위해서는 구획판이 효과적이다.

본 실시예에서는, 구획판(19)을 광 파이버 단부면에 접촉시키고, 또한 구획판(19)의 단부면에 광 흡수 도장을 행함과 함께, 또한 광학 소자에의 반사 방지막이나 수발광 소자를 경사시키는 것 등의 상술된 수단을 적절하게 조합함에 따라, 상기한 BERIE-12를 달성하고, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송이 가능해졌다.

이것으로부터, 본 실시예에 따른 광송수신 모듈(10)의 상세한 것을 설명한다.

도 26은, 상기 광송수신 모듈(10)에서의 광학계를 나타내는 확대 횡단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 광 파이버를 포함하는 광 플러그(30)의 경사진 단부면에는 구획판(19)이 접촉하고, 이에 따라 상기 광 플러그(30) 내에 배치된 광 파이버와 구획판(19)이 접촉한 상태에서 접촉한다.

광 분기 소자(12, 12)는, 송신측과 수신측에 따로 설치되고, 그 경계에 구획판(19)이 배치되어 있다. 또한, 각 광 분기 소자(12, 12) 표면에는, 200㎛ 피치로 마이크로프리즘이 형성되어 있다. 여기서, 구획판(19)이 삽입되는 광 분기 소자(12, 12) 사이의 간격은 100㎛로 한다.

발광 디바이스(14)에는, 렌즈부 이외를 피복하는 구리판으로 형성된 제1 실드(15)가, 수광 소자(17)에는 렌즈부 이외를 피복하는 구리판으로 형성된 제2 실드(18)가 부착되고, 상기 실드(15, 18)는 전기적으로 접지에 접속되고, 발광 디바이스(14)와 수광 디바이스(17) 사이의 전기적 크로스토크를 작게 함과 함께, 불필요한 빛의 입출사를 방지하고 있다.

또한, 전자 결합은 발광 디바이스(14)의 렌즈부 및 수광 디바이스(17)의 렌즈부에 비어 있는 실드(15, 18)의 구멍을 통해 발생하지만, 그것을 방지하기 위해 구획판(19)을, 실드된 양 디바이스(14, 17)의 경계까지 연장시킴과 함께, 도전성 재료로 형성하고, 또한 전위를 접지로 떨어뜨린다.

계속해서, 상기 구획판(19)의 스프링(탄성 변형) 구조의 원리를 설명한다.

도 27A, 도 27B는 광 플러그(30)가 구획판(19)에 접촉하기 시작한 상태를, 도 28A, 도 28B는 광 플러그(30)가 구획판(19)에 접촉한 상태를 나타낸다. 도면 중, 도 27A, 도 28A는 측면도이고, 도 27B, 도 28B는 평면도이다.

광 파이버를 포함하는 광 플러그(30)는, 제조 과정에서 길이의 변동을 갖기 때문에, 구획판(19)이 리셉터클부(11)에 고정되면, 광 플러그의 길이에 따라서는 광 파이버 근단측 단부면과 구획판(19) 사이에 간극이 생긴다. 간극이 생기면, 광 파이버 근단측 단부면에서 반사한 자신의 송신 신호광이, 자신의 수광 소자(16)에입사하기 때문에, 광학적 크로스토크가 증대한다. 도 27 및 도 28에 도시된 바와 같은 스프링 구조에 의해, 구획판(19)을 광 파이버의 길이 방향으로 이동 가능하게 하고, 항상 미소한 힘으로 구획판(19)을 광 파이버 단부면에 압박하도록 하면, 어떠한 길이의 광 플러그(30)가 삽입해도, 먼저 상술된 간극은 발생하지 않는다. 즉, 광 플러그(30)의 제조 과정에서의 일측의 최대 변동시에도 광 플러그(30)(광 파이버 단부면)에 의해 억압되는 위치에 구획판(19)을 배치하고, 그것보다도 긴 것을 탄성 변형에 따라 흡수함으로써 간극이 발생하는 일은 없다.

구체적으로 설명하면, 상기 구획판(19)은, 도 27A, 도 27B, 도 28A, 도 28B에 도시된 바와 같이, 측면이 광 파이버 단부면에 접촉하는 구획부(19a), 상기 구획부(19a)를 세워 설치하는 토대부(19b)와, 상기 구획판(19)을 리셉터클부(11)에 고정하기 위한 고정부(19c)와, 상기 토대부(19b) 및 고정부(19c)의 일단끼리, 타단끼리 연결하는 탄성 변형부(19d)를 지니고, 인청동판이나 스테인레스판 등의 스프링재를 절단, 구부려 형성하고 있다. 예를 들면, 우선 평판상의 스프링재를, 상기 구획부(19a), 토대부(19b), 고정부(19c), 탄성 변형부(19d)가 되는 부분을 제외하고 펀칭하고, 구획부(19a)를 상측 방향으로 수직으로 구부리고, 탄성 변형부(19d) 전체를 토대부(19b) 단부 및 고정부(19c) 단부와 함께 하측 방향으로 수직으로 절곡되어 이루어진다. 구획부(19a)의 광 파이버와 접촉하는 면은 경사면이 되고, 이 접촉면에는 광 흡수층(19e)이 형성된다.

상기 구획판(19)의 리셉터클부(11)에의 고정 방법으로는, 예를 들면 상기 고정부(19c)에 비스 구멍을 설치하고, 상기 비스 구멍에 비스를 통과시켜, 상기 비스를 리셉터클부(11)에 체결하여 고정한다.

이에 따라, 상기 탄성 변형부(19d)는, 광 플러그(30)에 의한 억압시에 탄성적으로 변형하여, 도 27B의 수평 상태로부터 도 28B의 경사 상태로 변위한다.

도 29A, 도 29B는, 상기 광송수신 모듈에 장착되어 이 모듈과 함께 광송수신 시스템을 구성하는 광 케이블의 주요부의 이면도 및 측면도이다. 도 30은 광 플러그의 선단 부분의 확대도이다.

상기 광 케이블에 있어서의 광 플러그(30)(광 파이버를 포함함)의 끝은, 경사컷트되고, 도 30에 도시된 바와 같이, 광 파이버의 길이 방향으로 직교하는 방향에 대해, 10도의 사면(30a)으로 되어 있다. 즉 광 파이버의 길이 방향 전방을 향하여 경사하고 있다. 사면(30a)은, 또한 광 플러그(30)의 회전에 따라, 빛의 입출력 특성이 변화하는 것을 방지하기 위해, 회전 방지의 키(31)가 설치된다.

이 경우, 광송수신 모듈에는, 상기 키(31)와 감합하는 키홈 등의 결합 수단(도시하지 않음)을 설치하기로 한다. 또, 상기 사면(30a)은, 광 파이버의 길이 방향을 축으로 하여, 어떠한 회전각을 설정해도 좋다.

<실시예13>

직전에 설명한 광송수신 시스템에서는, 광 플러그(30)에 회전 방지용의 키(31)가 형성되기 때문에, 광 플러그의 장착시에 이 키(31)를 광송수신 모듈의 키홈에 맞추지 않으면 광 플러그를 광송수신 모듈에 삽입할 수 없어, 사용자의 편리성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

그러나, 광 플러그(30)의 회전 방지 키(31)를 제거하여 장착 시의 편리성을높이고자 하면, 광 플러그(30)가 회전 가능해지기 때문에, 광 파이버의 단부면(30a)과 구획판(19)이 접촉한 상태에서 광 플러그(30)가 회전하는 경우가 있다. 그 결과, 광 파이버의 단부면이나 구획판이 파손하는 문제가 생기게 된다.

이 실시예는 이들의 문제를 해소하는 것이다. 이하, 이 실시예에 따른 광송수신 시스템에 대해, 도 31∼도 38을 참조하여 설명한다.

도 31A-도 31B, 도 32, 도 33A-도 33D에 도시된 바와 같이, 광송수신 시스템에 사용되는 광송수신 모듈(60)은, 내부에 1코어의 광 파이버를 구비하는 플러그(90)가 삽입구(61a)로부터 삽입되었을 때 그 위치를 유지하는 리셉터클부(61), 광학 소자인 반사 방지막 처리가 실시된 한쌍의 광 분기 소자(62), 발광 소자(63)를 밀봉한 발광 디바이스(64), 발광 디바이스(64)를 피복하는 도전성 재료로 형성된 도시하지 않은 실드, 수광 소자(65)를 밀봉한 수광 디바이스(66), 수광 디바이스(66)를 피복하는 도전성 재료로 형성된 도시하지 않은 실드, 송신 신호광의 광로와 수신 신호광의 광로를 상호 분리함과 함께 상기 광 파이버의 길이 방향으로 이동 가능한 구획부재(80), 발광 소자(63)의 구동 IC(71), 구동 IC(71)의 전기 배선을 행하는 PWB 등으로 이루어지는 기판(72), 구동 IC(71) 및 기판(72)을 피복하는 실드(73), 수광 소자(65)의 신호 증폭을 행하는 증폭 IC(74), 증폭 IC(74)의 전기 배선을 행하는 PWB 등으로 이루어지는 기판(75), 증폭 IC(74) 및 기판(75)을 피복하는 실드(76), 외부 입출력 단자(77)로 구성된다. 도시된 예에서는, 광 분기 소자(62)로서 푸코 프리즘을 사용하고 있지만, 마이크로프리즘 어레이를 사용해도 좋다.

상기 구획 부재(80)는 발광 디바이스(64)와 수광 디바이스(66)사이 및 한쌍의 광 분기 소자(62)사이에 위치하는 구획판(81)과, 구획판(81)의 일단이 고정되는 결합부(82)와, 결합부(82)에 따라 구획판(81)을 광 파이버의 광축 방향으로 이동 가능하게 유지하는 유지부(83)를 구비하고 있다. 도 33B, 도 33D로부터 잘 알 수 있듯이, 결합부(82)는, 플러그(90)의 선단을 순조롭게 수납하기 때문에 중앙에 대략 원추대 형상의 구멍(85)을 가짐과 함께, 이 구멍(85)의 바닥부에 직경 방향 내측에 돌출한 환형의 돌기(86)를 갖는다. 구획판(81)은, 두께 50㎛ 정도의 인청동판이나 스테인레스판으로 이루어지고, 인서트 성형에 의해 결합부(82)의 바닥부에 고정되어 있다. 구획판(81)에는, 구멍(85)에 대향하는 측에, 오목형의 면(81a)를 갖는다. 이 면(81a)에는 광 흡수 재료(카본을 포함하는 흑색 도료 등)가 도장되어 있다. 또한, 도 33C로부터 잘 알 수 있듯이, 인청동판이나 스테인레스판으로 이루어지는 판 스프링(84)이 인서트 성형이나 압입에 의해 유지부(83)에 부착되고, 이 스프링(84)에 의해, 결합부(82)는 플러그 삽입 구멍(61a)의 방향 즉 광 파이버측에 항상 압박되어 있다. 또한, 결합부(82)는 유지부(83)에 설치된 구형의 구멍에 슬라이드 가능하게 감입되기 때문에, 스프링(84)의 힘보다도 큰 힘이 결합부(82)에 작용하면, 결합부(82) 및 이것에 고정된 구획판(81)이 플러그 삽입 구멍(61a)과는 반대 방향으로 이동한다.

이 광송수신 모듈(60)은 도 38에 도시된 광 케이블과 함께 광송수신 시스템을 구성한다. 광 케이블은 양단부분(도 38에는 일단 부분만이 도시되어 있음)에 광 플러그(90)를 지니고, 그 중에는 광 파이버(91)가 삽입 관통되어 있다. 동일도면으로부터 알 수 있듯이, 이 광 플러그는 회전 방지 기구를 구비하지 않아, 회전 가능하다. 광 파이버 단부면(91a)은 플러그(페룰)끝으로부터 돌출하고, 그 반경 방향 외측 부분은, 도 34에 도시된 바와 같이 플러그 단부면(90a)의 일부를 피복하고 있다. 광 파이버 단부면(91a)은, 광 파이버 광축에 대해 회전 대칭인 곡면이고, 도 34에 나타낸 예에서는, 볼록면이다. 곡면으로부터의 반사 광속은 넓어지므로 파이버 중을 전파할 때에 클래드에 흡수되고, 결과적으로 파이버로부터 나오는 반사광은, 광 파이버 선단이 평면인 경우에 비교하여, 적어진다. 상술된 구획판(81)의 면(81a)의 오목 형상은 광 파이버 단부면(91a)의 볼록 형상과 상보이다.

광 플러그(90)가 플러그 삽입 구멍(61a)을 통해 모듈(60) 내에 수취되면, 도 34에 분명히 도시된 바와 같이, 광 플러그(90)의 선단은 구획부재(80)의 결합부(82)의 구멍(85)에 감입되고, 플러그 단부면(90a) 중 파이버 단부면에 의해 피복되지 않은 부분이 결합부(82)의 돌기(86)의 면(결합면 : 86a)과 접촉하고, 광 파이버 선단과 구획판의 상대 위치가 결정된다. 이 때, 광 파이버 단부면(91a)과 이것에 대향하는 구획판(81)의 대향면(81a) 사이에는 돌기(86) 두께의 간극 G가 생긴다. 광 파이버 단부면(91a)를 볼록면으로 하고, 구획판(81)의 대향면(81a)을 볼록면과 상보의 오목 형상으로 하기 때문에, 간극 G의 치수는 파이버 중심으로부터 떨어져도 동일해진다. 이 간극 G의 치수는, 광학계의 구조에 의존하지만, 0.3㎜보다 작은 값으로 하는 것이 좋다(0㎜<G<0.3㎜). 가능한 한 작을수록 좋다. 이 실시예에서는, 간극 G는 약 0.2㎜로 하고 있다. 간극이 0.2㎜ 정도이면, 비트 에러율(BER)을 10^-12로 할 수 있어, 전이중 통신 방식을 충분히 실현할 수 있는 것이 실험에 의해 확인되었다.

구획부재(80)의 결합부(82)는 스프링(84)에 의해 플러그 삽입 구멍(61a)의 방향 즉 광 플러그(90)의 방향으로 압박되므로, 결합면(86a)이 플러그 단부면(90a)에 항상 미소한 힘으로 압박되어 있다. 또한, 광 파이버 단부면(91a)은 광 파이버의 광축에 대해 회전 대칭인 곡면이므로, 광 플러그(90)를 회전해도 그 단부면(91a)의 형상은 구획판(81)의 대향면(81a)에 대해 변화하지 않는다. 이들 때문에, 상기 간극 G는 일정하게 유지된다.

또한, 광 파이버를 포함하는 광 플러그(90)는, 제조 과정에서 길이의 변동을 갖기 때문에, 구획부재(80)를 리셉터클부(11)에 고정하는 등하여, 구획판(81)의 위치를 고정하면, 광 플러그에 의해서는 광 파이버 단부면(91a)과 구획판(81)의 대향면(81a)사이의 간극이 설정이상으로 커지는 경우가 있다. 예를 들면 광 플러그를 EIAJ-RC5720B 규격의 동그라미형 플러그로 하면 제조 과정의 변동에 따라, 플러그의 길이는 14.7∼15㎜가 된다. 간극을 0.2㎜로 설정하고, 구획판(81)의 위치를 최장의 광 플러그에 맞추어 고정함과 함께, 플러그에 의해서는 0.5㎜의 간극이 되는 것이 나타난다. 그러나, 본 실시예에서는, 생각할 수 있는 가장 짧은 광 플러그의 길이에 대응할 수 있는 위치를 구획부재(80)(구체적으로는 결합부(82))의 초기 위치로 함과 함께, 구획부재(80)를 광 파이버의 길이 방향으로 이동 가능하게 하고, 판 스프링(84)에 의해 항상 미소한 힘으로 결합부(82)를 광 플러그 단부면(90a)에압박하도록 하므로, 어떠한 길이의 광 플러그(30)가 삽입해도, 먼저 상술된 간극의 간격은 일정하게 유지된다.

플러그 단부면(90a)과 접촉하는 결합면(86a)은, 플러그(90)의 회전에 의해 플러그 단부면(90a)이 그 상부를 미끄럼 이동하기 때문에, 불소 수지나 초고분자량 폴리에틸렌등의, 슬립 마찰 계수가 작아, 내마모성에 뛰어난 재료를 이용하는 것이 바람직하다.

이어서, 상기 구성의 광송수신 시스템의 작용에 대해 설명한다. 광송수신 모듈(60)의 외부로부터 입출력 단자(77)를 통해 송신 신호(전기 신호)가 입력되면, 구동 IC(71)에 의해 발광 소자(63)가 구동되고, 송신 신호광(광 신호)이 발광 소자(63)로부터 출사된다. 이 송신 신호광은, 발광 디바이스(64)의 표면에 형성된 렌즈(67)에 의해 대략 평행광이 되고, 광 분기 소자(62)에 입사하고, 광로를 편향되어, 광 파이버(91)로 입사한다. 광 파이버의 광송수신 모듈에 가까운 측의 단부면(이하, 「근단측 단부면」이라고 칭함: 91a)에서 반사한 송신 신호광은, 구획판(81)과 광 파이버단과의 간극 G를 통과하고, 수광 디바이스(66)측으로 입사한다. 이 때, 간극 G가 0.2㎜로 작기 때문에, 입사광은 충분히 작은 광량이 된다.

광 파이버(91)를 전파한 송신 신호광은, 광 파이버의 광송수신 모듈에 먼 측의 단부면(이하, 「원단측 단부면」이라고 칭함)(91a)에서 일부 반사한다. 그러나, 단부면(91a)이 볼록면이기 때문에, 반사 광속은 확대되고, 파이버 내를 전파하는 동안에 클래드로 흡수된다. 그 결과로서, 파이버 근단측 단부면(91a)으로부터 나오는 반사광은 적다.

한편, 광 파이버 원단측 단부면(91a)을 나온 송신 신호광은 통신 상대의 광송수신 모듈로 입사한다.

통신 상대의 광송수신 모듈도 동일 구성으로(부호에 대해서도 동일 부호를 이용하여 설명함.)하면, 송신 신호광이 최초로 도달하는 것은, 구획판(81)의 대향면(81a)이지만, 이 면을 광 흡수 재료(카본을 포함하는 흑색 도료 등)에 의해 도장하고 있기 때문에, 여기서의 반사광은 발생하지 않는다.

계속해서, 광 분기 소자(62)에 도달하지만, 여기에서도 광 분기 소자(62) 표면은 반사 방지막 처리가 실시되기 때문에, 여기서의 반사광도 발생하지 않는다. 그리고, 광 분기 소자(62)에 입사한 송신 신호광은, 광로가 편향되어 수광 디바이스(66)의 표면에 형성된 렌즈(68)에 의해 집광되고, 수광 소자(65)에 입사한다.

이 수광 소자(65)로는 일부의 입사광이 반사하지만, 입사광은 수광 소자(65)로 비스듬히 입사하고 있기 때문에 반대의 경사 방향으로 반사되고, 광 분기 소자(62)에는 되돌아가지 않는다. 이 후, 수광 소자(65)에 입사한 빛은 광전 변환되어 전기 신호가 되고, 증폭 IC(74)에 의해 증폭되고, 외부 입출력 단자(77)로부터, 광송수신 모듈 외부로 수신 신호로서 추출된다.

이 광송수신 시스템에서는, 실드판을 사용함으로써 전기적 크로스토크를 억제함과 함께, 약간의 간극을 두고 광 파이버 단부면에 대향하는 구획판을 포함하는 구획부재(80)를 사용함으로써 광학적 크로스토크를 억제하므로, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송을 달성할 수 있다. 또한, 구획판과 광 파이버 단부면사이에 간극을 설치하고 있으므로, 광 플러그의 회전에 의한 광 파이버 단부면이나 구획판의파손은 생기지 않는다.

상술된 광송수신 시스템에서는, 파이버 단부면(91a)을 볼록면으로 하고, 구획부재(80)의 대향면(86a)을 오목면으로 하여, 간극 G를 파이버 중심으로부터 떨어져도 동일 해지도록 하고 있다. 그러나, 광학계의 구조에 의해서는, 간극이 커도 되므로, 그 경우는, 도 35에 도시된 바와 같이, 구획판(81)의 대향면은 만곡부를 포함하지 않는 면(181a)으로 해도 좋다.

또한, 광 파이버 선단은 볼록면 외에, 도 6에 도시된 바와 같은 원추면(191a)으로 해도 좋다. 도 36에 도시된 예로는, 간극 G를 파이버 중심으로부터 떨어져도 동일하게 이루어지기 때문에, 구획판(81)의 대향면(281a)은 원추면(191a)과 상보의 형상을 포함한다. 광 파이버 선단의 형상은, 플러그의 회전축에 대해 회전 대칭이면, 평면보다도 반사광은 감소하므로, 그 형상을 따라 간극을 설정하면 된다.

또한, 상술된 광송수신 시스템에서는, 구획부재(80)의 결합부(82)는 플러그 단부면에 접촉하도록 했지만, 도 37에 도시된 바와 같이, 결합부(82)의 돌기(186)의 길이를 도 34 등에 도시된 돌기(86)보다도 길게 하여 광 파이버 단부면(91a)에 접촉시켜도 좋다. 이 경우의 광 파이버 접촉 위치는, 신호광이 통과하지 않은 위치이다. 구체적으로는 클래드 직경 1㎜의 광 파이버에서는, 광 파이버의 중심으로부터 반경 방향으로 0.5㎜보다도 큰 위치이면 좋다. 도 37에 나타낸 예에서는, 결합부(82)의 돌기(186)의 두께를 도 34 등에 도시된 돌기(86)의 두께보다도 얇아짐에 따라, 간극 G의 치수를 도 34의 경우와 동일해지도록 하고 있다.

이상, 본 발명을 설명했지만, 이것은 여러가지로 변경해도 되는 것은 분명하다. 그와 같은 변경은, 본 발명의 정신과 범위로부터의 일탈이라고 간주되어서는 않되며, 당업자에 있어서 자명한 변경은 모두, 다음으로 이어지는 클레임의 범위 내에 포함되는 것이다.

본 발명의 광송수신 시스템 및 이 시스템을 위한 광송수신 모듈과 광 플러그에 의하면, 크로스토크를 억제하고, 전이중 통신 방식에 따른 광 전송을 가능하게 한다.

Claims (41)

1. 공통의 광 파이버를 통해 광송수신을 행하는 이중 통신 방식의 광송수신 모듈에 있어서,

   송신광을 발광하는 발광 소자와,

   수신광을 수신하는 수광 소자와,

   광 파이버가 모듈내의 소정 개소에 있을 때 상기 발광 소자와 광 파이버의 단부면사이에 오는 위치에 배치된 송신용 광학계와,

   광 파이버가 모듈 내의 소정 개소에 있을 때 상기 수광 소자와 광 파이버의 단부면사이에 오는 위치에 배치된 수신용 광학계와,

   송신용 광학계를 통해 추출된 발광 소자로부터의 송신광을 굴절시켜 광 파이버의 단부면에 결합시키는 제1 경사면과, 광 파이버로부터 출사된 수신광 중 적어도 일부를 굴절시켜 수신용 광학계를 통해 수광 소자에 결합시키는 제2 경사면을 포함하는 푸코 프리즘

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발광 소자 또는 수광 소자 중 적어도 한쪽이 수지 밀봉되고, 상기 밀봉 수지에 의해 발광면 또는 수광면과 상기 푸코 프리즘의 대응하는 상기 경사면을 연결하는 직선 상에 상기 송신용 광학계 또는 수신용 광학계의 렌즈가 형성되는 것을특징으로 하는 광송수신 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 발광 소자 및 수광 소자가 동일 기판 상에 실장되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 발광 소자 및 수광 소자가 수지 밀봉되고, 상기 밀봉 수지에 의해 발광면 및 수광면과 상기 푸코 프리즘의 상기 제1 및 제2 경사면을 연결하는 직선 상에 상기 송신용 광학계 및 수신용 광학계의 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 푸코 프리즘과 상기 발광 소자 및 수광 소자 사이에, 송수신 공용의 집광용 렌즈가 설치되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
6. 제5항에 있어서,

   상기 푸코 프리즘과 상기 집광용 렌즈가 일체로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
7. 제1항에 있어서,

   송신부와 수신부 사이에 구획부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
8. 제7항에 있어서,

   상기 구획부재가 광 파이버 단부면에 접촉하면 광 파이버의 대략 주축 방향으로 가동하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
9. 제7항에 있어서,

   상기 구획부재가 광 반사성을 나타내는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
10. 제7항에 있어서,

    상기 광 파이버 단부면과 대향하는 상기 구획부재의 단부면이 광 흡수성을 나타내는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
11. 제2항에 있어서,

    상기 발광 소자가 수지에 의해 밀봉되어 있고, 이 밀봉 수지에 의해 형성된 송신용 광학계의 렌즈의 곡율이, 광 파이버의 NA치 이하의 수속광을 광 파이버 단부면에 입사시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
12. 제5항에 있어서,

    상기 집광용 렌즈의 곡율이, 광 파이버의 NA치 이하의 수속광을 광 파이버 단부면에 입사시키도록 설정되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
13. 송신 신호광을 발광하는 발광 소자와, 수신 신호광을 수광하는 수광 소자를 포함하고, 상기 신호광의 송수신을 1코어의 광 파이버를 공유하여 행하는 광송수신 모듈에 있어서,

    상기 광 파이버의 장착시에 상기 광 파이버 단부면에 접촉하고, 상기 송신 신호광의 광로와 수신 신호광의 광로를 상호 분리하는 차광성의 구획판을 설치한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
14. 제13항에 있어서,

    상기 구획판은, 상기 광 파이버를 장착할 때에 상기 광 파이버 단부면에서 가압되는 위치에 배치되고, 상기 광 파이버 단부면에서의 가압에 의해 탄성 변형 가능하게 한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
15. 제14항에 있어서,

    상기 구획판은, 상기 광 파이버 단부면에 접촉하는 구획부와, 상기 광 파이버 단부면에 의한 가압에 의해 탄성 변형하는 탄성 변형부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
16. 제13항에 있어서,

    상기 구획판의 상기 광 파이버 단부면 접촉면에, 광 흡수층을 설치한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
17. 제13항에 있어서,

    상기 구획판을 상기 수발광 소자측으로 연장시키고, 상기 광 파이버 단부면과 상기 수발광 소자 사이에 각각 배치된 복수의 광학 소자 사이 및 또는 상기 수발광 소자 사이에 개재시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
18. 제17항에 있어서,

    상기 구획판을 도전성 재료로써 형성하고, 그 전위를 접지 전위로 한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
19. 제13항에 있어서,

    상기 광 파이버 단부면과 상기 수발광 소자 사이에 복수의 광학 소자가 설치되고, 각 광학 소자의 광 파이버측 표면에 반사 방지막을 설치한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
20. 제13항에 있어서,

    상기 광 파이버 단부면과 상기 수발광 소자 사이에 각각 복수의 광학 소자가 배치되고, 각 광학 소자는 광 편향 소자로 이루어지고, 상기 수발광 소자를 상기 광 편향 소자와의 광축에 대해 경사시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
21. 제13항에 기재된 광송수신 모듈과, 내부에 1코어의 광 파이버를 포함한 광 케이블을 포함하여 이루어지는 광송수신 시스템으로서,

    상기 광 파이버 단부면을 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 광송수신 시스템.
22. 내부에 1코어의 광 파이버를 포함하고, 이 광 파이버 단부면을 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 광 케이블.
23. 송신 신호광을 발광하는 발광 소자와, 수신 신호광을 수광하는 수광 소자를 포함하고, 상기 신호광의 송수신을 1코어의 광 파이버를 공유하여 행하는 광송수신 모듈에 있어서,

    송신 신호광의 광로와 수신 신호광의 광로를 상호 분리하는 차광성의 구획부재를 포함하고, 이 구획부재는, 광 파이버가 소정 위치에 장착되었을 때에, 간극을 두고 광 파이버의 단부면에 대향하는 대향면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
24. 제23항에 있어서,

    상기 간극(G)은 0㎜<G<0.3㎜인 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
25. 제23항에 있어서,

    상기 구획부재는, 광 파이버가 소정 위치에 장착되었을 때에, 상기 간극이 일정해지도록 상기 대향면을 상기 광 파이버의 단부면에 대해 위치 결정하는 위치 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
26. 제25항에 있어서,

    상기 위치 결정 수단은, 광 파이버를 내부에 유지하는 플러그의 단부면에 접촉하는 결합면이고, 이 결합면은 상기 대향면에 대해 고정된 위치 관계에 있는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
27. 제25항에 있어서,

    상기 위치 결정 수단은, 상기 광 파이버의 단부면 중 신호광이 통과하지 않은 부분에 접촉하는 결합면이고, 이 결합면은 상기 대향면에 대해 고정된 위치 관계에 있는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
28. 제26항에 있어서,

    상기 구획부재는, 상기 결합면을 상기 광 파이버측에 압박하는 스프링 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
29. 제27항에 있어서,

    상기 구획부재는, 상기 결합면을 상기 광 파이버측에 압박하는 스프링 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
30. 제26항에 있어서,

    상기 구획부재는,

    상기 발광 소자와 상기 수광 소자 사이에 위치하고, 상기 대향면을 포함하는 구획판과,

    상기 구획판이 고정됨과 함께, 상기 결합면을 포함하는 결합부와,

    상기 결합부를 상기 광 파이버측에 압박하는 스프링 수단을 포함하고, 상기 결합부를 광 파이버의 광축 방향으로 이동 가능하게 유지하는 유지부를 포함한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
31. 제27항에 있어서,

    상기 구획부재는,

    상기 발광 소자와 상기 수광 소자사이에 위치하고, 상기 대향면을 포함하는 구획판과,

    상기 구획판이 고정됨과 함께, 상기 결합면을 포함하는 결합부와,

    상기 결합부를 상기 광 파이버측에 압박하는 스프링 수단을 포함하고, 상기 결합부를 광 파이버의 광축 방향으로 이동 가능하게 유지하는 유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
32. 제30항에 있어서,

    상기 결합부는, 광 파이버를 포함하는 광 플러그의 선단 부분을 수용하기 위한 대략 원추대 형상의 구멍을 포함하는 광송수신 모듈.
33. 제31항에 있어서,

    상기 결합부는, 광 파이버를 포함하는 광 플러그의 선단 부분을 수용하기 위한 대략 원추대 형상의 구멍을 포함하는 광송수신 모듈.
34. 제26항에 있어서,

    슬립 마찰 계수가 작은 재료를 상기 결합면에 이용한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
35. 제27항에 있어서,

    슬립 마찰 계수가 작은 재료를 상기 결합면에 이용한 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
36. 1코어의 광 파이버가 삽입 관통되어 있고, 이 광 파이버의 각 단부면은 광 파이버의 광축에 대해 회전 대칭인 곡면인 것을 특징으로 하는 광 케이블.
37. 제36항에 있어서,

    상기 광 파이버의 단부면은, 양단부에 설치한 플러그로부터 돌출함과 함께, 상기 광 파이버의 단부면의 반경 방향 외측 부분은 상기 플러그의 단부면의 일부를 피복하는 것을 특징으로 하는 광 케이블.
38. 제36항에 있어서,

    상기 회전 대칭인 곡면은 볼록면 또는 원추면인 것을 특징으로 하는 광 케이블.
39. 제23항에 기재된 광송수신 모듈과,

    1코어의 광 파이버가 삽입 관통되어 있고, 이 광 파이버의 각 단부면이 광 파이버의 광축에 대해 회전 대칭인 곡면인 광 케이블을 포함한 것을 특징으로 하는 광송수신 시스템.
40. 제39항에 있어서,

    상기 광 파이버의 단부면은, 양단부에 설치한 플러그로부터 돌출함과 함께,상기 광 파이버의 단부면의 반경 방향 외측 부분은 상기 플러그의 단부면의 일부를 피복하는 것을 특징으로 하는 광송수신 시스템.
41. 제39항에 있어서,

    상기 광송수신 모듈에 있어서의 상기 구획부재의 대향면은, 광 파이버의 단부면 형상과 대략 상보의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광송수신 시스템.