(57)【要約】【課題】一本の光ファイバにより光信号の送受信が可能であり、低コストで近端反射を抑圧できるとともに、受信効率の高い光送受信装置および光送受信システム並びに光送受信方法を提供する。【解決手段】光送受信装置１は、中心軸に対して軸対称な凸形状の端部２ａを有する光ファイバ２に接続され、送信光を出射して光ファイバ２に端部２ａから入射させる送信部４と、光ファイバ２の端部２ａからの受信光を受信する受信部３とを備え、一芯双方向通信を行う。送信部４は、送信光の出射位置から光ファイバ２の中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバ２の中心軸を含む平面に対して、送信部４における送信光の出射位置と、光ファイバ２における送信光の入射位置とが反対側に位置するように、送信光を出射する。【選択図】　図１
2004045825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバに接続され、第１光信号を出射して上記端部から上記光ファイバに入射させる光送信手段と、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信する光受信手段とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信装置であって、
上記光送信手段は、該光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置と、上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように、上記第１光信号を出射することを特徴とする光送受信装置。
【請求項２】
上記光送信手段は、上記第１光信号を発生させる発光手段と、該発光手段において発生した上記第１光信号を上記光ファイバの端部に集光する光学系とを備え、
上記光学系は、上記平面に対して、上記光学系からの上記第１光信号の出射位置と上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが反対側に位置するように集光することを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項３】
上記第１光信号は、上記第２光信号のうち上記光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号の光路と同じ光路を有することを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
【請求項４】
上記第１光信号の一部は、上記光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号のうち、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有することを特徴とする請求項３に記載の光送受信装置。
【請求項５】
上記第１光信号の一部は、上記光ファイバの端部の表面において、上記第１光信号の出射位置から最も離れた外周部付近から出射される光のうち、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有することを特徴とする請求項３に記載の光送受信装置。
【請求項６】
上記光受信手段は、上記光ファイバの端部から光送受信装置側に延長した光ファイバの中心軸上に備えら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。
【請求項７】
上記光受信手段は、上記光送信手段より、上記光ファイバの端部の近くに備えら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。
【請求項８】
中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバと、第１光信号を出射して上記端部から上記光ファイバに入射させる光送信手段と、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信する光受信手段とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信システムであって、
上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置と、上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが、反対側に位置することを特徴とする光送受信システム。
【請求項９】
上記光ファイバの端部の表面は球面であることを特徴とする請求項８に記載の光送受信システム。
【請求項１０】
上記光ファイバの端部形状は円錐であることを特徴とする請求項８に記載の光送受信システム。
【請求項１１】
上記光ファイバの端部形状は円錐台であることを特徴とする請求項８に記載の光送受信システム。
【請求項１２】
上記光ファイバのコアは、プラスチックからなることを特徴とする請求項８に記載の光送受信システム。
【請求項１３】
上記第１光信号の一部は、上記第２光信号のうち上記光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号において、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有することを特徴とする請求項８に記載の光送受信システム。
【請求項１４】
端部が中心軸に対して軸対称な凸形状の光ファイバに、光送信手段からの第１光信号を上記端部から入射させるとともに、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信することにより、一芯双方向通信を行う光送受信方法であって、
上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置とは反対側の上記光ファイバの端部に、上記第１光信号を入射させることを特徴とする光送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭内通信や電子機器間通信、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）などで使用する、プラスチック光ファイバなどの一本のマルチモード光ファイバを伝送媒体として、双方向に光信号を送受信する一芯双方向通信が可能な光送受信装置および光送受信システム並びに光送受信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一本の光ファイバを伝送媒体として信号光の送受信を行う光通信装置においては、単一伝送路を使用することで発生する近端反射戻り光が雑音として受光素子に入射することを、送信光の反射光固有の偏光分離を行うことにより、抑制するものが主流であった。
【０００３】
その一例として、偏光ビームスプリッタを用いて送信光の近端反射戻り光分を、受信光と偏光分離を行う構成の装置が特開平４−９６４３７号公報や特開平１０−１５３７２０号公報に記載されている。
【０００４】
特開平４−９６４３７号公報に記載の光通信用送受信デバイスは、図１５に示すように、ＬＥＤ１０１、ＰＤ（受光素子）１０２、レンズ１０３・１０４、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１０５、および、絞り１０６・１０７・１０８を備え、光ファイバ１０９を介して信号光を送受信する。
【０００５】
ここで、ＬＥＤ１０１の発光点はレンズ１０３の焦点位置に、光ファイバ１０９はレンズ１０４の焦点位置にそれぞれ配置されている。
【０００６】
光ファイバ１０９から出射した光は、レンズ１０４により略平行光である光１１１となる。そして、略平行光となった光１１１のうち、Ｐ波はＰＢＳ１０５により反射されＰＤ１０２に受光される。
【０００７】
ＬＥＤ１０１から出射された光は、レンズ１０３により略平行光である光１１０になる。そして、略平行光となった光１１０のうちＰ波は、ＰＢＳ１０５で反射されるためＰＢＳ１０５を透過しない。
【０００８】
一方、略平行光となった光１１０のうちＳ波はＰＢＳ１０５を透過し、レンズ１０４で集光され光ファイバ１０９へ入射する。ここで、光ファイバ１０９の端面に集光された光のうち４％は反射され、再びレンズ１０４を透過してＰＢＳ１０５に達する。
【０００９】
光ファイバ１０９の端面での反射およびレンズ透過において、偏光面の回転は生じない。従って、近端反射戻り光（光ファイバ１０９の端面で反射された光）は、ＰＢＳ１０５を透過しＰＤ１０２へは入射しない。なお、絞り１０６・１０７・１０８は、それぞれ、レンズの収差などで発生する平行光でない成分をカットする。
【００１０】
また、特開平１０−１５３７２０号公報に記載の光送受信装置は、図１６に示すように、Ｓｉ基板２０１、ＬＤ（半導体レーザ）２０３、ＬＤ２０３のヒートシンク２０２、ＰＤ２０４、プリズム２０５、ＰＢＳ２０６、パッケージ２０７、レンズ２０８、光ファイバ２１０のソケットおよびコネクタ２０９を備えている。
【００１１】
Ｓｉ基板２０１上にはＰＤ２０４が形成されている。また、プリズム２０５は、ＰＢＳ２０６の台を兼ねている。ここで、ＰＢＳ２０６は、図１５に記載の構成とは異なり、Ｐ波を透過させ、Ｓ波を反射させるように設計されている。
【００１２】
ＬＤ２０３から出射された光はＳ偏光特性を有しており、ＰＢＳ２０６で殆どが反射され光路変換される。そして、さらにレンズ２０８でＮＡ変換された後、光ファイバ２１０に入射する。
【００１３】
一方、光ファイバ２１０を出射した光はレンズ２０８で集光されたのち、ＰＢＳ２０６でＰ偏光成分のみ透過しＰＤ２０４に入射する。光ファイバ２１０の端面で反射した近端反射戻り光は、光ファイバ２１０端面での反射およびレンズ透過においては偏光面の回転は生じないのでＳ偏光成分を維持するためＰＢＳ２０６で反射しＰＤ２０４には到達しない。
【００１４】
しかしながら、上記特開平４−９６４３７号公報および特開平１０−１５３７２０号公報に記載の構成ではＰＢＳを用いている。ＰＢＳは高価なものであるため、装置における光学系全体のコストが上昇してしまう。
【００１５】
このようなコストのかけた双方向光通信を行うことは、あらゆる機器に双方向通信が要求されるような現在の状況では好ましくない。
【００１６】
従って、一本の光ファイバで送受信を行う場合、低コストとなるように、ＰＢＳなどの偏光分離素子を用いることなく、空間で送受信の分離を行う方が好ましいといえる。
【００１７】
また、多層誘電体膜で形成されたＰＢＳは、一般に、プリズムなどの表面に形成されるため、使用できる場所が限られ、光送受信装置の小型化の障害となる。
【００１８】
さらに、受信光の一方の偏光成分を反射するため、信号自体が弱くなり、Ｓ／Ｎが悪化する。
【００１９】
そこで、ＰＢＳを用いることなく、送信光の光ファイバ端での反射を防止するための光送受信装置が、特開平１１−２３７５３５号公報に記載されている。
【００２０】
この光送受信装置は、図１７に示すように、第１光信号Ｓ１を出射する発光手段３０２と、第２光信号Ｓ２が光ファイバ３１１の端部３１１ａから出射する方向とは異なる方向Ｒ１にそって、発光手段３０２の第１光信号Ｓ１を、光ファイバ３１１の入射端に対して入射させる光学装置３２０と、光ファイバ３１１の端部３１１ａから出射する第２光信号Ｓ２を受光する受光手段３０５とを有する。
【００２１】
受光手段３０５は、第１光信号Ｓ１を光ファイバ３１１の端部３１１ａに入射させた場合に、第１光信号Ｓ１が光ファイバ３１１の端部３１１ａで反射することで生じる反射光Ｓ３が到達する領域外に配置されている。
【００２２】
これにより、発光手段３０２から出射した第１の光信号Ｓ１が光ファイバ３１１の端部３１１ａで反射して、受光素子３０５に入射することを防止している。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−２３７５３５号公報に記載の構成では、光ファイバ３１１内を光が伝播するためには、光ファイバの開口数（ＮＡ）でほぼ規定される光ファイバ３１１の放射角内に発光手段３０２の発光素子を配置しなければならない。
【００２４】
このため、光ファイバ３１１を伝播してきて出射された第２光信号Ｓ２を受光手段３０５の受光素子に結合させ、かつ、発光素子から出射した光が光ファイバ３１１の端部３１１ａで反射した光を受光素子に結合しないようにするためには、受光素子を、光ファイバ３１１からの光の放射領域に対して、かなり、小さくする必要がある。従って、この光送受信装置の受信効率は低くなる。
【００２５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一本の光ファイバにより光信号の送受信が可能であり、低コストで近端反射を抑圧できるとともに、受信効率の高い光送受信装置および光送受信システム並びに光送受信方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光送受信装置は、上記の課題を解決するために、中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバに接続され、第１光信号を出射して上記端部から上記光ファイバに入射させる光送信手段と、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信する光受信手段とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信装置であって、上記光送信手段は、該光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置と、上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように、上記第１光信号を出射することを特徴としている。
【００２７】
上記の構成によれば、光送受信装置は、光ファイバの中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバに接続されており、光送信手段は、対称平面（光送信手段における第１光信号の出射位置から光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバの中心軸を含む平面）に対して、光送信手段における第１光信号の出射位置と、光ファイバにおける第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように、第１光信号を出射する。
【００２８】
従って、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射（近端反射）したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【００２９】
この結果、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００３０】
また、第１光信号と第２光信号とを、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）などの偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【００３１】
さらに、第１光信号と第２光信号とを空間で分離する場合、通常、光送信手段は光受信手段よりも小さくすることができる。
【００３２】
従って、光受信手段を大きくとることができ、光受信手段の受信効率の向上を図ることができる。
【００３３】
このように、一本の光ファイバを使用した一芯双方向光通信方式でありながら、ほとんど二芯方式と変わらない信号品質の光送受信装置を提供することができる。
【００３４】
上記の光送受信装置は、光送信手段が、第１光信号を発生させる発光手段と、該発光手段において発生した第１光信号を光ファイバの端部に集光する光学系とを備え、光学系は、平面（光送信手段における第１光信号の出射位置から光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバの中心軸を含む平面）に対して、光学系からの第１光信号の出射位置と、光ファイバにおける第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように集光することが好ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、光学系を用いて、効率よく第１光信号を光ファイバに集光することができる。
【００３６】
また、光学系からの第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【００３７】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００３８】
上記の光送受信装置は、第１光信号が、第２光信号のうち光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号の光路と同じ光路を有することが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光を、より光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができる。
【００４０】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００４１】
上記の光送受信装置は、第１光信号の一部が、光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号のうち、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有することが好ましい。ここで、最大放射角とは、ある出射位置から放射される光信号の光路において、光ファイバの中心軸からの角度（放射角）が最も大きい光路を有する放射角のことをいう。
【００４２】
上記の構成によれば、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光を、確実に光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができる。
【００４３】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００４４】
上記の光送受信装置は、第１光信号の一部が、光ファイバの端部の表面において、第１光信号の出射位置から最も離れた外周部付近から出射される光のうち、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有することが好ましい。
【００４５】
上記の構成によれば、第１光信号の一部の反射戻り光を、確実に光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができ、クロストークノイズの発生を抑制することができる。
【００４６】
また、光送信手段を光ファイバの中心軸から離れた領域に配することができる、その分、光受信手段における第２光信号の受光領域をより大きくすることができる。
【００４７】
従って光受信手段の受信効率の向上を図ることができる。
【００４８】
上記の光送受信装置は、光受信手段が、光ファイバの端部から光送受信装置側に延長した光ファイバの中心軸上に備えられていることが好ましい。
【００４９】
上記の構成によれば、光受信手段における受信効率の向上を図ることができる。
【００５０】
上記の光送受信装置は、光受信手段が、光送信手段より、光ファイバの端部の近くに備えられていることが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、光受信手段において、例えば、第２光信号をできるだけ小さな光学系で効率良く受信することができる。
【００５２】
本発明の光送受信システムは、中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバと、第１光信号を出射して上記端部から上記光ファイバに入射させる光送信手段と、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信する光受信手段とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信システムであって、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置と、上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが、反対側に位置することを特徴としている。
【００５３】
上記の構成によれば、光ファイバの端部は、光ファイバの中心軸に対して軸対称な凸形状であり、光送信手段は、対称平面（光送信手段における第１光信号の出射位置から光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバの中心軸を含む平面）に対して、光送信手段における第１光信号の出射位置と、光ファイバにおける第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように、第１光信号を出射する。
【００５４】
従って、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【００５５】
この結果、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００５６】
また、光ファイバの端部が、光ファイバの中心軸に対して軸対称な凸形状であることにより、第１光信号のうち光ファイバに入射した光は、端部において大きく屈折することができる。従って、第１光信号を効率よく伝播させることができる。
【００５７】
さらに、第１光信号と第２光信号とを、偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【００５８】
また、第１光信号と第２光信号とを空間で分離する場合、通常、光送信手段は光受信手段よりも小さくすることができる。
【００５９】
従って、光受信手段を大きくとることができ、光受信手段の受信効率の向上を図ることができる。
【００６０】
上記の光送受信システムは、光ファイバの端部の表面が球面であることが好ましい。あるいは、上記の光送受信システムは、光ファイバの端部形状が、円錐または円錐台であることが好ましい。
【００６１】
上記の構成によれば、また、光ファイバの端部が、光ファイバの中心軸に対して軸対称な凸形状となる。
【００６２】
従って、第１光信号のうち光ファイバに入射した光は、端部において大きく屈折することができる。この結果、第１光信号を効率よく伝播させることができる。
【００６３】
また、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。従って、Ｓ／Ｎの良好な光送受信システムを提供することができる。
【００６４】
上記の光送受信システムは、光ファイバのコアが、プラスチックからなることが好ましい。
【００６５】
上記の構成によれば、プラスチックは加工が容易であるため、光ファイバの形状を加工しやすい。従って、光ファイバの端部の表面を例えば球面に加工したり、光ファイバの口径の大きさを調整したりすることが容易となる。
【００６６】
上記の光送受信システムは、第１光信号の一部が、第２光信号のうち光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号において、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有することが好ましい。
【００６７】
上記の構成によれば、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光を、確実に光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができる。
【００６８】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００６９】
本発明の光送受信方法は、端部が中心軸に対して軸対称な凸形状の光ファイバに、光送信手段からの第１光信号を上記端部から入射させるとともに、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信することにより、一芯双方向通信を行う光送受信方法であって、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置とは反対側の上記光ファイバの端部に、上記第１光信号を入射させることを特徴としている。
【００７０】
上記の方法によれば、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【００７１】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【００７２】
また、第１光信号と第２光信号とを、偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【００７３】
さらに、第１光信号と第２光信号とを空間で分離する場合、通常、光送信手段は光受信手段よりも小さくすることができる。従って、光受信手段を大きくとることができ、光受信手段の受信効率の向上を図ることができる。
【００７４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００７５】
図２は、本実施の形態に係る光送受信装置を備えた光通信リンク（光送受信システム）の要部の構成を示す。同図に示すように、光通信リンクは、光送受信装置１・１と光ファイバ２とを備えている。
【００７６】
光送受信装置１は、光ファイバ２の両端に、光ファイバ２と光学的に接続するようにそれぞれ配されている。本実施の形態において特徴的な構成である光送受信装置１の構成については後述する。
【００７７】
光ファイバ２は、伝送するデータ信号に基づく伝送に適した変調光（光信号）を、双方向に伝送する。
【００７８】
また、光ファイバ２のコアは、例えば、直径約１ｍｍであり、プラスチックからなる。光ファイバ２の開口数ＮＡは、０．３とする。光ファイバ２の端部２ａは、図１に示すように、半径１．５ｍｍの球面加工が施されている。
【００７９】
このように、光ファイバ２のコアが、加工が容易なプラスチックからなることにより、光ファイバ２の端部２ａの表面を例えば球面に加工したり、光ファイバ２の口径の大きさを調整したりすることが容易となる。
【００８０】
図１に示すように、端部２ａが球状となっていることにより、光ファイバ２におけるある出射位置からの放射光の光軸は、光ファイバ２の光送受信装置１側で、光ファイバ２の中心軸側に傾いている。
【００８１】
ここで、端部２ａの表面が球面（端部２ａが球端面）である場合の放射光について、端部が平坦である場合の比較例１と比較して説明する。
【００８２】
図１３は、比較例１における光ファイバ２２からの出射光について示す図である。
【００８３】
図１３に示すように、比較例１においては、端部２２ａからの出射光のうち、ある出射位置からの放射光の光軸は、光ファイバ２２の中心軸（図中、一点鎖線で示す）と略並行になる。
【００８４】
一方、図１に示すように、本実施の形態における光ファイバ２からの出射光のうち、ある出射位置からの放射光の光軸は、光ファイバ２の光送受信装置１側で、光ファイバ２の中心軸側に傾いている。即ち、光ファイバ２からの各放射光の光軸は、端部２ａより光送受信装置１側で交わるようになっている。
【００８５】
即ち、端部２ａが球端面を有する場合の放射光において、最も光ファイバ２の中心軸側よりに放射される光線の放射角が最大になる。一方、光ファイバ２の中心軸から離れる方向に放射される光線の放射角は通常（平坦面の場合（図１３参照））より小さくなる。
【００８６】
また、図１に示すように、光ファイバ２からの出射光において、最も光ファイバ２の中心軸側よりに放射される光線の放射角が最大になるのは、光ファイバ２の外周部（端部２ａの最外周）からの放射光である。
【００８７】
ここで、図４に、端部２ａが球端面を有する光ファイバ２（図中実線）と、端部２２ａが平坦面を有する光ファイバ２２（図中点線）との構成を示す。図４には、端部２ａ・２２ａからの出射光のうち、端部２ａ・２２ａの外周部付近から放射され、かつ、最も光ファイバ２・２２の中心軸側に出射される出射光を示す。
【００８８】
図４に示すように、光ファイバ２の中心軸側の放射角（放射光の光線と光ファイバの中心軸とがなす角度）は、端部２ａからの出射光の方が、端部２２ａからの出射光よりも大きい。ここでは、励振ＮＡが０．６の光源にて励振した場合の光ファイバ２からの放射光（出射光の一部）の状態を示す。
【００８９】
即ち、光ファイバ２内の伝播角度が同じであれば、光が出射する端部が平端面の状態より球端面の状態の方が、光ファイバ２の中心軸に対する放射角は大きくなる。平坦面のときＳ２０で示す光路を有する最大放射角の光線は、球端面にするとさらに放射角の大きいＳ１０となる。
【００９０】
これは、端部２ａが球端面を有することにより、端部２ａがレンズと同様にはたらくためである。また、このため、端部２ａの外周部から出射される出射光ほど、その光路は大きく屈折する（光ファイバ２からの放射角は大きくなる）こととなる。
【００９１】
なお、端部２ａの形状は、凸形状であり、光ファイバ２の中心軸に関して軸対称である形状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、光ファイバ２の中心軸上に頂点がある円錐（端面が円錐面）であっても、円錐台であってもかまわない。
【００９２】
また、端部２ａの表面が球面である場合、その球面の曲率は大きい方が好ましい。
【００９３】
図３は、励振ＮＡが０．６の光源にて励振し、上記光ファイバ２を用いて光を伝送した場合の、伝送距離ごと（１ｍ、２０ｍ、定常状態）の出射光の強度分布パターン（ファーフィールドパターン、以下、ＦＦＰと称する）を示すグラフである。図３において、縦軸は放射角が０°（光ファイバの中心軸上を進む出射光）の光の強度を１とした場合の相対強度、横軸は、放射角（°）（光路における光ファイバ２の中心軸からの角度）を示す。
【００９４】
ここでは、光ファイバ２の開口数ＮＡを０．３としているため、本来定常状態では、０．３より大きい開口数ＮＡに対応する伝搬光は減衰して、漏洩モードとなり、図３のグラフで示すところの最も小さいＦＦＰを示すはずである。
【００９５】
しかしながら、伝送距離が短い場合は漏洩モードとなる光線が十分減衰せず、図３に伝送距離が１ｍ、２０ｍのＦＦＰとして示すような放射角の大きいパターンとなっている。距離が長くなる程ＦＦＰが小さくなり最終的には定常状態に近いＦＦＰとなる。即ち、伝送距離が短い場合、光ファイバ２の開口数ＮＡ以上の光も十分伝送されることがわかる。
【００９６】
以下、光送受信装置１の構成、光送受信装置１において受信する光信号（第２光信号）、および、光送受信装置１から送信する光信号（第１光信号）について説明する。
【００９７】
まず、光送受信装置１の構成について説明する。光送受信装置１は、図１に示すように、受信部（光受信手段）３と送信部（光送信手段）４とを備える。
【００９８】
通常、一芯双方向通信を行うため、光送受信装置１において受信する光信号（受信光）と、光送受信装置１から送信する光信号（送信光）とをＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）などの偏光分離素子を用いて分離すると、コストがかかる。
【００９９】
このようなコストのかけた双方向光通信を行うことは、あらゆる機器に双方向通信が要求されるような現在の状況では好ましくない。
【０１００】
従って、一本の光ファイバで送受信を行う場合、低コストとなるように、ＰＢＳなどの偏光分離素子を用いることなく、空間で送受信の分離を行う方が好ましいといえる。
【０１０１】
空間で送受信を分離する場合に、口径の大きい光ファイバを使用して、１ｍｍ程度の光ファイバの端面に送受信部を集積することを考えると、送信部と受信部の面積比が受信効率に影響し、これにより、さらにＳ／Ｎ（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）に影響することとなる。
【０１０２】
一般に、このような条件下においては、小さいビームに絞るのが容易な送信部を小さくして、小さいビームに絞ることが困難な受信部を大きくとるのが得策である。
【０１０３】
しかしながら、送信するビームをいくら小さく絞るといっても１ｍｍの範囲に搭載できる大きさは限られるため、受信部と送信部との機械的な干渉、即ち、受信部と送信部とが重なり合うことをさけるため、受信部はある程度小さくせざるを得ない。
【０１０４】
また、送信光が光ファイバの端面で反射（近端反射）することによる、送受信光のクロストークノイズが発生しやすくなる。
【０１０５】
そこで、本実施の形態の光送受信装置１では、上述したように、受信部３と送信部４とを備える。
【０１０６】
図６に示すように、受信部３は、光学系であるレンズ３１と受光素子であるフォトダイオード３２とを有する。また、送信部４は、光学系であるレンズ４１と発光素子であるフォトダイオード（発光手段）４２とを有する。
【０１０７】
上述したように、受信効率を向上させるためには、受信部３を大きくとり、送信部４を小さくすることが好ましい。
【０１０８】
また、通常、図３に示したように、光ファイバ２からの出射光の強度分布はガウス型をしており、光ファイバ２の中心軸上の強度が最も強い。
【０１０９】
従って、受信効率を向上させるためには、受信部３の一部が光ファイバ２の中心軸上に存在することが好ましい。
【０１１０】
なお、受信部３および送信部４の配置は、特に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、受信部３を光ファイバ２の端部２ａに近づけるように配置し、送信部４を受信部３より遠い位置に配置して、送信光を小さく絞ることにより光ファイバ２に結合させてもかまわない。これにより、光ファイバ２からの送信光をできるだけ小さな光学系で効率良く受信することができる。
【０１１１】
次に、受信部３および送信部４の配置について、詳述する。
【０１１２】
ところで、光ファイバ２からの出射光は、図１に示すように、端部２ａが球端面であるため、疎密がはっきりと表れることになる。
【０１１３】
一方、図１３に示すように、光ファイバ２２からの出射光については、端部２２ａが平坦面を有するため、端部２２ａにおけるいずれの放射位置においても放射角は一定となる。従って、端面２２ａからの出射光は疎密とならずに、平均化されている。
【０１１４】
これにより、端部２ａが球端面を有する場合には、出射光が疎の領域に送信部４を配置し、密の領域を含むように受信部３を配置させることで、受信部３における受信効率を最大にすることができる。
【０１１５】
また、送信光は、端部２ａのうち、できるだけ外周部付近に入射させることが好ましい。即ち、送信光が、端部２ａの外周部付近から放射される光のうち最大放射角を有する光とは逆向きに進むような（端部２ａへの入射角が最大となる）光線にすればよい。これにより、受信部３を大きくとることができ、受信効率を最大にすることができる。
【０１１６】
通常、例えば光ファイバ２の中心軸付近に送信部４を配置し、送信光を光ファイバ２に入射させた場合、受信部３を光軸付近に配置することができなくなる。これにより、受信部３の受信効率は低下する。
【０１１７】
また、ここで、図１４に、図１に示す光送受信装置１において、光ファイバの端部が球端面を有している場合と平坦面を有している場合とのそれぞれについて、送信部４における光ファイバ２の中心軸からの距離Ｄ（ｍｍ）と、受信部３の受信効率（％）との関係を示す。
【０１１８】
これにより、送信部４における光ファイバ２の中心軸からの距離Ｄ（受信部３と送信部４との分割比）が同じ場合、球端面を使用したときの方が、高い受信効率が得られていることがわかる。
【０１１９】
このように、受信部４は、光ファイバ２の端部２ａから光送受信装置１側に延長した光ファイバ２の中心軸上に備えられていることが好ましい。これにより、受信部３における受信効率の向上を図ることができる。
【０１２０】
次に、端部２ａが球端面を有する場合の送信光の、光ファイバ２への結合について図１１を用いて説明する。
【０１２１】
ここで、送信光Ｓ１１は、端部２ａの略外周部付近に入射されており、さらに、送信部４における送信光Ｓ１１の出射位置から光ファイバ２の中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバ２の中心軸を含む平面（以下、対称平面と称する）に対して、送信光Ｓ１１の出射位置とは反対側に入射されている。
【０１２２】
このとき、図１１に示すように、送信光Ｓ１１は伝播光Ｓ１２となり、光ファイバ２内を反射しながら伝播していく。即ち、送信光Ｓ１１は、光ファイバ２に結合することができる。
【０１２３】
一方、送信光Ｓ１３は、対称平面に対して、送信光Ｓ１３の出射位置と同じ側に入射されている。
【０１２４】
このとき、送信光Ｓ１３は漏洩光Ｓ１４となり、光ファイバ２を伝播することなく、光ファイバ２の外側に出て行く。即ち、送信光Ｓ１３は、光ファイバ２に結合しない。
【０１２５】
このように、送信光を、対称平面に対して、送信光の出射位置と反対側に入射することにより、確実に、送信光は光ファイバ２に結合することができる。
【０１２６】
続いて、光ファイバ２の端部２ａにおける送信光の近端反射について説明する。
【０１２７】
まず、送信部４のフォトダイオード４２から出射された送信光の、端部２ａにおける入射位置について図１２を用いて説明する。以下、送信光のうち、入射位置で反射された光を、反射戻り光という。
【０１２８】
図中、入射位置Ａ・Ｂ・Ｃは、送信光の入射位置とフォトダイオード４２の位置とが、対称平面Ｘに対して反対側となっている。
【０１２９】
一方、入射位置Ｄは、送信光の入射位置とフォトダイオード４２の位置とが、対称平面Ｘに対して同じ側となっている。
【０１３０】
ここで、端部２ａは球端面を有しているため、入射位置Ａ・Ｂ・Ｃに入射された送信光における反射戻り光は、入射位置Ａ・Ｂ・Ｃで近端反射されて、受信部３の受信領域の外側に反射される。
【０１３１】
一方、入射位置Ｄに入射された送信光における反射戻り光は、入射位置Ｄで近端反射されても、受信部３の受信領域の外側に反射されない。即ち、入射位置Ｄでからの反射戻り光は、受信部３の受信領域に結合されることが多い。
【０１３２】
このように、反射戻り光が受信部３の受信領域に結合されると、それがクロストークノイズとなり、受信部３におけるＳ／Ｎが低下することとなる。
【０１３３】
しかしながら、本実施の形態に係る光送受信装置１においては、送信部４からの送信光を、対称平面Ｘに対して、送信光の出射位置とは反対側に入射することにより、反射戻り光が受信部３の例えばフォトダイオード３２に結合することを防止することができる。
【０１３４】
従って、光送受信装置１におけるＳ／Ｎの向上を図ることができる。
【０１３５】
なお、送信光の入射位置は、送信部４における送信光の出射位置から最も遠い（出射位置と光ファイバ２の中心軸とを結ぶ延長線上にある）端部２ａの外周部付近であることが好ましい。
【０１３６】
これにより、確実に反射戻り光が受光部３に入射されるのを防止することができる。
【０１３７】
また、このとき、フォトダイオード４２において必ずしも光ファイバ２の開口数ＮＡ以下の角度で励振する必要は無く、図３に示すように所定の距離の伝播角を示す実効ＮＡ内の光線で励振すればよい。
【０１３８】
以下、受信部３がレンズ３１とフォトダイオード３２とからなり、送信部４がレンズ４１とフォトダイオード４２とからなる場合の送信光および受信光について、図７を用いて説明する。
【０１３９】
図７において、端部２ａの表面の外周部付近から出射される放射光を放射光Ｓ１５（Ｓ１５ａ〜Ｓ１５ｃ）とし、放射光Ｓ１５のうち放射角の最も大きい光を放射光Ｓ１５ｂとしている。
【０１４０】
また、フォトダイオード４２から出射された送信光Ｓ１６は、レンズ４１を介して端部２ａに入射され、伝播光Ｓ１７として光ファイバ２内を伝播するとともに、反射戻り光Ｎ１８として近端反射される。
【０１４１】
ここで、送信光Ｓ１６の光路は、放射光Ｓ１５ｂの光路の逆向きとする。即ち、送信光Ｓ１６の端部２ａへの入射位置は、対称平面に対して、送信部４における送信光Ｓ１６の出射位置つまりレンズ４１からの送信光Ｓ１６の出射位置と反対側にある。
【０１４２】
このように、送信光Ｓ１６が凸状の端部２ａの外周部付近に入射することにより、入射面が、光ファイバ２の中心軸に対して、外側に大きく傾くこととなる。従って、送信光Ｓ１６の大部分は、端部２ａ表面において屈折し、伝播光Ｓ１７となり光ファイバ２を伝播する。
【０１４３】
また、送信光Ｓ１６の一部は反射戻り光Ｎ１８となるが、この反射戻り光Ｎ１８は、光ファイバ２の中心軸より離れる方向に反射することとなる。従って、クロストークノイズになりにくく、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【０１４４】
さらに、送信部４は受信部３より、比較的小さくすることができ、従って、受信部３を大きくすることができる。これにより、受信部３、即ち、フォトダイオード３２の受信効率の向上を図ることができる。
【０１４５】
これにより、一本の光ファイバ２を使用した一芯双方向光通信方式でありながら、ほとんど二芯方式と変わらない信号品質の光送受信装置１を提供することができる。
【０１４６】
なお、フォトダイオード４２は、発光する発光素子であれば特に限定されるものではなく、例えばＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などであってもかなわない。
【０１４７】
また、光学系として、受信部３にはレンズ３１を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図８に示す集光ミラー５を用いてもかまわない。
【０１４８】
以下、送信光Ｓ１６の端部２ａへの入射位置が、対称平面に対して、送信部４における送信光Ｓ１６の出射位置つまりレンズ４１からの送信光Ｓ１６の出射位置と同じ側にある場合について、図９を用いて比較例２として説明する。
【０１４９】
図９においては、端部２ａの表面の外周部付近から出射される放射光を放射光Ｓ１５（Ｓ１５ａ・Ｓ１５ｂ）とし、端部２ａから出射される出射光のうち放射角の最も大きい光を放射光Ｓ１５ｂとしている。
【０１５０】
また、フォトダイオード４２から出射された送信光Ｓ３６は、レンズ４１を介して端部２ａに入射され、光Ｓ３７として光ファイバ２を伝播、あるいは、光ファイバ２から漏洩するとともに、反射戻り光Ｎ３８として近端反射される。
【０１５１】
ここで、送信光Ｓ３６は、対称平面の反対側から放射される放射光Ｓ１５ｂと比較して、光ファイバ２の中心軸からの角度（広がり角）が小さい。なお、送信光は、端面２ａの入射位置からの放射光における広がり角以上の角度で光ファイバに入射しても、光ファイバ２と結合することができない。
【０１５２】
このため、入射位置における広がり角が最も大きくなるように、送信光Ｓ３６を入射させたとしても、図９に示すように、反射戻り光Ｎ３８は、受信部３（レンズ３１またはフォトダイオード３２）に入射（結合）しやすく、受信部３においてクロストークが発生しやすくなる。
【０１５３】
また、図１０を用いて、図１３に示す比較例１の受信部２３がレンズ２５およびフォトダイオード２６、送信部２４がレンズ２８およびフォトダイオード２７からなるとして、受信光および送信光について比較例３として説明する。
【０１５４】
図１０において、端部２２ａの表面の外周部付近から出射される放射光を放射光Ｓ４５（Ｓ４５ａ・Ｓ４５ｂ）とし、端部２２ａから出射される出射光のうち放射角の最も大きい光を放射光Ｓ４５ｂとしている。
【０１５５】
また、フォトダイオード２７から出射された送信光Ｓ４６は、レンズ２８を介して端部２２ａに入射され、光Ｓ４７となるとともに、反射戻り光Ｎ４８として近端反射される。
【０１５６】
ここで、端部２２ａの表面は平坦面であり、球端面である端部２ａほど、入射された光の屈折効果は得られない。
【０１５７】
従って、図７に示すような表面が球端面である端部２ａへの送信光Ｓ１６と同じ位置および角度から送信光Ｓ４６を励振しても、光Ｓ４７は光ファイバ２を伝播せず、光ファイバ２から漏洩することとなる。
【０１５８】
また、図７に示す表面が球端面である端部２ａへの送信光Ｓ１６と同じ位置および角度から送信光Ｓ４６を励振しても、反射戻り光Ｎ４８は、反射戻り光Ｎ１８ほど、光ファイバ２の中心軸に対して離れる方向に反射されない。
【０１５９】
従って、反射戻り光Ｎ４８は、受信部２３に入射され、受信領域（フォトダイオード２６）に結合する割合が増える。これにより、結合した反射戻り光Ｎ４８がクロストークノイズとなり、Ｓ／Ｎが劣化することとなる。
【０１６０】
以上のように、端部２ａが中心軸に対して軸対称な凸形状の光ファイバ２に、送信部４からの送信光を端部２ａから入射させるとともに、端部２ａからの受信光を受信することにより、一芯双方向通信を行う。また、送信部４における送信光の出射位置から光ファイバ２の中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバ２の中心軸を含む平面（対称平面）に対して、送信部４における送信光の出射位置とは反対側の光ファイバ２の端部２ａに、送信光を入射させる。
【０１６１】
即ち、光ファイバ２と、送信部４と、受信部３とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信システムにおいて、送信部４における送信光の出射位置と、光ファイバ２における送信光の入射位置とは、対称平面に対して反対側に位置する。
【０１６２】
従って、送信光の一部が、光ファイバ２の端部２ａにおいて反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバ２の中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【０１６３】
この結果、受信部３に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【０１６４】
また、光ファイバ２の端部２ａが、光ファイバ２の中心軸に対して軸対称な凸形状であることにより、送信光のうち光ファイバ２に入射した光は、端部２ａにおいて大きく屈折することができる。従って、送信光を光ファイバ２において効率よく伝播させることができる。
【０１６５】
さらに、送信光と受信光とを、偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【０１６６】
また、送信光と受信光とを空間で分離する場合、通常、送信部４は受信部３よりも小さくすることができる。
【０１６７】
従って、受信部３を大きくとることができ、受信部３の受信効率の向上を図ることができる。
【０１６８】
【発明の効果】
本発明の光送受信装置は、以上のように、中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバに接続され、第１光信号を出射して上記端部から上記光ファイバに入射させる光送信手段と、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信する光受信手段とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信装置であって、上記光送信手段は、該光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置と、上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように、上記第１光信号を出射する構成である。
【０１６９】
これにより、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射（近端反射）したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【０１７０】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【０１７１】
また、第１光信号と第２光信号とを、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）などの偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【０１７２】
さらに、第１光信号と第２光信号とを空間で分離する場合、通常、光送信手段は光受信手段よりも小さくすることができる。
【０１７３】
従って、光受信手段を大きくとることができ、光受信手段の受信効率の向上を図ることができる。
【０１７４】
この結果、一本の光ファイバを使用した一芯双方向光通信方式でありながら、ほとんど二芯方式と変わらない信号品質の光送受信装置を提供することができるといった効果を奏する。
【０１７５】
本発明の光送受信装置は、光送信手段が、第１光信号を発生させる発光手段と、該発光手段において発生した第１光信号を光ファイバの端部に集光する光学系とを備え、光学系は、平面（光送信手段における第１光信号の出射位置から光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、光ファイバの中心軸を含む平面）に対して、光学系からの第１光信号の出射位置と、光ファイバにおける第１光信号の入射位置とが、反対側に位置するように集光する構成である。
【０１７６】
これにより、光学系を用いて、効率よく第１光信号を光ファイバに集光することができる。
【０１７７】
また、光学系からの第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【０１７８】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０１７９】
本発明の光送受信装置は、第１光信号が、第２光信号のうち光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号の光路と同じ光路を有する構成である。
【０１８０】
これにより、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光を、より光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができる。
【０１８１】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０１８２】
本発明の光送受信装置は、第１光信号の一部が、光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号のうち、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有する構成である。
【０１８３】
これにより、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光を、確実に光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができる。
【０１８４】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０１８５】
本発明の光送受信装置は、第１光信号の一部が、光ファイバの端部の表面において、第１光信号の出射位置から最も離れた外周部付近から出射される光のうち、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有する構成である。
【０１８６】
これにより、第１光信号の一部の反射戻り光を、確実に光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができ、クロストークノイズの発生を抑制することができる。
【０１８７】
また、光送信手段を光ファイバの中心軸からはなれた領域に配することができる、その分、光受信手段における第２光信号の受光領域をより大きくすることができる。従って光受信手段の受信効率の向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０１８８】
本発明の光送受信装置は、光受信手段が、光ファイバの端部から光送受信装置側に延長した光ファイバの中心軸上に備えられている構成である。
【０１８９】
これにより、光受信手段における受信効率の向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０１９０】
本発明の光送受信装置は、光受信手段が、光送信手段より、光ファイバの端部の近くに備えられている構成である。
【０１９１】
これにより、光受信手段において、例えば、第２光信号をできるだけ小さな光学系で効率良く受信することができるといった効果を奏する。
【０１９２】
本発明の光送受信システムは、中心軸に対して軸対称な凸形状の端部を有する光ファイバと、第１光信号を出射して上記端部から上記光ファイバに入射させる光送信手段と、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信する光受信手段とを備え、一芯双方向通信を行う光送受信システムであって、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置と、上記光ファイバにおける上記第１光信号の入射位置とが、反対側に位置することを特徴としている。
【０１９３】
これにより、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【０１９４】
この結果、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【０１９５】
また、光ファイバの端部が、光ファイバの中心軸に対して軸対称な凸形状であることにより、第１光信号のうち光ファイバに入射した光は、端部において大きく屈折することができる。従って、第１光信号を効率よく伝播させることができる。
【０１９６】
さらに、第１光信号と第２光信号とを、偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【０１９７】
また、第１光信号と第２光信号とを空間で分離する場合、通常、光送信手段は光受信手段よりも小さくすることができる。
【０１９８】
従って、光受信手段を大きくとることができ、光受信手段の受信効率の向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０１９９】
本発明の光送受信システムは、光ファイバの端部の表面が球面である構成である。あるいは、本発明の光送受信装置は、光ファイバの端部形状が、円錐または円錐台である構成である。
【０２００】
これにより、光ファイバの端部が、光ファイバの中心軸に対して軸対称な凸形状となる。従って、第１光信号のうち光ファイバに入射した光は、端部において大きく屈折することができる。この結果、第１光信号を効率よく伝播させることができる。
【０２０１】
また、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。従って、Ｓ／Ｎの良好な光送受信システムを提供することができるといった効果を奏する。
【０２０２】
本発明の光送受信システムは、光ファイバのコアが、プラスチックからなる構成である。
【０２０３】
これにより、プラスチックは加工が容易であるため、光ファイバの形状を加工しやすい。従って、光ファイバの端部の表面を例えば球面に加工したり、光ファイバの口径の大きさを調整したりすることが容易となるといった効果を奏する。
【０２０４】
本発明の光送受信システムは、第１光信号の一部が、第２光信号のうち光ファイバの端部の表面における外周部付近から出射される光信号において、最大放射角を有する光信号の光路と同じ光路を有する構成である。
【０２０５】
これにより、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光を、確実に光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することができる。
【０２０６】
従って、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができるといった効果を奏する。
【０２０７】
本発明の光送受信方法は、端部が中心軸に対して軸対称な凸形状の光ファイバに、光送信手段からの第１光信号を上記端部から入射させるとともに、上記光ファイバの端部からの第２光信号を受信することにより、一芯双方向通信を行う光送受信方法であって、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置から上記光ファイバの中心軸におろした垂線に垂直であり、かつ、上記光ファイバの中心軸を含む平面に対して、上記光送信手段における上記第１光信号の出射位置とは反対側の上記光ファイバの端部に、上記第１光信号を入射させる構成である。
【０２０８】
上記の方法によれば、第１光信号の一部が、光ファイバの端部において反射戻り光として反射したとしても、この反射戻り光は、光ファイバの中心軸から離れる方向に反射することとなる。
【０２０９】
これにより、光受信手段に反射戻り光が入射されることがなく、クロストークノイズの発生を抑制することができる。これにより、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
【０２１０】
また、第１光信号と第２光信号とを、偏光分離素子を用いることなく空間で分離することにより、光学系におけるコストの低減および小型化を図ることができる。これにより、低コストで取り扱いやすい光学系を用いることができる。
【０２１１】
さらに、第１光信号と第２光信号とを空間で分離する場合、通常、光送信手段は光受信手段よりも小さくすることができる。従って、光受信手段を大きくとることができ、光受信手段の受信効率の向上を図ることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る光送受信装置の要部の構成を示す図である。
【図２】図１に示す光送受信装置を備えた光通信リンクの要部の構成を示す図である。
【図３】励振開口数ＮＡが０．６の光源にて励振し、図２に示す光ファイバを用いて光を伝送した場合の、ＦＦＰを示すグラフである。
【図４】光ファイバの端面が球状の場合と平面の場合との構成を示す図である。
【図５】受信部を送信部よりも光ファイバの近くに配置した場合の光送受信装置の構成を示す図である。
【図６】送信部および受信部の構成を示す図である。
【図７】送信部および受信部がレンズとフォトダイオードとからなる場合の、送信光および受信光について示す図である。
【図８】光学系に集光ミラーを用いた場合の光送受信装置の構成を示す図である。
【図９】比較例２における送信光および受信光の光路を示す図である。
【図１０】比較例３における送信光および受信光の光路を示す図である。
【図１１】光ファイバに入射した送信光の結合を示す図である。
【図１２】送信光の入射位置と送信部におけるフォトダイオードの位置との関係について説明する図である。
【図１３】端面が平坦の光ファイバを用いた比較例１における出射光を示す図である。
【図１４】光ファイバの端部が球端面と有している場合と平坦面を有している場合とのそれぞれについて、送信部における光ファイバの中心軸からの距離Ｄ（ｍｍ）と、受信部の受信効率（％）との関係を示すグラフである。
【図１５】従来の光送受信装置の構成を示す図である。
【図１６】従来の他の光送受信装置の構成を示す図である。
【図１７】従来のさらに他の光送受信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　　光送受信装置
２　　光ファイバ
３　　受信部（光受信手段）
４　　送信部（光送信手段）
５　　集光ミラー（光学系）
３１　　レンズ
３２　　フォトダイオード
４１　　レンズ（光学系）
４２　　フォトダイオード（発光手段）
Ｓ１６　　送信光（第１光信号）
Ｓ１５　　受信光（第２光信号）
Ｎ１８　　反射戻り光
【図１】
2004045825.tif 000003
【図２】
2004045825.tif 000004
【図３】
2004045825.tif 000005
【図４】
2004045825.tif 000006
【図５】
2004045825.tif 000007
【図６】
2004045825.tif 000008
【図７】
2004045825.tif 000009
【図８】
2004045825.tif 000010
【図９】
2004045825.tif 000011
【図１０】
2004045825.tif 000012
【図１１】
2004045825.tif 000013
【図１２】
2004045825.tif 000014
【図１３】
2004045825.tif 000015
【図１４】
2004045825.tif 000016
【図１５】
2004045825.tif 000017
【図１６】
2004045825.tif 000018
【図１７】
2004045825.tif 000019