(57)【要約】【課題】  製造プロセスをより簡略化させ、また組立時間を短縮化させるとともに、モジュール全体の部品点数を減らすことにより、製造コストをより低減させることが可能な双方向光モジュールを提供する。【解決手段】  発光素子１２により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズ１５と、第１のレンズ１５により平行光束とされた出力光を反射面２４により全反射する第１のプリズムと、反射面２４により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される入力光を平行光束にする球形レンズ１７とを有し、出力光並びに入力光の伝播方向に対して一の端面２５を傾けて構成した第２のプリズム２３を、当該端面２５との間で形成される境界が入力光並びに出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、反射面２４により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、球形レンズ１７により平行光束とされた入力光の一部を端面２５で全反射させてこれを受光素子１３へ導く。このとき、球形レンズ１７は、さらに通過してきた出力光を光ファイバ１８へ光結合させる。【選択図】図１
2005338291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子により発光された出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光素子に受光させるための光学部品において、
上記発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、
上記第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される上記入力光を平行光束にする第２のレンズと、
上記出力光並びに上記入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が上記入力光並びに上記出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、上記反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、上記第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を上記端面で全反射させてこれを上記受光素子へ導く光路制御手段とを備えること
を特徴とする光学部品。
【請求項２】
上記光路制御手段は、上記入力光並びに上記出力光による平行光束中における上記境界の位置、上記端面の傾き、並びに上記端面の屈折率のうち何れか１つ以上が制御されてなること
を特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
上記各構成要素は、一体成型された光学プラスチックにより構成されてなること
を特徴とする請求項３記載の光学部品。
【請求項４】
発光素子により発光された出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光素子に受光させるための光学部品において、
上記発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、
上記第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される上記入力光を平行光束にする第２のレンズと、
上記出力光並びに上記入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が上記入力光並びに上記出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、上記反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、上記第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を上記端面で屈折させてこれを上記受光素子へ導く光路制御手段とを備えること
を特徴とする光学部品。
【請求項５】
上記光路制御手段は、上記入力光並びに上記出力光による平行光束中における上記境界の位置、上記端面の傾き、並びに上記端面の屈折率のうち何れか１つ以上が制御されてなること
を特徴とする請求項４記載の光学部品。
【請求項６】
上記各構成要素は、一体成型された光学プラスチックにより構成されてなること
を特徴とする請求項４記載の光学部品。
【請求項７】
発光させた出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光するための双方向光モジュールにおいて、
上記出力光を発光する発光素子と、
上記入力光を受光する受光素子と、
上記発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、
上記第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される上記入力光を平行光束にする第２のレンズと、
上記出力光並びに上記入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が上記入力光並びに上記出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、上記反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、上記第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を上記端面で全反射させてこれを上記受光素子へ導く光路制御手段とを備え、
上記第２のレンズは、さらに上記光路制御手段を通過した出力光を上記光ファイバへ光結合させること
を特徴とする双方向光モジュール。
【請求項８】
発光させた出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光するための双方向光モジュールにおいて、
上記出力光を発光する発光素子と、
上記入力光を受光する受光素子と、
上記発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、
上記第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される上記入力光を平行光束にする第２のレンズと、
上記出力光並びに上記入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が上記入力光並びに上記出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、上記反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、上記第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を上記端面で屈折させてこれを上記受光素子へ導く光路制御手段とを備え、
上記第２のレンズは、さらに上記光路制御手段を通過した出力光を上記光ファイバへ光結合させること
を特徴とする双方向光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを介して双方向に光信号を伝送する一芯双方向光通信に適用される光学部品、双方向光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における光ファイバ通信網の拡大に伴い、１本の光ファイバを用いて双方向に光信号を伝送する一芯双方向光通信システムの導入が進んできている。また、双方向の光伝送が可能な光ファイバへ出力光を供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光するための双方向光モジュール７も提案されている。
【０００３】
この双方向光モジュール７においては、入力光と出力光をモジュール内部において効率よく分離するために、図１２(a)に示すようなハーフミラー７２を端面に形成させたプリズム７１を使用する。このプリズム７１は、発光素子からの出力光の一部を反射するとともに当該出力光の他の一部をそのまま通過させてこれを光ファイバ７５へと導き、また光ファイバ７５から出射される入力光の一部を透過させるとともに当該入力光の他の一部を反射させて、これを受光素子８１へと導く。
【０００４】
即ち、このプリズム７１の端面を透過率並びに反射率の制御されたハーフミラー７２で構成し、当該端面を発光素子からの出力光の入射角、及び光ファイバ７５からの入力光の入射角に対して略４５°傾けて構成することにより、一芯双方向光通信システムに応じた双方向光モジュールを作り出すことが可能となる。
【０００５】
また従来においては、例えば図１２(b)に示すような、入射される波長に応じて光を透過させ、或いは反射する波長選択フィルタ７４を使用する双方向光モジュール８も提案されている。
【０００６】
この波長選択フィルタ７４は、発光素子からの出力光の波長λ１の光を透過させるとともに、光ファイバ７５から出射される入力光の波長λ２の光を全反射する特性を有する。この波長選択フィルタ７４をモジュール内に実装することにより、発光素子からの出力光の全てをそのまま透過させてこれを光ファイバ７５へと導くとともに、光ファイバ７５から出射される入力光の全てを全反射させて、これを受光素子８１へと導くことが可能となる。特にこの波長選択フィルタ７４を用いる双方向光モジュール８は、ハーフミラー７２を用いる双方向光モジュール７と比較して光のロスを少なくすることができるため、モジュール全体の光結合効率をより向上させることが可能となる。
【０００７】
ところで、上述した従来の双方向光モジュール７,８では、光結合効率を更に向上させるべく、発光素子並びに受光素子、更には光ファイバ７５付近にレンズを配設することが一般的である。しかしながら、かかるレンズを数多く配設することにより部品点数が増加し、実装時における労力が過多となる。
【０００８】
このため、双方向光モジュールの各構成要素を金型で一体成型した光学プラスチックを用いる方法も提案されている。この光学プラスチックは、各構成要素をガラス製とする場合と比較して、製造コストを大幅に下げることができるため量産性に優れ、また成型が容易であるため作製労力を軽減させることができるという利点もある。
【０００９】
しかし、この光学プラスチックの端面に蒸着された反射膜等は、周囲の環境変化に基づく熱膨張により、容易に剥離してしまう。このため、かかる光学プラスチックを実装する双方向光モジュール全体の長期に亘る信頼性を確保することができないという問題点が生じる。
【００１０】
また、プリズムとして光学プラスチックを用いる双方向光通信用光学部品として、特許文献１に技術が従来において開示されている。この双方向光通信用光学部品では、プリズム本体よりも屈折率を高めた円柱体を埋設してこれを導波部とすることにより通信効率化を図る構成とされている。
【００１１】
しかしながら、この従来の双方向光通信用光学部品では、かかる円柱体をプリズム内に組み込む必要があるところ、却って構成そのものが複雑化してしまうという問題点もあった。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１７７２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、製造プロセスをより簡略化させ、また組立時間を短縮化させるとともに、モジュール全体の部品点数を減らすことにより、製造コストをより低減させることが可能な光学部品、双方向光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る光学部品は、上述した課題を解決するために、発光素子により発光された出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光素子に受光させるための光学部品において、発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される入力光を平行光束にする第２のレンズと、出力光並びに入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が入力光並びに出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を端面で全反射させてこれを受光素子へ導く光路制御手段とを備える。
【００１５】
本発明に係る光学部品は、上述した課題を解決するために、発光素子により発光された出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光素子に受光させるための光学部品において、発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される入力光を平行光束にする第２のレンズと、出力光並びに入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が入力光並びに出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を端面で屈折させてこれを受光素子へ導く光路制御手段とを備える。
【００１６】
本発明に係る双方向光モジュールは、上述した課題を解決するために、発光させた出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光するための双方向光モジュールにおいて、出力光を発光する発光素子と、入力光を受光する受光素子と、発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される入力光を平行光束にする第２のレンズと、出力光並びに入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が入力光並びに出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を端面で全反射させてこれを受光素子へ導く光路制御手段とを備え、第２のレンズは、さらに光路制御手段を通過した出力光を光ファイバへ光結合させる。
【００１７】
本発明に係る双方向光モジュールは、上述した課題を解決するために、発光させた出力光を双方向の光伝送が可能な光ファイバへ供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光するための双方向光モジュールにおいて、出力光を発光する発光素子と、入力光を受光する受光素子と、発光素子により発光された出力光を平行光束にする第１のレンズと、第１のレンズにより平行光束とされた出力光を反射板により全反射する反射手段と、反射手段により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向から供給される入力光を平行光束にする第２のレンズと、出力光並びに入力光の伝播方向に対して一の端面を傾けて構成したプリズムを、当該端面との間で形成される境界が入力光並びに出力光による平行光束中に位置するように配置することにより、反射手段により反射された出力光の一部をそのまま通過させるとともに、第２のレンズにより平行光束とされた入力光の一部を端面で屈折させてこれを受光素子へ導く光路制御手段とを備え、第２のレンズは、さらに上記光路制御手段を通過した出力光を光ファイバへ光結合させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を適用した光学部品、双方向光モジュールでは、反射手段並びにプリズムにおける各端面につき反射率並びに透過率を調整することで、従来の如く反射膜を被覆する必要性をなくすことができる。これにより、周囲の環境変化に基づく熱膨張により反射膜が剥離するという問題点を解消することができるため、従来と比較して双方向光モジュール全体の長期に亘る信頼性を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、１本の光ファイバを用いて双方向に光信号を伝送する一芯双方向光通信システムに適用される双方向光モジュール１につき図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
双方向光モジュール１は、図１に示すように、各構成要素を配設するためのモジュールケース１１と、モジュールケース１１における面３１上に固定された発光素子１２により発光された出力光を出射とともに、入射された入力光を面３１上に固定された受光素子１３へと導く集積光学プリズム１４と、発光素子１２により発光された出力光を平行光束にしてこれを集積光学プリズム１４へと導く第１のレンズ１５と、装着された光ファイバ１８の導波部に対して、集積光学プリズム１４を通過してきた出力光を光結合させるとともに、当該光ファイバ１８から出射された入力光を平行光束とする球形レンズ１７と、かかる球形レンズ１７により平行光束とされた入力光が集積光学プリズム１４を介して照射され、これを受光素子１３の受光面へ光結合させる集光レンズ１９とを備えている。
【００２１】
集積光学プリズム１４は、図２に示すように、端面３１に対して平行な面２１ａを持つ配設板２１を有し、この配設板２１における面２１ａに対して略４５°傾けた反射面２４を有する第１のプリズム２２と、この配設板２１における面２１ａに対して略４５°傾けた反射面２５を有する第２のプリズム２３とが、それぞれ配設面２１上に固定されて構成されている。
【００２２】
この集積光学プリズム１４は、光学プラスチックで構成されている。集積光学プリズムを構成する配設板２１,第１のプリズム２２,第２のプリズム２３は、各レンズ１５,１７,１８をも含めて、例えば金型等を利用して一体成型されていてもよい。
【００２３】
発光素子１２は、半導体の再結合発光を利用して光を発光する半導体レーザ等で構成され、一芯双方向光通信に用いられる帯域の出力光を注入された電流に基づき発光させる。この発光素子１２は、注入すべき電流を送り込むための図示しない電極パターン上に固定されていてもよい。この発光素子１２から出射された拡散光束の出力光は、第１のレンズ１５に入射されて平行な光束とされた後に集積光学プリズム１４へ入射されることになる。
【００２４】
受光素子１３は、印加されたバイアス電圧に基づき、受光面に対して照射された光を、その光量に応じた電気信号に変換する光電変換素子であり、例えば、フォトディテクタ等からなるものである。この受光素子１３は、集積光学ユニット１４から出射され、集光レンズ１９により平行光束から収束光束とされた入力光を受光面を介して受光し、その光量に応じた電気信号を生成する。この受光素子１３は、バイアス電圧を印加するとともに、生成した電気信号を取り出すための図示しない電極パターン上に固定されていてもよい。
【００２５】
第１のプリズム２２は、第１のレンズ１５から照射される平行光束の出力光を反射面２４により全反射する。これにより発光素子１２より鉛直方向から照射される出力光の伝搬方向を図１中Ａ方向に折り曲げることができる。
【００２６】
第２のプリズム２３は、第１のプリズム２２における反射面２４により反射された伝搬方向がＡ方向である出力光の一部をそのまま通過させる。また、この第２のプリズム２３は、図１中Ｂ方向から透過面２９を介して入射される入力光の一部をその伝搬方向が鉛直方向となるように反射面２５により垂直に反射することにより、これを受光素子固定部２２へと導く。即ち、面２１ａに対して略４５°傾けた反射面２５を有するこの第２のプリズム２３は、面２１ａに対して平行なＡ方向並びにＢ方向に対して反射面２５を傾けて構成していることになる。
【００２７】
なお、この第１のプリズム２２と第２のプリズム２３は、互いにサイズの異なる直角二等辺三角形を配設板２１上に固定することにより構成される。この第１のプリズム２２と第２のプリズム２３のサイズ比は、設計時において任意に設定することができるが、少なくとも図３に示すように、反射面２５と空気層との間で形成される境界がＡ方向に伝搬する出力光並びにＢ方向に伝搬する入力光の平行光束中に位置するように調整する。
【００２８】
球形レンズ１７は、集積光学プリズムから出射された出力光が入射される。この球形レンズ１７は、かかる入射された平行光束の出力光を、光ファイバ１８のコアに効率よく光結合されるようにそのスポット径を調整しつつ、これをＡ方向へ出射する。また、この球形レンズ１７は、光ファイバ１８から出射される拡散光束の入力光を平行光束にし、これをＢ方向へ出射する。ちなみに、この球形レンズ１７の代替として、非球面レンズを用いてもよく、また光ファイバ１８をいわゆる先球ファイバとすることによりスポット径調整等の役割を担わせることで、球形レンズ１７そのものを省略するようにしてもよい。
【００２９】
光ファイバ１８は、一芯双方向光通信システムの適用に特化した、双方向で光を伝送し伝送可能な光ファイバであり、球形レンズ１７を介して入射される出力光をＡ方向へ伝送するとともに、Ｂ方向から伝送した入力光を球形レンズ１７へ出射させる。ちなみに、この光ファイバ１８として、いわゆるマルチモード対応の光ファイバを用いてもよい。また、光ファイバ１８の先端につき、配設容易性を考慮したフェルール等で構成してもよい。
【００３０】
ちなみに、上述した双方向光モジュール１の構成は、あくまでモジュールケース１１内に各構成要素を実装する場合を例に挙げて説明をしているが、かかる場合に限定されるものではなく、例えばマザーボード上にかかる構成要素を直接的に実装するようにしてもよい。また、上述した双方向光モジュール１において、発光素子１２と受光素子１３の取り付け位置を入れ換えて構成してもよい。
【００３１】
上述の如き構成からなる双方向光モジュール１において、鉛直方向から入射される平行光束としての出力光は、図４に示すように反射面２４を垂直に反射してＡ方向へ伝搬してゆく。そして、この出力光は、第２のプリズム２３へ到達することになるが、反射面２５と空気層との間で形成される境界が出力光並びに入力光の平行光束中に位置するように調整されているため、一部は反射面２５を反射し、また他の一部は、境界上部の空気層を通過することになる。反射面２５を反射した一部の出力光は、ロスになるが、空気層を通過した他の一部の出力光は、そのまま球形レンズ１７へ照射され、スポット径が制御された上で光ファイバ１８へ入射し、そのまま伝送されることになる。
【００３２】
また、上述の如き構成からなる双方向光モジュール１において、反射面２４により反射された出力光と同一光軸を有し、かつその伝播方向と正反対方向（Ｂ方向）から供給される入力光は、球形レンズ１７により平行光束とされた上で、図５に示すように第２のプリズム２３へ到達することになるが、反射面２５と空気層との間で形成される境界が出力光並びに入力光の平行光束中に位置するように調整されているため、一部は反射面２５を垂直に反射し、また他の一部は、境界上部の空気層を通過することになる。空気層を通過した一部の出力光は、第１のプリズム２２における反射面２４を反射してロスになるが、反射面２５を反射した他の一部の出力光は、そのまま受光素子１３へ導かれることになる。
【００３３】
このように、双方向光モジュール１では、双方向の光伝送が可能な光ファイバ１８へ出力光を供給するとともに、当該光ファイバから供給される入力光を受光することができる。なお、第２のプリズム２３において、反射面２５と空気層との間で形成される境界を平行光束を２等分するように位置調整することで、入力光並びに出力光それぞれにつき有効な光量を５０％とし、残りをロスとすることができ、光結合効率における入出力間の格差を解消することができる。
【００３４】
また、本発明を適用した双方向光モジュール１では、第１のプリズム２２並びに第２のプリズム２３における反射面２４,２５及び透過面２９につき反射率並びに透過率を調整することで、従来の如く反射膜を被覆する必要性をなくすことができる。これにより、周囲の環境変化に基づく熱膨張により反射膜が剥離するという問題点を解消することができるため、従来と比較して双方向光モジュール全体の長期に亘る信頼性を確保することが可能となる。
【００３５】
特に集積光学プリズム１４を光学プラスチックで構成することにより、これをガラス製とする場合と比較して安価なデバイスとすることができる。ちなみに、集積光学プリズム１４に加えて、さらに各レンズ１５,１７,１９をも光学プラスチックで構成することにより、製造コストを更に軽減させることが可能となる。
【００３６】
また、本発明を適用した双方向光モジュール１では、各構成要素を光学プラスチックで構成することにより、これを金型で一体成型して仕上げることも可能となる。集積光学プリズム１４や各レンズ１５,１７,１９との位置関係は、金型のサイズのみに支配されることになるため、金型の精度を向上させることによりデバイスの精度をより向上させることが可能となる。
【００３７】
ちなみに、上述した集積光学プリズム１４では、入力光並びに出力光による平行光束中における上記境界の位置が予め制御されていてもよい。これにより、光ファイバ１８、或いは受光素子１３への光結合効率とそのロスの比を自在に変えることができるため、モジュールの使用環境に応じてこれが最適となるように予め設定することができる。
【００３８】
また、集積光学プリズム１４では、各反射面２４,２５の傾きが予め制御されていてもよい。即ち、光ファイバ１８の端面や、発光素子１２や受光素子１３、さらには各レンズ１５,１７,１９の互いの位置関係に応じて光の伝搬方向を変えることにより、光結合効率を向上させることもできる。
【００３９】
また、集積光学プリズム１４では、反射面２４,２５を含む各端面の屈折率が予め制御されていてもよい。これにより、光の反射率や透過率を最適化させることで、光結合効率等をより向上させることが可能となる。
【００４０】
かかる場合において、入力光並びに上記出力光による平行光束中における上記境界の位置、集積光学プリズムにおける各端面の傾き、並びにその端面の屈折率は、何れか１つ以上が制御されていればよい。
【００４１】
なお、本発明は、上述した双方向光モジュール１に限定されるものではなく、例えば図６に示すように、第２のプリズム２３そのものを第２のプリズム４３に置き換えてもよい。この第２のプリズム４３は、配設板２１における面２１ａに固定され、Ａ方向へ伝搬する出力光に関しては、第２のプリズム２３と同様に一部を通過させるとともに、他の一部を反射させてこれをロスにするが、Ｂ方向から供給される入力光に関しては、一部を通過させてこれをロスにする一方、他の一部を端面４３ａで先ず屈折させることにより光路を折り曲げ、さらにこの折り曲げられた光路を端面４３ｂで更に屈折させて外部へ出射する。この出射され入力光は、図示しないレンズを介して収束されて受光素子１３へ導かれることになる。
【００４２】
また本発明では、例えば図７(a)に示すような形状で構成される第２のプリズム４５を実装する双方向光モジュール２に適用してもよい。この第２のプリズム４５には、配設板２１における面２１ａに固定され、光ファイバ１８側に形成された端面４５ａに加え、面２１ａに対して略４５°傾けた反射面４５ｂと、面２１ａに対して垂直な端面４５ｃとが形成されている。このとき、反射面４５ｂと端面４５ｃとの間で形成される境界は、出力光並びに入力光の平行光束中に位置するように調整されている。
【００４３】
このような双方向光モジュール２では、Ａ方向へ伝搬する出力光に関しては、一部につき第２のプリズム４５を透過させるとともに、他の一部を反射面４５ｂを反射させてこれをロスにする。また、Ｂ方向から端面４５ａを透過してくる入力光に関しては、一部につき端面４５ｃを透過させてこれをロスとするとともに、他の一部につき反射面４５ｂを全反射させて受光素子１３へと導く。これにより双方向光モジュール１と同様の効果が得られることになる。
【００４４】
なお、この第２のプリズム４５を実装する双方向光モジュール２は、一体成型時において、例えば図７(b)に示すように、光ファイバを固定するためのスリーブ６２を、第２のプリズム２２における端面４５ａに取り付けるようにしてもよい。このスリーブ６２内には、球形レンズ１７に対応したレンズ６１を設け、さらに第２のプリズム２２に対して第１のレンズ１５並びに集光レンズ１９を直接的に取り付けることにより、光ファイバとの関係において各構成要素が正確に位置決めされた状態で仕上げることが可能となる。また、このように光学部品を一体化させることにより、組立時の工数を大幅に省略することができ、コストの削減をも図ることが可能となる。
【００４５】
また本発明では、この第１のプリズム２２並びに第２のプリズム２３を一体化させるとともに、双方の機能を併せ持つ図８に示すような第３のプリズム４７を配設するようにしてもよい。この第３のプリズム４７は、面２１ａに対して垂直な端面４７ａと、当該面２１ａに対してともに４５°傾けた反射面４７ｂ,４７ｃとが形成されている。このとき、端面４７ａと反射面４７ｂとの間で形成される境界は、出力光並びに入力光による平行光束中に位置するように調整されている。ちなみに、端面４７ａは、入射される出力光並びに入力光を透過させる。また反射面４７ｂ及び反射面４７ｃは、それぞれ入射される光を全反射させる。
【００４６】
上述の如き構成からなる第３のプリズム４７では、発光素子１２による発光された出力光を内部において伝搬させて、これを反射面４７ｃを全反射することにより伝搬方向をＡ方向へ折り曲げる。そしてこのＡ方向へ伝搬する出力光の一部は端面４７ａを透過し、また他の一部は反射面４７ｂを全反射する。またＢ方向から伝搬してくる入力光において、その一部は端面４７ａを透過するとともに反射面４７ｃを反射することによりロスとなるが、他の一部は、反射面４７ｂを全反射することにより、受光素子１３へと導かれることになる。これにより双方向光モジュール１と同様の効果が得られることになる。
【００４７】
また、この第３のプリズム４７は、更に以下の図９に示すような第３のプリズム５１,５２に代替してもよい。
【００４８】
この第３のプリズム５１,５２は、光ファイバの出射側に対向する側に形成され、入射される光をそのまま透過させる端面５１ａ,５２ａと、この端面５１ａ,５２ａに対して４５°傾けて形成され、入射される光を全反射させる反射面５１ｂ,５２ｂと、端面５１ａ,５２ａより大面積でかつこれに平行となるように形成され、入射される光をそのまま透過させる端面５１ｃ,５２ｃと、この端面５１ｃ,５２ｃに対して４５°傾けて形成され、入射される光を全反射させる反射面５１ｄ,５２ｄとを備えている。この第３のプリズム５１,５２は、それぞれ端面５１ａ,５２ａの位置が左右対称となるように構成した例であるが、モジュールケース１１への実装時には、何れを適用してもよい。
【００４９】
ここで、端面５１ａ,５２ａと空気層との間で形成される図９に示す境界は、図１０に示すように、出力光並びに入力光による平行光束中に位置するように調整される。これにより、発光素子１２による発光され、かつ反射面５１ｄ,５２ｄで全反射させた出力光は、その一部が反射面５１ｂ,５２ｂで反射され鉛直方向へ伝搬することによりロスとなる一方で、他の一部はそのまま光ファイバ側へ伝搬していくことになる。また入力光は、その一部は反射面５１ｂ,５２ｂで反射されて受光素子１２へと導かれるが、他の一部は、反射面５１ｄ,５２ｄまで伝搬してそのままロスとなる。
【００５０】
即ち、上述した第２のプリズム２３においては、境界線により平行光束を上下方向に分ける構成としているが、この第３のプリズム５１,５２では、境界線により平行光束を左右方向に分ける構成とすることで、同様の効果が得られることになる。
【００５１】
なお、この第３のプリズム５１,５２の代替として、さらに図１１に示すように、反射面５１ｂ,５２ｂと反射面５１ｄ,５２ｄとが同面積となるようにした第３のプリズム５３,５４を用いてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した双方向光モジュール１に適用される場合に限定されるものではなく、発光素子１２や受光素子１３が取り付けられる前の集積光学プリズム１４並びに球形レンズ１７、第１のレンズ１５を一体的に成型させた光学部品として適用してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一芯双方向光通信システムに適用される本発明に係る双方向光モジュールの構成図である。
【図２】集積光学プリズムの詳細につき説明するための図である。
【図３】反射面と空気層との間で形成される境界の平行光束中における位置関係につき示す図である。
【図４】本発明を適用した双方向光モジュールにおいて、鉛直方向から入射される平行光束としての出力光の伝搬経路につき示す図である。
【図５】本発明を適用した双方向光モジュールにおいて、光ファイバから入射される平行光束としての入力光の伝搬経路につき示す図である。
【図６】本発明を適用した双方向光モジュールにおいて、第２のプリズムにより入力光を屈折させることにより、これを受光素子へ導く構成につき示す図である。
【図７】本発明を適用した双方向光モジュールにおける他の構成につき説明するための図である。
【図８】第１のプリズム２２並びに第２のプリズム２３を一体化させるとともに、双方の機能を併せ持たせた第３のプリズムの構成図である。
【図９】境界線により平行光束を左右方向に分ける構成とした第３のプリズムにつき示す図である。
【図１０】端面５２ａ並びに端面５２ｃにより構成される境界における平行光束中の位置関係につき説明するための図である。
【図１１】境界線により平行光束を左右方向に分ける構成とした第３のプリズムの他の構成につき示す図である。
【図１２】従来における双方向光モジュールにつき説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  双方向光モジュール、１１  モジュールケース、１２  発光素子、１３  受光素子、１４  集積光学プリズム、１５  第１のレンズ、１７  球形レンズ、１８  光ファイバ、１９  集光レンズ、２２  第１のプリズム、２３  第２のプリズム、２４，２５  反射面
【図１】
2005338291.tif 000003
【図２】
2005338291.tif 000004
【図３】
2005338291.tif 000005
【図４】
2005338291.tif 000006
【図５】
2005338291.tif 000007
【図６】
2005338291.tif 000008
【図７】
2005338291.tif 000009
【図８】
2005338291.tif 000010
【図９】
2005338291.tif 000011
【図１０】
2005338291.tif 000012
【図１１】
2005338291.tif 000013
【図１２】
2005338291.tif 000014