(57)【要約】    【課題】  光ファイバの端部へ入射しまたは端部から出射する光量のばらつきを容易に補償でき、小型で、低コストに製造できる光通信モジュールを提供すること。    【解決手段】  発光部３若しくは受光部またはその両方と光ファイバ５の端部との間で光を結合する光結合部を備えた光通信モジュール２ａである。その光結合部は光透過率が可変して設定される半固定式光減衰部材５０を有する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部若しくは受光部またはその両方と光ファイバの端部との間で光を結合する光結合部を備えた光通信モジュールであって、
上記光結合部は光透過率が可変して設定される半固定式光減衰部材を有することを特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率は連続的に可変であることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質自体の特性変化によって生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質に対する加熱によって不可逆的に生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質に対する光照射によって不可逆的に生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質に対するアブレーションによって生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質の表面の不可逆的な状態変化によって生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の光通信モジュールにおいて、
上記部材をなす物質の表面の不可逆的な状態変化は、その表面に対する異物の付着であることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材は、それぞれ偏光軸を有する２枚の偏光子を組み合わせて構成されたフィルタからなることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材は中継用光ファイバであることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１１】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材が作る光路の断面積の変化によって生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記光路の断面積の変化はシャッタの機械的な開閉によって生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１３】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材が作る光路の空間的な配置の変化によって生ずることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１４】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記光ファイバはプラスチック光ファイバであることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１５】
請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記発光部若しくは受光部またはその両方を収容したハウジングを備え、
上記ハウジングは上記光ファイバの端部が挿入される挿入口を有し、
上記光結合部は上記ハウジング内で上記発光部若しくは受光部またはその両方と上記挿入口との間に配置されていることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項１６】
請求項１に記載の光通信モジュールを製造する光通信モジュールの製造方法であって、
上記光通信モジュールを組み立てた後、
上記発光部に発生させた信号光を、上記光結合部と上記光ファイバとを介して所定の信号観測手段に取り込み、上記信号観測手段の出力を観測しながら、上記光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まるように、上記半固定式光減衰部材の光透過率を設定することを特徴とする光通信モジュールの製造方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の光通信モジュールを製造する光通信モジュールの製造方法であって、
上記光通信モジュールを組み立てた後、
所定の信号発生手段によって発生させた信号光を上記光ファイバと上記光結合部とを介して上記受光部に取り込み、上記受光部の出力を観測しながら、上記光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まるように、上記半固定式光減衰部材の光透過率を設定することを特徴とする光通信モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光通信モジュールに関し、より詳しくは、発光部若しくは受光部またはその両方と光ファイバの端部との間で光を結合する光結合部を備えた光通信モジュールに関する。典型的には、本発明の光通信モジュールは、家庭内や車内での光通信や電子機器間通信、ＬＡＮ（Local Area Network）等の光通信システムを構成する光ファイバの端部に配置される。
【０００２】
また、この発明は、そのような光通信モジュールを製造する光通信モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、光ファイバを通して信号光を伝送する光通信システムでは、発光素子（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ））の光強度は、最長の光ファイバを用いた伝送損失が最大となる条件下で、受光素子（例えばフォトダイオード（ＰＤ））が所定のＳ／Ｎ（信号対ノイズ）比を満足する受光量（最小受光量）以上の光量が得られるように設定される。そして、ＰＤの出力はｉ−ｖ（電流−電圧）変換アンプで増幅される。
【０００４】
しかしながら、現在普及しつつある車内ＬＡＮ等では、使用される光ファイバの長さは最短で１ｍ、最長で２０ｍというように広い範囲にわたる。また、車内ＬＡＮにおいてはプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の使用が有力であるが、ＰＯＦは伝送損失が比較的大きい。この結果、光ファイバ長１ｍ〜２０ｍの範囲では、光源のバラツキも含めて最小０．１ｄＢから最大８ｄＢ程度まで伝送損失がばらつき、したがって光ファイバの端部から出射する光量がばらつく。発光素子に自動パワー制御機構を作用させない場合、これに更に経時劣化等が加わることになる。このため、かなり大きいダイナミックレンジをもつ受信系を用意しなければならないという問題がある。
【０００５】
それを避けるために、上記光量ばらつきを補償する方式として、図１８に示すように、交換可能なフィルタで結合効率を調整する方式が知られている（例えば、特許文献１（特開昭５９−２８１１５号公報）参照。）。図１８において、２０１は光ファイバ、２０６は光結合器、２０７は光半導体素子、２０８は屈折率分布型レンズ、２０９は減衰フィルタ、２１０はこの減衰フィルタ２０９を固定するためのスライド板、２１１はレセプタクル、２１２はコネクタプラグである。光結合器２０６のレセプタクル２１１にコネクタプラグ２１２を挿入した時に、光半導体素子２０７（ＬＤあるいはＬＥＤ）の出射光は、光結合用の屈折率分布レンズ２０８によってコネクタプラグ２１２の端面に集光され、光ファイバ２０１に結合搬送される。ここで、光半導体素子２０７とレセプタクル２１１との間には、上記屈折率分布レンズ２０８の外に光量調整用の減衰フィルタ２０９が配置され、光結合器２０６の外部からこの減衰フィルタ２０９の挿入、交換ができるように構成されている。したがって、光伝送系の損失に応じて、適切な光量の減衰量を与える減衰フィルタ２０９を挿入することにより、図示されない受信系の適正動作範囲内に光量を調整することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、図１８のように交換可能な減衰フィルタで結合効率を調整する方式は、微小な箇所への減衰フィルタの取り付け→光量測定→取り外し→別のフィルタ取り付け→光量測定→…という煩雑な手順を踏む必要があり、自動化と大量生産上難点がある。更に取り付け用のハウジング等によりサイズが大きくなる欠点がある。
【０００７】
また、上記光量ばらつきを補償する方式として、送信用ドライブ回路や受信用ドライブ回路に可変抵抗器を取り付けて電気的に光出力量や光入力量を調整する方式も知られている。図１７において、３は発光素子、５は光出力測定用のＰＯＦ、７は光出力測定用の受光素子、Ｓ１は送信光、４１はハウジング、４２はモールド用の樹脂、４３はリードフレーム、４４は送信素子用ドライバＩＣ、４５は可変抵抗器、４６は回路基板である。ハウジング４１には光ファイバ５が挿入される光プラグ６が設けられている。発光素子３が発した光は光ファイバ５の対向する端部を通して取り込まれて光ファイバ５の反対側の端部から出射される。この方式では、光ファイバ５の端部から出射される光のパワーを受光素子７で計測しながら、その光出力Ｓ１が所定の値になるように可変抵抗器４５を調整する。本来の使用時（通信時）には、可変抵抗器４５は固定される。
【０００８】
しかしながら、図１７のように送信用のドライブ回路に可変抵抗器を取り付けて電気的に光出力量を調整する方式では、可変抵抗器自体のサイズが大きため、小型化の障害となる。また、信頼性を確保するためにパッケージやモールド樹脂内にドライブ回路や可変抵抗器を封じた場合、組み立て後に、可変抵抗器を調整することが不可能となる。
【特許文献１】特開昭５９−２８１１５号公報（第２頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の課題は、光ファイバの端部へ入射しまたは端部から出射する光量のばらつきを容易に補償でき、小型で、低コストに製造できる光通信モジュールを提供することにある。
【００１０】
また、この発明の課題は、そのような光通信モジュールを製造する光通信モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の光通信モジュールは、
発光部若しくは受光部またはその両方と光ファイバの端部との間で光を結合する光結合部を備えた光通信モジュールであって、
上記光結合部は光透過率が可変して設定される半固定式光減衰部材を有することを特徴とする。
【００１２】
ここで「光透過率が可変して設定される半固定式」とは、或る光減衰部材の光透過率が調整時に可変して設定され、本来の使用時（通信時）には固定される、という意味である。
【００１３】
この発明の光通信モジュールでは、上記光減衰部材の光透過率を調整時に可変して設定することによって、光ファイバの端部へ入射しまたは端部から出射する光量のばらつきを容易に補償できる。従来例のようにフィルタを交換するような煩雑な手順を踏む必要はない。したがって、上記光結合部の結合効率を、仕様などで要求される一定の範囲内に容易に収めることができる。光通信モジュールの本来の使用時には、上記光減衰部材の光透過率は固定した状態で使用される。その結果、本発明の光通信モジュールを適用した光通信システムでは、最適な光量での通信が可能となる。
【００１４】
このように、この発明の光通信モジュールによれば、光ファイバの端部へ入射しまたは端部から出射する光量のばらつきを容易に補償でき、小型で、低コストに製造できる。
【００１５】
上記半固定式光減衰部材は、フィルタであっても良い。上記半固定式光減衰部材の光透過率は、このフィルタの光透過率を調整することによって容易に設定される。
【００１６】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は連続的に可変であることを特徴とする。
【００１７】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率が高い精度で調整され得る。
【００１８】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質自体の特性変化によって生ずることを特徴とする。
【００１９】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質自体の特性変化によって生ずる。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。
【００２０】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質に対する加熱によって不可逆的に生ずることを特徴とする。
【００２１】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材をなす物質に対する加熱量を調整することによって容易に設定される。また、上記光透過率の変化は不可逆的に生ずるので、光透過率が一旦設定されれば、上記半固定式光減衰部材の光透過率は維持される。したがって、上記半固定式光減衰部材の光透過率を維持するために特別な手段を設ける必要が無い。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。
【００２２】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質に対する光照射によって不可逆的に生ずることを特徴とする。
【００２３】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材をなす物質に対する光照射量を調整することによって容易に設定される。また、上記光透過率の変化は不可逆的に生ずるので、光透過率が一旦設定されれば、上記半固定式光減衰部材の光透過率は維持される。したがって、上記半固定式光減衰部材の光透過率を維持するために特別な手段を設ける必要が無い。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。
【００２４】
なお、上記光照射に用いられる光の波長は、本来の使用時（通信時）に用いられる光の波長とは異なっていても良い。
【００２５】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質に対するアブレーションによって生ずることを特徴とする。
【００２６】
ここで「アブレーション」とは、レーザなどの高エネルギ密度を有するビームをターゲットなどの固体物質表面に照射した際、ビームエネルギを吸収した物質が大きなエネルギもつフラグメントとして飛散する現象である。
【００２７】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材をなす物質に対するアブレーション用のビームのエネルギを調整することによって容易に設定される。また、上記光透過率の変化は不可逆的に生ずるので、光透過率が一旦設定されれば、上記半固定式光減衰部材の光透過率は維持される。したがって、上記半固定式光減衰部材の光透過率を維持するために特別な手段を設ける必要が無い。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。
【００２８】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材をなす物質の表面の不可逆的な状態変化によって生ずることを特徴とする。
【００２９】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材をなす物質の表面の状態変化量を調整することによって容易に設定される。また、上記表面の状態変化、したがって上記光透過率の変化は不可逆的に生ずるので、光透過率が一旦設定されれば、上記半固定式光減衰部材の光透過率は維持される。したがって、上記半固定式光減衰部材の光透過率を維持するために特別な手段を設ける必要が無い。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。
【００３０】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記部材をなす物質の表面の不可逆的な状態変化は、その表面に対する異物の付着であることを特徴とする。
【００３１】
ここで「異物」とは、上記部材をなす物質とは種類が異なる物質を意味する。
【００３２】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材をなす物質に対する異物の付着量を調整することによって容易に設定される。また、上記異物の付着、したがって上記光透過率の変化は不可逆的に生ずるので、光透過率が一旦設定されれば、上記半固定式光減衰部材の光透過率は維持される。したがって、上記半固定式光減衰部材の光透過率を維持するために特別な手段を設ける必要が無い。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。
【００３３】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材は、それぞれ偏光軸を有する２枚の偏光子を組み合わせて構成されたフィルタからなることを特徴とする。
【００３４】
ここで「偏光子」は、偏光フィルムの態様をとっても良い。
【００３５】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材、つまり上記フィルタの光透過率は、２枚の偏光子の偏光軸が互いになす角度を調整することによって容易に設定される。また、上記２枚の偏光子の偏光軸が互いになす角度を維持することによって、上記半固定式光減衰部材の光透過率は容易に維持される。
【００３６】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材は中継用光ファイバであることを特徴とする。
【００３７】
ここで「中継用光ファイバ」は、光導波路またはライトガイドとも呼ばれる。
【００３８】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、中継用光ファイバの光透過率を調整することによって容易に設定される。これにより本発明の実施が容易になる。
【００３９】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材が作る光路の断面積の変化によって生ずることを特徴とする。
【００４０】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材が作る光路の断面積を調整することによって容易に設定される。
【００４１】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記光路の断面積の変化はシャッタの機械的な開閉によって生ずることを特徴とする。
【００４２】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記光路の断面積が容易に調整される。
【００４３】
ここで「シャッタ」は、可変絞りの態様をとっても良い。
【００４４】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率の変化は、この部材が作る光路の空間的な配置の変化によって生ずることを特徴とする。
【００４５】
ここで「光路の空間的な配置の変化」は、例えば光軸のずれの態様をとっても良い。
【００４６】
この一実施形態の光通信モジュールでは、上記半固定式光減衰部材の光透過率は、この部材が作る光路の空間的な配置を調整することによって容易に設定される。
【００４７】
一実施形態の光通信モジュールでは、上記光ファイバはプラスチック光ファイバであることを特徴とする。
【００４８】
この一実施形態の光通信モジュールでは、本発明の効果が顕著に得られる。
【００４９】
一実施形態の光通信モジュールは、
上記発光部若しくは受光部またはその両方を収容したハウジングを備え、
上記ハウジングは上記光ファイバの端部が挿入される挿入口を有し、
上記光結合部は上記ハウジング内で上記発光部若しくは受光部またはその両方と上記挿入口との間に配置されていることを特徴とする。
【００５０】
この一実施形態の光通信モジュールは、比較的少ない部材で構成される。したがって、光通信モジュールの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。また、上記挿入口に光ファイバの端部が挿入された状態では、上記発光部若しくは受光部またはその両方と上記光結合部とをハウジングによって封止することができる。したがって、信頼性を確保できる。
【００５１】
この発明の光通信モジュールの製造方法は、既述の光通信モジュールを製造する光通信モジュールの製造方法であって、
上記光通信モジュールを組み立てた後、
上記発光部に発生させた信号光を、上記光結合部と上記光ファイバとを介して所定の信号観測手段に取り込み、上記信号観測手段の出力を観測しながら、上記光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まるように、上記半固定式光減衰部材の光透過率を設定することを特徴とする。
【００５２】
この発明の光通信モジュールの製造方法によれば、発光部と光ファイバの対向する端部との間の光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まった光通信モジュールが得られる。また、本発明の方法は容易に自動化でき、光通信モジュールの大量生産が可能となる。
【００５３】
なお、上記光ファイバはテスト用の光ファイバであるのが望ましい。本来の使用時（通信時）には、上記テスト用の光ファイバは本来の通信用の光ファイバと差し替えられる。
【００５４】
また、別の局面では、この発明の光通信モジュールの製造方法は、既述の光通信モジュールを製造する光通信モジュールの製造方法であって、
上記光通信モジュールを組み立てた後、
所定の信号発生手段によって発生させた信号光を上記光ファイバと上記光結合部とを介して上記受光部に取り込み、上記受光部の出力を観測しながら、上記光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まるように、上記半固定式光減衰部材の光透過率を設定することを特徴とする。
【００５５】
この発明の光通信モジュールの製造方法によれば、受光部と光ファイバの対向する端部との間の光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まった光通信モジュールが得られる。また、本発明の方法は容易に自動化でき、光通信モジュールの大量生産が可能となる。
【００５６】
なお、上記光ファイバはテスト用の光ファイバであるのが望ましい。本来の使用時（通信時）には、上記テスト用の光ファイバは本来の光ファイバと差し替えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光通信モジュールが適用されるべき光通信システム（全体を符号１０で示す。）の概略構成を示している。この光通信システム１０は、伝送するデータ信号に基づく変調光を伝送するためのプラスチック光ファイバ（以下「ＰＯＦ」という。）１と、このＰＯＦ１の両端に光学的に結合するように、それぞれ接続された光トランシーバ２ａ，２ｂとを備えている。詳しくは後述するが、光トランシーバ２ａ，２ｂの、ＰＯＦ１の端部が挿入される挿入口に本発明の光通信モジュールは適用される。
【００５９】
図２に示すように、光トランシーバ２ａは送信部３ａと受信部４ａとにより構成され、光トランシーバ２ｂは送信部３ｂと受信部４ｂとにより構成されている。ＰＯＦ１は２本のＰＯＦ１ａ，１ｂを含んでいる。送信部３ａはＰＯＦ１ａに接続され、相手側の光トランシーバ２ｂの受信部４ｂへとつながっている。受信部４ａはＰＯＦ１ｂへと接続され、相手側の光トランシーバの送信部３ｂへとつながっている。
【００６０】
なお、この例では２本のＰＯＦ１ａ，１ｂを使用して双方向通信を行っているが、１本のＰＯＦを使用して双方向通信を行っても良い。また、この例では双方向通信を上げているが、例えば、図２中の送信部３ａ、ＰＯＦ１ａ、受信部４ｂのみで構成された、単方向の通信を行うシステムであっても良い。
【００６１】
更に、本発明の光通信モジュールは、図４に示すような、送信ケーブルと受信ケーブルが互いに異なるトランシーバに接続されて全体が一つのリングを成すような光通信システム１０′にも適用可能である。この例では、車載機器２１，２２，２３にそれぞれ光トランシーバ３１，３２，３３が設けられている。光トランシーバ３１はＰＯＦ１１を介して光トランシーバ３２へ、光トランシーバ３２はＰＯＦ１２を介して光トランシーバ３３へ、光トランシーバ３３はＰＯＦ１３を介して光トランシーバ３１へ、それぞれ信号光を伝送する。
【００６２】
このような構成の光通信システムが例えば車内ＬＡＮとして利用される場合は、大型車への搭載や引き回しを考慮して最大で２０ｍの伝送距離が必要であり、一方、電磁ノイズ等の対策として１ｍ程度の距離で使用される場合もある。即ち、ＰＯＦの長さとしては、１ｍの短距離から２０ｍの長距離までカバーする必要がある。
【００６３】
図３に示すようにＰＯＦは伝送損失が大きいので、その場合、伝送損失として０．１５ｄＢ（１ｍ）から８ｄＢ（２０ｍ）までの伝送損失を見込む必要がある。これはＬＥＤの波長が６３０ｎｍから６８０ｎｍまでばらつくことも考慮しての値である。
【００６４】
例えば車内ＬＡＮでは現状５０Ｍｂｐｓ、将来的に４００Ｍｂｐｓの伝送速度が想定されているが、伝送損失０．１５ｄＢ〜８ｄＢまでの範囲のみをカバーするのであれば４００Ｍｂｐｓまでを受信できる高速対応のＰＤとプリアンプで構成された受信系であれば問題なく受信できる。しかしながら、送信器からＰＯＦへ結合する信号光量は経時劣化、温度変動、反射や生産バラツキ等で最大８ｄＢ変動し、ＰＯＦから受信器への信号光量の結合効率も組立バラツキや軸ずれ等で１．５ｄＢ程変動する。一般に車内ＬＡＮで使用される送信側の光量は−１．５ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍであり、ＰＯＦの途中接続２箇所で０〜５ｄＢの損失、上記ＰＯＦの損失が０．１５ｄＢ〜８ｄＢ、その他マージン等０〜−２ｄＢの合計により、ＰＯＦ端光量は最大で−１．６５ｄＢｍ、最小で−２５ｄＢｍとなる。ＰＤへの入射光量はこの値にＰＯＦ端からＰＤまでの受信損失を考慮した値となる。
【００６５】
一方、ＰＤの最小受光量はＢＥＲにも依存するが、ＰＯＦ通信で使用される１００Ｍｂｐｓ〜２００Ｍｂｐｓの伝送速度では約−２６ｄＢｍとなる。
【００６６】
ＰＯＦ端最小光量が−２５ｄＢｍであるため、
−２５−（−２６）＝１ｄＢ
でＰＤへの受信損失は１ｄＢ以内とする必要がある。
【００６７】
次に、ＰＤ入力光量の最大値（オーバーロード）は
−１．６５−１＝−２．６５ｄＢｍ
となり、かなり強い光量がＰＤへ入射される。通常は公差等で受信効率自体も最低でも０．５ｄＢはばらつくため、上の例では−２．１５ｄＢｍのオーバーロードが発生する。
【００６８】
ＰＤへあまりに大きい光量が入ると、立ち上がり立ち下り速度が遅くなったり、パルス巾歪みが発生したりするため、ＰＤ後段のｉ−ｖアンプで許容される最大入射光量は約−５ｄＢｍに制限される。上記例の場合、−２．１５ｄＢｍの光量は大きすぎ、オーバーフローが発生する危険がある。図５の表にこの比較を示す。
【００６９】
すなわち、ＰＤへの入射光量不足によるＳ／Ｎの悪化と、ＰＤへの入射光量過剰によるオーバーフローが同一のシステムで発生する問題がある。本発明はこの問題に対処するために発明されたもので、例えば上記システムの例では、送信器であれば生産ばらつきや素子特性のばらつき及び結合効率のばらつき等による変動量約３ｄＢ、受信器であれば素子特性と結合効率ばらつき等による変動量約２ｄＢを改善するためのものである。
【００７０】
図６は一実施形態の光通信モジュールとしての光トランシーバ２ａの調整時の状態を示している。
【００７１】
この光トランシーバ２ａは、発光部としての発光素子３および送信用ドライバＩＣ４４を収容したハウジング４１を備えている。発光素子３および送信用ドライバＩＣ４４はリードフレーム４３上に搭載され、透光性を有する封止樹脂４２によって封止されている。なお、ハウジング４１には、双方向通信を行うために、受光部およびその出力を処理するｉ−ｖ（電流−電圧）変換アンプ等が収容されていても良い。ただし、この実施形態では、発光素子３と光ファイバ５の対向する端部との間の光結合部に注目して説明を行う。
【００７２】
ハウジング４１は、発光素子３に面する位置に、光ファイバ５の端部が挿入される挿入口としての筒状の光プラグ６を有している。
【００７３】
光プラグ６内で、発光素子３と光ファイバ５の対向する端部との間の位置に、半固定式光減衰部材としてのフィルム５０が配置されている。フィルム５０は、特定の波長の光Ｐ１に暴露されたとき、その露光に伴って光透過率が変化する物質からなっている。光ファイバ５の反対側の端部には、ハーフミラー５２を介して、フィルム５０をなす物質自体の特性を変化させるための光送信器５１と、信号観測手段としての光出力測定用受光素子７とが配置されている。
【００７４】
調整時には、光トランシーバ２ａ内の発光素子３を駆動し、発光素子３からの信号光Ｓ１を光ファイバ５の対向する端部から取り込み反対側の端部から出射する。その信号光Ｓ１をハーフミラー５２を介して光出力測定用受光素子７で受け取り、その光出力をモニタリングする。光送信器５１はフィルム５０を不透明に変色させる波長の光Ｐ１を発光する。この結果、図７中に示すように、光Ｐ１の照射に伴ってフィルム５０には不透明部５３ができる。そのため、フィルム５０の透過率が低下するのに伴い、信号光Ｓ１のパワーが低下する。これになり、信号光Ｓ１の出力を所定の値に可変して設定することが可能となる。
【００７５】
このようにした場合、光ファイバ５の端部へ入射しまたは端部から出射する光量のばらつきを容易に補償できる。従来例のようにフィルタを交換するような煩雑な手順を踏む必要はない。本来の使用時には、テスト用の光ファイバ５は本来の通信用の光ファイバに差し替えられ、フィルム５０の光透過率は固定した状態で使用される。その結果、この光トランシーバ２ａを適用した光通信システムでは、最適な光量での通信が可能となる。
【００７６】
上述の調整方法では、不透明部５３が光ファイバ５を通した光Ｐ１により生成されるため、自動的に光ファイバ５に位置あわせされるという効果も得られる。注意しないといけないのは、フィルム５０の材料を、信号送信用以外の波長の光Ｐ１で変色するものとし、信号送信用の波長の光Ｓ１では変色しないものとすることである。
【００７７】
例えば、このフィルム用の材料として、紫外線の照射により着色性を示す有機材料が有効である。図８は、紫外線の累積チェック用フィルムとして紹介されている材料を紫外線に暴露したときの露光時間と吸光度との関係を示している（特開平６−３２９４０号公報参照）。材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれも、露光時間が増えるにつれて吸光度が増している。吸光度が増すと透過率は下がることになる。同公報では、波長３６６ｎｍの紫外線を用いて、６６６ｎｍの可視波長領域での吸光度の変化を観測して、この吸光度変化（つまり着色の程度）から紫外線の累積暴露量を求めている。
【００７８】
通常ＰＯＦによる光伝送には６５０ｎｍの波長が使用される。そこで、本発明では、上述の現象を逆に利用して、紫外線によって光透過率が変化する感光材料からなる光減衰フィルタを用いて、ＰＯＦによる光伝送の光出力を調整している。使用中にまたもとの透過率に戻るとシステムが破綻する可能性があるので、フィルタの特性としては半固定（初期調整時のみ可変で使用中は不可変）である必要がある。また、図８の例では時間がかかりすぎるので、時間でなく紫外線強度を変えたり増感剤の使用で、透過率を短時間に調整するのが望ましい。
【００７９】
具体的な感光材料としては、図９に示す組成のものが使用可能である（特開平６−３２９４０号公報参照）。図９中、Ｘは酸素または硫黄原子を意味する。Ｙは酸素、硫黄、−ＮＨ−基、またはメチレン基を示す。Ｒ１は炭素数１−６のアルキル、置換アルキル（置換基としてはフェニル、ヒドロキシ、アルコキシ、ハロゲン、スルフォニル、アミノ、カルボキル、ニトロ、各基を示す）、フェニル、または置換フェニル（置換基としては同上）を示す。Ｒ２，Ｒ２’は同一でも異なっていてもよく、それぞれヒドロキル、アミノ、または炭素数１−６のモノ若しくはジアルキルアミノ各基を示す。Ｒ３，Ｒ３’は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素、または炭素数１−６のアルキルを示す。なお、Ｒ３，Ｒ３’が１つの原子（酸素もしくは硫黄）を共有して環を形成しても良い。Ｒ４Ｒ４’は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数１−６のアルキル基、またはハロゲン基を示す。
【００８０】
また、紫外線により非可逆的に着色する材料の例は他にも、特開昭５７−１９４０３１号公報等にも紹介されている。同様の特性を示す材料であれば本発明に利用可能である。
【００８１】
上の例では、発光素子３と光ファイバ５の対向する端部との間の位置に、半固定式光減衰部材としてのフィルム５０を設けたが、これに限られるものではない。伝送用の信号光が通過する発光素子３の発光点の表面６１（図７中に示す）や封止樹脂４２の表面６２に、紫外線等（伝送に使用する波長帯ではない波長の光）の照射によって伝送に使用する波長帯での透過率が低下する材料を付着させておいても良い。また、後記するように、光トランシーバ２ａと伝送用光ファイバとの間に中継用の光導波路、ライトガイドまたは中継用光ファイバ等を設ける場合は、その中継用の光導波路等の端面に、紫外線等（伝送に使用する波長帯ではない波長の光）の照射によって伝送に使用する波長帯での透過率が低下する材料を付着させておいても良い。
【００８２】
また、上の例では、光減衰フィルム５０の材料として、紫外線等（伝送に使用する波長帯ではない波長の光）の照射によって伝送に使用する波長帯での透過率が低下する材料を用いたが、これに限られるものではない。加熱により透過率が変わる材料、例えばノボラック系のフォトレジスト等を局所的に加熱して透過率を低下せても良い。この場合、光減衰フィルム５０の材料が加熱により透過率が変わる材料となる。フィルムを局所的に加熱するためのマイクロヒータは、ハウジング４１内で、光伝送の障害にならない場所に配置するのが望ましい。加熱により透過率が変る材料としては、最終的な着色度が不可逆的に安定しており光伝送量の径時的な変動要因とならないような材料であれば、特に問題無い。
【００８３】
また、上の例では、加熱により光減衰フィルム５０の材料物質自体の光透過率が変化するものとしたが、これに限られるものではない。加熱により光減衰フィルム５０の形状が変化して、結果的に、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率が変化するようなものでも構わない。更に、この例では、加熱手段としてハウジング４１内に組込まれたマイクロヒータを挙げたが、ＣＯ2レーザ等による局所加熱でもよい。更に、加熱により光減衰フィルム５０の形状が変化しても良いことを上記したが、形状を変える手段としてレーザアブレーションを使用することも可能である。
【００８４】
また、図１０中に示すようにハウジング４１の筒状の光プラグ６の側面に開口５４を貫設して、外部からその開口５４を通して反応ガス等を一時的に注入して、封止樹脂４２のうち光伝送用の信号光が通過する表面の状態を変化させても良い。この場合、その封止樹脂４２の表面が光減衰部材として働いて、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率が可変して設定される。
【００８５】
また、図１１中に示すように外部から上記開口５４を通して、封止樹脂４２のうち光伝送用の信号光が通過する表面に異物を付着させても良い。この場合も、その封止樹脂４２の表面が光減衰部材として働いて、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率が可変して設定される。
【００８６】
また、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率を、半固定式に開口度可変の機械式のシャッタやアパーチャ、半固定式に透過率可変のフィルタを用いて可変して設定しても良い。特に図１２に示すように、筒状の光プラグ６内に２枚の偏光フィルム５７ａ，５７ｂを収容し、２枚の偏光フィルム５７ａ，５７ｂの偏光軸が互いになす角度を調整するようにしても良い。これにより、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率が容易に可変して設定される。なお、その場合、偏光フィルムの回転角の調整はハウジングの外部からできるような機構としておくことが望ましい。
【００８７】
なお、上述の各例では、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の結合効率は、一旦設定されれば、容易に維持される。
【００８８】
上述の各例によれば、発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部は、比較的少ない部材で構成される。したがって、光トランシーバ２ａの構成が簡素化され、小型で、低コストに製造される。また、光プラグ６に光ファイバの端部が挿入された状態では、光トランシーバ２ａの構成要素をハウジング４１によって封止することができる。したがって、信頼性を確保できる。
【００８９】
上述の例は、すべて発光素子３と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率を調整するものであるが、これに限られるものではなく、光トランシーバ２ａを構成する受光素子４ａ（図２参照）と光ファイバ５の対向する端面との間の光結合部の結合効率を調整しても良い。
【００９０】
具体的には、光トランシーバ２ａを組み立てた後、所定の信号発生手段によって発生させた信号光を光ファイバ５と上記光結合部とを介して受光素子４ａに取り込み、受光素子４ａの出力を観測しながら、半固定式光減衰部材の光透過率を可変して設定する。このようにした場合、受光素子４ａと光ファイバ５の対向する端部との間の光結合部の結合効率が所定の範囲内に収まった光通信モジュールが得られる。
【００９１】
上に述べた調整方法は容易に自動化でき、光通信モジュールの大量生産が可能となる。
【００９２】
（第２の実施形態）
光通信モジュールとしては、光送受信器と本来の伝送用の光ファイバとの間を中継用の光ファイバで接続するタイプのものがある。このような中継用の光ファイバは、光導波路、ライトガイド、またはピグテールと呼ばれる。
【００９３】
図１３は、そのような中継タイプの光通信モジュールとしての光トランシーバ２ａ′の概略構成を示している。
【００９４】
この光トランシーバ２ａ′は、図６に示したものと同様に、発光部としての発光素子３および送信用ドライバＩＣ４４を収容したハウジング４１を備えている。発光素子３および送信用ドライバＩＣ４４はリードフレーム４３上に搭載され、透光性を有する封止樹脂４２によって封止されている。なお、ハウジング４１には、双方向通信を行うために、受光部およびその出力を処理するｉ−ｖ（電流−電圧）変換アンプ等が収容されていても良い。
【００９５】
ハウジング４１は、発光素子３に面する位置に、中継用光ファイバ８の端部が挿入された筒状の光プラグ６を有している。中継用光ファイバ８の反対側の端部は中継用のソケット９の光プラグ６′に挿入されている。
【００９６】
中継用のソケット９は筒状の本体を備え、その本体の両側に一対の光プラグ６′，６′を有している。光プラグ６′，６′に挿入された光ファイバの端部同士、この例では中継用光ファイバ８の端部と伝送用（又はテスト用）光ファイバ５の端部は、互いに光結合するようになっている。
【００９７】
本タイプの光通信モジュールの発光素子３と中継用光ファイバ８の対向する端部との間の光結合部や、中継用光ファイバ８と伝送用光ファイバ５との間の光結合部に、第１の実施形態で述べたような半固定式光減衰フィルム等を設けて光透過率を可変して設定することも可能である。しかし、本タイプでは、中継用光ファイバ８の光透過率を何らかの手段で可変して設定する（半固定式にする）ことが有効である。その場合、中継用光ファイバ８は半固定式光減衰部材として把握される。
【００９８】
例えば中継用光ファイバ８の材料としてＰＯＦが使用されている場合は、ＰＯＦをなす物質がＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）であることが多い。このＰＭＭＡからなるＰＯＦは、図１４（ＰＯＦメーカーの三菱レイヨンより公開されている資料）に示すように、熱処理時間にともなって伝送損失が増加する。図１４の特性そのままでは時間がかかりすぎて利用できないが、高温加熱等の加速的な方法を採用すれば、本発明に利用することができる。
【００９９】
具体的には、光トランシーバ２ａを組み立てた後、発光素子３に発生させた信号光を、中継用光ファイバ８、中継用ソケット９、テスト用光ファイバ５、ハーフミラー５２（図６参照）を介して光出力測定用受光素子７で受け取り、その光出力を観測しながら、加熱により中継用光ファイバ８の光透過率を可変して設定する。これにより、中継用光ファイバ８の結合効率が所定の範囲内に収まった光トランシーバ２ａ′が得られる。
【０１００】
上に述べた調整方法は容易に自動化でき、光通信モジュールの大量生産が可能となる。
【０１０１】
上の例では、加熱により中継用光ファイバ８の材料物質自体の光透過率が変化するものとしたが、これに限られるものではない。ＰＯＦに代表される樹脂製のライトガイドや光導波路は、図１５中に示すように、機械的シャッタやかしめ処理により押す等の外部応力によって、線径が収縮する（線径が収縮した部分を８′で示す）。このようにした場合、既述の機械的シャッタやアパーチャを配置して光路の断面積を変化させて結合効率を調整したのと同様に、結合効率を調整できるという効果が得られる。
【０１０２】
また、図１６において、発光素子３と中継用光ファイバ８の対向する端部との間の距離Ｄ１、中継用光ファイバ８と伝送用光ファイバ５の対向する端部同士の間の距離Ｄ４、発光素子３とと中継用光ファイバ８の対向する端部との間の軸ずれ量Ｄ２、または中継用光ファイバ８と伝送用光ファイバ５の対向する端部同士の間の軸ずれ量Ｄ３を半固定式に調整することによっても、即ち、光送受信器と光ファイバ間の光路の空間的な変化量や状態を可変して設定することによっても、発光素子３と伝送用光ファイバ５との間の結合効率を変えることができる。このことは先の実施形態においても同様である。
【０１０３】
本発明は、伝送媒体に使用する光ファイバとして口径が大きく光通信モジュール接続部の設計自由度が高く、単位距離当りの伝送損失が大きく、受信器でのダイナミックレンジが広いことが要求されるＰＯＦを使用した光通信において、より効果的に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の光通信モジュールが適用された光通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１の光通信システムの構成をより詳しく示す図である。
【図３】光源の波長に依存した光ファイバの損失特性の一例を示す図である。
【図４】本発明の光通信モジュールを適用可能な光通信システムの概略構成を示す図である。
【図５】図４の光通信システムにおいて、本発明が適用されない場合の損失見積もりを示すである。
【図６】本発明の光通信モジュールを適用した第１の実施形態の光トランシーバの調整時の状態を示す図である。
【図７】図６の光トランシーバの調整時によって、半固定式光減衰フィルタの状態が変化した態様を示す図である。
【図８】本発明に適用可能な材料の、紫外線（伝送に使用しない波長の光）の照射による、伝送に使用する波長の光の透過特性を示すグラフである。
【図９】図８の特性をもつ材料の化学式の一例を示す図である。
【図１０】本発明の光通信モジュールを適用した光トランシーバの変形例を示す図である。
【図１１】本発明の光通信モジュールを適用した光トランシーバの別の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の光通信モジュールを適用した光トランシーバのさらに別の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の光通信モジュールを適用した第２の実施形態の光トランシーバの構成を示す図である。
【図１４】熱処理によるＰＯＦの伝送損失増加量を示すグラフである。
【図１５】中継用光ファイバが変形された状態を例示する図である。
【図１６】本発明の光通信モジュールを適用した光トランシーバの別の変形例を示す図である。
【図１７】半固定抵抗を用いて電気回路で光出力を調整する従来の光通信モジュールを示す図である。
【図１８】フィルタを交換するタイプの従来の光通信システムの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１ａ、１ｂ  光ファイバ
２、２ａ、２ｂ  光トランシーバ
３、３ａ、３ｂ  発光素子
４、４ａ、４ｂ  受光素子
５  光出力測定用光ファイバ
６  光プラグ
７  測定用光受信器
８  中継用光ファイバ
８'  中継用光ファイバ減衰部
９  中継用ソケット
１０  光通信システム
１０′  各種の伝送距離の混在する光通信システム
４１  ハウジング
４２  モールド樹脂
４３  リードフレーム
４４  送信用ドライバＩＣ
５０  半固定式光減衰器
【図１】
2005037716.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005037716.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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