(57)【要約】【課題】  モジュール間で光経路の分岐に伴う伝送損失が低く抑えられる光通信モジュールを提供する。【解決手段】  光通信モジュール１Ａは、単一のモジュール筐体１０に、光信号の送信口として複数の光コネクタ１１ａ，１１ｂを備える。また、光通信モジュール１Ａは、各光コネクタ１１ａ，１１ｂから送信される光信号を出射する単一の発光素子２と、発光素子２から出射された光信号を分岐して、各光コネクタ１１ａ，１１ｂへと伝搬する平面型の光導波路３Ａを備える。【選択図】        図１
2007052281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換して出射する発光手段と、
前記発光手段と結合される光経路を有し、前記光経路が少なくとも２本に分岐されて、前記発光手段から出射された光信号を分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段と結合され、前記光分岐手段で分岐された各光信号を出力する複数の外部出力手段とを備え、
前記発光手段から、前記光分岐手段で分岐されて前記外部出力手段までつながる前記光経路を、単一の筐体に収容した
ことを特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記光分岐手段は、光信号が伝搬されるコアを複数本に分岐して前記光経路を構成した平面型の光導波路である
ことを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記発光手段は面型発光素子が用いられ、前記光導波路は、前記コアと交差する一方の端部に傾斜端面が形成され、前記傾斜端面に露出した前記コアの端面により反射面が形成されて、前記面型発光素子が、前記反射面に対向して配置される
ことを特徴とする請求項２記載の光通信モジュール。
【請求項４】
光信号が入力される外部入力手段と、光信号を受光して電気信号に変換する受光手段を、単一の前記筐体に収容すると共に、
前記光導波路は、前記受光手段と前記外部入力手段を結合するコアを備えた
ことを特徴とする請求項２記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記発光手段を駆動する光素子駆動手段を、単一の前記筐体に収容した
ことを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記発光手段を駆動する光素子駆動手段と、前記受光手段を駆動する光素子駆動手段を、単一の前記筐体に収容した
ことを特徴とする請求項４記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記外部出力手段は、光ファイバが着脱自在に接続される光コネクタが用いられる
ことを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。
【請求項８】
前記外部出力手段は、光ファイバが用いられる
ことを特徴とする請求項１記載の光通信モジュール。
【請求項９】
少なくとも光信号を送信する光通信モジュールと、少なくとも光信号を受信する光通信モジュールを接続して、光通信モジュール間で光信号により情報の伝達を行う光通信ネットワークであって、
送信側の光通信モジュールは、
電気信号を光信号に変換して出射する発光手段と、
前記発光手段と結合される光経路を有し、前記光経路が少なくとも２本に分岐されて、前記発光手段から出射された光信号を分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段と結合され、前記光分岐手段で分岐された各光信号を出力する複数の外部出力手段とを備え、
前記発光手段から、前記光分岐手段で分岐されて前記外部出力手段までつながる前記光経路を、単一の筐体に収容した
ことを特徴とする光通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を出力する光通信モジュール及びこの光通信モジュールを用いた光通信ネットワークに関する。詳しくは、モジュール内で光経路を分岐して、分岐したそれぞれの光経路から光信号を出力することで、１台の光通信モジュールに複数台の光通信モジュールを接続する場合に、光通信モジュール間では、光信号の分岐に伴う損失を発生しないようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信モジュールは、電気信号を光信号に変換して出力する装置で、光信号を外部に出力するために、光コネクタや光ファイバを備えている。
【０００３】
例えば、ＳＦＰ（Small Form Factor Pluggable）やＸＦＰ（10Gigabit Small Form Factor Pluggable）等のＭＳＡ（Multi Source Agreement）規格の光通信モジュールでは、送信用と受信用でそれぞれ１口ずつの光コネクタを備えている。
【０００４】
このＭＳＡ規格の光通信モジュールを用いて、１対Ｎの光通信ネットワークを構成しようとした場合は、送信側の光通信モジュールと受信側の光通信モジュールの間で光信号を分岐する必要がある。従来、光信号を分岐するためには、光カプラ等の光学部品を用いていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１１は光カプラを用いて構成した従来の１対Ｎの光通信ネットワークの概念を示す構成図である。光カプラ１０１を用いた光通信ネットワークでは、送信側の光通信モジュール１０２から出力された光信号が、光ファイバ１０３を伝搬されて光カプラ１０１に入力される。光カプラ１０１では、光経路が分岐され、Ｎポートの送信口からそれぞれ光信号が出力される。そして、光カプラから出力された光信号は、それぞれの光ファイバ１０３を伝搬されて、受信側の光通信モジュール１０４に入力される。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の光通信モジュールでは、１対Ｎの光通信ネットワークを構成するためには、送信側と受信側の光モジュールの間に、光カプラ等の光経路を分岐する装置が必要であるので、分岐に伴う損失が発生するという問題がある。
【０００８】
すなわち、光経路を分岐すると、等倍分布の場合で３ｄＢの損失が発生することが知られている。これにより、Ｎ分岐の場合、分岐部分で３ｄＢ×Ｎの損失が発生する。そして、レーザ光を出力する装置では、安全基準で光パワーの上限値が規定されており、光通信モジュールから出力する光信号の光パワーは、上限値以上にはできない。よって、光カプラから出力された光信号の光パワーが、受信側の光通信モジュールの最小受光感度を下回る可能性がある。
【０００９】
このため、光カプラから出力された光信号を光増幅器で光パワーを上げるか、または、光カプラに入力された光を、一旦、電気信号に変換して、電気信号で分岐後、再度、電気から光信号へと変換して、分岐したそれぞれのポートから出力する等の対応策が必要であるが、高価な装置が必要となり、ネットワークを構築するためのコストが高くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、伝送損失が低く抑えられる光通信モジュール及び光通信ネットワークを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明の光通信モジュールは、電気信号を光信号に変換して出射する発光手段と、発光手段と結合される光経路を有し、光経路が少なくとも２本に分岐されて、発光手段から出射された光信号を分岐する光分岐手段と、光分岐手段と結合され、光分岐手段で分岐された各光信号を出力する複数の外部出力手段とを備え、発光手段から、光分岐手段で分岐されて外部出力手段までつながる光経路を、単一の筐体に収容したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光通信モジュールでは、発光手段から出射された光信号は光分岐手段で分岐され、分岐された光信号は、それぞれ外部出力手段から出力される。本発明の光通信モジュールは、複数の外部出力手段を備えることで、１台の光通信モジュールに複数の光通信モジュールが接続される。
【００１３】
これにより、送信側の光通信モジュールと受信側の光通信モジュールの間では、光信号の分岐を行うことなく、１台の光通信モジュールから複数の光通信モジュールへ光信号が伝達される。
【００１４】
また、本発明の光通信ネットワークは、少なくとも光信号を送信する光通信モジュールと、少なくとも光信号を受信する光通信モジュールを接続して、光通信モジュール間で光信号により情報の伝達を行う光通信ネットワークであって、送信側の光通信モジュールは、電気信号を光信号に変換して出射する発光手段と、発光手段と結合される光経路を有し、光経路が少なくとも２本に分岐されて、発光手段から出射された光信号を分岐する光分岐手段と、光分岐手段と結合され、光分岐手段で分岐された各光信号を出力する複数の外部出力手段とを備え、発光手段から、光分岐手段で分岐されて外部出力手段までつながる光経路を、単一の筐体に収容したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の光通信ネットワークでは、送信側の光通信モジュールにおいて、発光手段から出射された光信号は光分岐手段で分岐され、分岐された光信号は、それぞれ外部出力手段から出力される。送信側の光通信モジュールは、複数の外部出力手段を備えることで、光信号を送信する１台の光通信モジュールに対して、光信号を受信する複数の光通信モジュールが接続される。
【００１６】
これにより、送信側の光通信モジュールと受信側の光通信モジュールの間では、光信号の分岐を行うことなく、１台の光通信モジュールから複数の光通信モジュールへ光信号が伝達される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光通信モジュールによれば、モジュール内で光経路を分岐しているので、分岐したそれぞれの送信口で、安全基準で規定される範囲内で所望の光パワーが得られるように調整することができる。
【００１８】
また、光信号の送信口を複数備えることで、１対Ｎのネットワークを構成する際に、光通信モジュール間では、光カプラ等の光経路を分岐する装置は不要となる。これにより、光通信モジュール間での伝送損失を低く抑えることができる。
【００１９】
そして、この光通信モジュールを用いた光通信ネットワークでは、光経路を分岐するための装置や、分岐に伴う損失を補償するための装置が不要であるので、１対Ｎの光通信ネットワークを安価に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の光通信モジュール及び光通信ネットワークの実施の形態について説明する。
【００２１】
＜第１の実施の形態の光通信モジュールの構成例＞
図１及び図２は第１の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図で、図１（ａ）は第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａの内部構成を示す平面図、図１（ｂ）は光通信モジュール１Ａの側断面図、図２は光通信モジュール１Ａの外観斜視図である。
【００２２】
第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａは、単一のモジュール筐体１０に、光信号の送信口として複数の光コネクタ１１を備える。光通信モジュール１Ａは、本例では２個の光コネクタ１１ａ，１１ｂを備えると共に、各光コネクタ１１ａ，１１ｂから送信される光信号を出射する単一の発光素子２と、発光素子２から出射された光信号を分岐して、各光コネクタ１１ａ，１１ｂへと伝搬する平面型の光導波路３Ａを備える。
【００２３】
発光素子２は発光手段の一例で、本例では面型発光素子（ＶＣＳＥＬ）が用いられ、入力された電気信号を光信号に変換して出射する。
【００２４】
光導波路３Ａは光分岐手段の一例で、光経路を構成するコア４Ａと、コア４Ａを覆うクラッド５を備える。コア４Ａ及びクラッド５は、例えばアクリル系の高分子材料等で作製され、コア４Ａの屈折率がクラッド５の屈折率より若干大きくなるように構成されて、コア４Ａに結合された光が、コア４Ａに閉じ込められて伝搬される。
【００２５】
コア４Ａは、光コネクタ１１の数に応じて分岐されて、光経路を分岐する。本例では、コア４Ａは、分岐コア４Ａ１と分岐コア４Ａ２の２本に分岐される。ここで、コア４Ａ１とコア４Ａ２は、対称形状のＹ型に分岐され、コア４Ａから分岐コア４Ａ１及び分岐コア４Ａ２への光パワーの分岐率は等分配となるように構成される。
【００２６】
光導波路３Ａは、分岐前のコア４Ａが交差する一方の辺には傾斜端面６が形成される。傾斜端面６は、光導波路３Ａの面に対して略４５度の傾斜を有した斜面で、１本のコア４Ａの端面が露出して入射反射面６ａが形成される。入射反射面６ａは、コア４Ａの端面が傾斜端面６と同一面に露出することで形成され、コア４Ａの延在方向に対して略４５度の傾斜を有する。
【００２７】
これにより、入射反射面６ａに対向する光導波路３Ａの下面から略垂直に入射した光信号は入射反射面６ａで反射され、コア４Ａに結合される。
【００２８】
また、光導波路３Ａは、分岐後の２本の分岐コア４Ａ１，４Ａ２が交差する他方の辺には垂直端面７が形成される。垂直端面７は、光導波路３Ａの面に対して垂直な面で、分岐コア４Ａ１の端面が露出して第１の出射端面７ａが形成されると共に、分岐コア４Ａ２の端面が露出して第２の出射端面７ｂが形成される。
【００２９】
これにより、コア４Ａに結合されてコア４Ａを伝搬される光信号は、分岐コア４Ａ１と分岐コア４Ａ２に分岐され、分岐コア４Ａ１を伝搬される光信号は第１の出射端面７ａを透過して出射し、分岐コア４Ａ２を伝搬される光信号は第２の出射端面７ｂを透過して出射する。
【００３０】
光通信モジュール１Ａは、発光素子２及び光導波路３Ａが実装される実装基板８と、実装基板８及びここでは図示しない駆動回路等が実装される回路基板９を備える。実装基板８は、例えばシリコン（Ｓｉ）で作製され、表面に光導波路３Ａが接着固定される。また、実装基板８は、光導波路３Ａの傾斜端面６の下側に、発光素子２が実装される素子搭載凹部８ａを備える。
【００３１】
発光素子２は、光導波路３Ａの入射反射面６ａに対向して素子搭載凹部８ａに実装され、発光素子２とコア４Ａは、入射反射面６ａを介して光学的に結合する。
【００３２】
モジュール筐体１０は筐体の一例で、発光素子２の発光点及び光導波路３Ａの光経路が外部より目視できない形態で、発光素子２及び光導波路３Ａが実装される実装基板８等を搭載した回路基板９等を収納する。
【００３３】
光コネクタ１１ａと光コネクタ１１ｂは外部出力手段の一例で、モジュール筐体１０の外部に向けて接続口を露出させ、モジュール筐体１０に取り付けられる。
【００３４】
光コネクタ１１ａは、光導波路３Ａとの接続を行う光ファイバ１２ａを備え、光コネクタ１１ｂは、光導波路３Ａとの接続を行う光ファイバ１２ｂを備える。光ファイバ１２ａ及び光ファイバ１２ｂは、図示しないＶ溝等が形成されたファイバブロック１３に支持され、光ファイバ１２ａは、図示しないコア端面を光導波路３Ａの第１の出射端面７ａに対向させて結合される。また、光ファイバ１２ｂは、図示しないコア端面を光導波路３Ａの第２の出射端面７ｂに対向させて結合される。
【００３５】
これにより、光コネクタ１１ａと光導波路３Ａの分岐コア４Ａ１が光学的に結合し、光コネクタ１１ｂと光導波路３Ａの分岐コア４Ａ２が光学的に結合する。
【００３６】
第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａでは、発光素子２からの出射光を平面型の光導波路３Ａで分岐する構成であり、光経路の分岐に従来用いられる集光レンズによる分岐経路の形成に比較して、構成が簡易である。
【００３７】
また、光導波路３Ａは、コア４Ａによる分岐パターンを、例えばアクリル系高分子材料を用いてフォトリソグラフィプロセスで形成することができるので、レンズで分岐経路を形成する場合と比較して、組立工程が簡易になり、かつ、材料費も安価であることから、低コストで分岐経路を形成できる。
【００３８】
更に、発光素子２として、面型発光素子（ＶＣＳＥＬ）を利用することで、光導波路３Ａに略４５度の傾斜角度を持つ入射反射面６ａを形成して、発光素子２と光導波路３Ａを結合できるので、例えば、マーカ等を利用した位置合わせによるパッシブアライメントで光導波路３Ａを実装することができ、組立工程がより簡易になる。
【００３９】
＜第１の実施の形態の光通信モジュールの動作例＞
次に、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａの動作例について説明する。光通信モジュール１Ａでは、電気信号が発光素子２で光信号に変換される。発光素子２から出射された光信号は、光導波路３Ａの傾斜端面６の下面側から入射し、入射反射面６ａで反射することで光の伝搬方向が９０度変換されて、光導波路３Ａのコア４Ａを伝搬される。
【００４０】
光導波路３Ａのコア４Ａを伝搬される出力光信号は、分岐コア４Ａ１と分岐コア４Ａ２に等分配され、分岐コア４Ａ１と分岐コア４Ａ２を伝搬される。分岐コア４Ａ１を伝搬される出力光信号は、分岐コア４Ａ１と結合している光ファイバ１２ａに入射し、光ファイバ１２ａによって光コネクタ１１ａから出力される。また、分岐コア４Ａ２を伝搬される出力光信号は、分岐コア４Ａ２と結合している光ファイバ１２ｂに入射し、光ファイバ１２ｂによって光コネクタ１１ｂから出力される。
【００４１】
図３は第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａから出力される光信号の送信波形を示す説明図である。図３（ａ）は一方の光コネクタ１１ａから出力される光信号の送信波形を示し、図３（ｂ）は他方の光コネクタ１１ｂから出力される光信号の送信波形を示す。また、図３（ｃ）は発光素子２を駆動するクロック信号を示す。
【００４２】
光通信モジュール１Ａでは、単一の発光素子２から出射される光信号を光導波路３Ａで分岐して光コネクタ１１ａと光コネクタ１１ｂから出力するので、図３に示すように、光コネクタ１１ａから出力される光信号Ｓ１と、光コネクタ１１ｂから出力される光信号Ｓ２は、同一のクロック信号ＣＬＫで同期する。
【００４３】
光通信モジュールに複数の光コネクタを備えるため、各光コネクタに対応して発光素子を備える構成とすると、光信号を同期させるための回路が必要となり、装置が大型化すると共に、低コスト化が困難である。これに対して、本発明を適用した光通信モジュール１Ａでは、単一の発光素子２から出射される光信号を分岐するので、同期のための回路は不要であり、発光素子２も１個で済むので、装置の小型化が可能であると共に低コスト化を図ることができる。
【００４４】
＜第１の実施の形態の光通信モジュールを用いた光通信ネットワークの構成例＞
図４は第１の実施の形態の光通信ネットワークの概念を示す構成図で、次に、上述した第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａを用いた１対Ｎの光通信ネットワーク２１Ａの概念を説明する。
【００４５】
光通信ネットワーク２１Ａは、上述した光通信モジュール１Ａと、光信号を受信する光通信モジュール１４を備える。光通信ネットワーク２１Ａでは、１台の光通信モジュール１Ａに対して、複数台の光通信モジュール１４が接続される。本例では、光通信モジュール１Ａは、２個の光コネクタ１１（ａ，ｂ）を備えているので、接続可能な光通信モジュール１４の数は２台である。そして、一方の光コネクタ１１ａに光ファイバ１５ａが接続され、光ファイバ１５ａに第１の光通信モジュール１４ａが接続されると共に、他方の光コネクタ１１ｂに光ファイバ１５ｂが接続され、光ファイバ１５ｂに第２の光通信モジュール１４ｂが接続される。
【００４６】
第１の光通信モジュール１４ａと第２の光通信モジュール１４ｂは、周知の光通信モジュールで良く、例えば、光ファイバ１５が接続される光コネクタと、光コネクタと結合した受光素子を備えた光通信モジュールで良い。
【００４７】
光通信モジュール１Ａは、図１に示すように、発光素子２から出射された光信号が光導波路３Ａで分岐され、それぞれ光コネクタ１１ａと光コネクタ１１ｂから出力される。光コネクタ１１ａから出力される光信号は、光コネクタ１１ａに接続された光ファイバ１５ａを伝搬されて、第１の光通信モジュール１４ａに入力される。また、光コネクタ１１ｂから出力される光信号は、光コネクタ１１ｂに接続された光ファイバ１５ｂを伝搬されて、第２の光通信モジュール１４ｂに入力される。
【００４８】
このように、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａでは、光導波路３Ａによってモジュール内で光経路を分岐して、分岐した光経路毎に光コネクタ１１を備えている。
【００４９】
これにより、光通信モジュール１Ａは、光コネクタ１１の数に合わせて複数台の光通信モジュール１４の接続が可能で、本例では、光コネクタ１１ａに光ファイバ１５ａを接続して、光ファイバ１５ａを介して第１の光通信モジュール１４ａが接続される。
【００５０】
また、光通信モジュール１Ａは、光コネクタ１１ｂに光ファイバ１５ｂを接続して、光ファイバ１５ｂを介して第２の光通信モジュール１４ｂが接続される。
【００５１】
従って、送信側となる１台の光通信モジュール１Ａに対して、受信側となる光通信モジュール１４を複数台接続する構成でも、光通信モジュール１Ａと光通信モジュール１４との関係は、それぞれ１対１の関係で構成される。
【００５２】
よって、送信側の光通信モジュールと受信側の光通信モジュールとの間に、光経路を分岐するための光カプラは不要である。
【００５３】
これにより、光通信モジュール１Ａの光コネクタ１１ａから第１の光通信モジュール１４ａまでの間、及び光通信モジュール１Ａの光コネクタ１１ｂから第２の光通信モジュール１４ｂまでの間では、分岐に伴う損失は発生しない。
【００５４】
なお、発光素子２と各光コネクタ１１ａ，１１ｂとの間では、光導波路３Ａで光経路を分岐しているので、分岐に伴う損失が発生する。
【００５５】
但し、光通信モジュール１Ａでは、上述したようにモジュール内で光経路が分岐しているので、分岐前の光経路は外部に露出せず、発光素子２から出力される光信号は、安全基準のレーザクラス１で規定されている光パワーを超えていても良い。
【００５６】
これにより、光導波路３Ａでの損失を考慮して発光素子２の出力を上げて、光コネクタ１１ａ及び光コネクタ１１ｂから出力される光信号が、レーザクラス１で規定される光パワーを満たすように調整することが可能となる。
【００５７】
そして、光通信モジュール１Ａの光コネクタ１１ａから出力された光信号は、光コネクタ１１ａと第１の光通信モジュール１４ａとの間では、分岐に伴う損失は発生せずに第１の光通信モジュール１４ａに入力されるので、受信器である第１の光通信モジュール１４ａにおいて、入力された光信号の光パワーが最小受光感度を下回ることはない。
【００５８】
同様に、光通信モジュール１Ａの光コネクタ１１ｂから出力された光信号は、分岐に伴う損失は発生せずに第２の光通信モジュール１４ｂに入力されるので、受信器である第２の光通信モジュール１４ｂにおいても、入力された光信号の光パワーが最小受光感度を下回ることはない。
【００５９】
これにより、１台の光通信モジュール１Ａに対して複数台の光通信モジュール１４を接続可能な光通信ネットワーク２１Ａを構築する際に、光信号を分岐するための光カプラが不要となり、伝送損失を低く抑えることができると共に、伝送損失が低く抑えられることで、光増幅器も不要となる。
【００６０】
従って、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａを用いることで、光カプラや光増幅器等の高価な装置が不要となり、伝送損失が低く抑えられた光通信ネットワーク２１Ａを、安価に構築することが可能である。
【００６１】
＜分岐による光パワーパジェットの関係＞
次に、本発明を適用した第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａを用いた光通信ネットワークと、従来の光通信モジュールを用いて光カプラで光信号の分岐を行う光通信ネットワークにおける分岐による光パワーパジェットの関係について説明する。
【００６２】
例えば、波長が８５０ｎｍの光（レーザ光）の場合、レーザクラス１では光パワーの上限が−１．１ｄＢｍに規定されている。
【００６３】
従来の光通信ネットワークでは、光信号の送信器として、仮に、レーザクラス１で規定される光パワーの上限値で光信号を送信する従来の光通信モジュールから光信号が出力されたと仮定した場合、送信器から出力される光信号の光パワーは、−１．１ｄＢｍである。
【００６４】
送信器から送信された光信号を光カプラを用いて分岐すると、２分岐による損失は、等倍分岐の場合で約３ｄＢである。よって、光カプラで光信号を分岐した場合に、各受信器で受ける光信号の光パワーは、約−４．１ｄＢｍとなる。
【００６５】
これに対して、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａでは、モジュール内で光経路を分岐しているので、上述したように、発光素子２の駆動条件を調整して、各光コネクタ１１から出力される光信号の光パワーを、レーザクラス１で規定される光パワーの上限値である−１．１ｄＢｍとなるように調整すれば、レーザクラス１で規定される要件を満たすことになる。
【００６６】
これにより、送信器である光通信モジュール１Ａの各光コネクタ１１から出力される光信号の光パワーは、それぞれ−１．１ｄＢｍである。そして、光コネクタ１１と受信器である光通信モジュール１４との間には、光カプラは不要であるので、分岐に伴う損失は発生せず、光通信モジュール１４で受ける光信号の光パワーは、光ファイバ及びコネクタ接続の損失を除くと、約−１．１ｄＢｍとなる。
【００６７】
以上のように、従来の光通信モジュールで２台の受信器に光信号を送信した場合、本発明を適用した光通信モジュールで送信した場合と比べて、２分岐分の損失が約３ｄＢ存在する。更に、受信器の数を増やすことで、光経路の分岐数が３分岐、４分岐等となった場合、従来の光通信モジュールでは、分岐損失３ｄＢが分岐数の増加に応じて６ｄＢ、９ｄＢと増加する。
【００６８】
これに対して、本発明を適用した光通信モジュールでは、分岐後の光信号を送信するため、送信器と受信器の間では、基本的に分岐損失が発生せず、受信器で受ける光信号の光パワーが、レーザクラス１で規定される光パワーの上限値である−１．１ｄＢｍを維持できる。
【００６９】
＜第２の実施の形態の光通信モジュールの構成例＞
図５及び図６は第２の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図で、図５（ａ）は第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂの内部構成を示す平面図、図１（ｂ）は光通信モジュール１Ｂの側断面図、図２は光通信モジュール１Ｂの外観斜視図である。
【００７０】
第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂは、単一のモジュール筐体１０に、光信号の送信口として複数本の光ファイバ１６を備える。光通信モジュール１Ｂは、本例では２本の光ファイバ１６ａ，１６ｂを備えると共に、各光ファイバ１６ａ，１６ｂから送信される光信号を出射する単一の発光素子２と、発光素子２から出射された光信号を各光ファイバ１６ａ，１６ｂへと分岐する平面型の光導波路３Ａを備える。
【００７１】
ここで、発光素子２及び光導波路３Ａの構成及び実装構造は、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａと同じであり、発光素子２は面型発光素子である。また、光導波路３Ａは、１本のコア４Ａが分岐コア４Ａ１と分岐コア４Ａ２に分岐されて、光経路が分岐される。更に、光導波路３Ａは、コア４Ａが交差する一方の辺に傾斜端面６が形成され、傾斜端面６にコア４Ａの端面が露出して入射反射面６ａが形成される。
【００７２】
そして、入射反射面６ａに発光素子２を対向させて、光導波路３Ａと発光素子２が実装基板８に実装され、実装基板８等が搭載された回路基板９がモジュール筐体１０に収納される。
【００７３】
光ファイバ１６ａと光ファイバ１６ｂは外部出力手段の一例で、いわゆるピグテールファイバの形態でモジュール筐体１０に取り付けられる。
【００７４】
光ファイバ１６ａ及び光ファイバ１６ｂは、一端側が図示しないＶ溝等が形成されたファイバブロック１３に支持され、光ファイバ１６ａは、図示しないコア端面を光導波路３Ａの第１の出射端面７ａに対向させて結合される。また、光ファイバ１６ｂは、図示しないコア端面を光導波路３Ａの第２の出射端面７ｂに対向させて結合される。
【００７５】
これにより、光ファイバ１６ａと光導波路３Ａの分岐コア４Ａ１が光学的に結合し、光ファイバ１６ｂと光導波路３Ａの分岐コア４Ａ２が光学的に結合する。
【００７６】
なお、光ファイバ１６ａは、他端側に光コネクタ１７ａが接続され、光信号を受信する光通信モジュール等が接続される。同様に、光ファイバ１６ｂは、他端側に光コネクタ１７ｂが接続され、光信号を受信する光通信モジュール等が接続される。
【００７７】
第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂの動作は、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａの動作と同じであり、発光素子２から出射された光信号は、光導波路３Ａで分岐されて、光導波路３Ａと結合された光ファイバ１６ａと光ファイバ１６ｂのそれぞれから出力される。
【００７８】
また、第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂを用いた光通信ネットワークの構成も、図４で説明した光通信ネットワーク２１Ａと同様であり、光通信モジュール１Ｂにつながっている一方の光ファイバ１６ａに、光信号の受信器として例えば図４で説明した第１の光通信モジュール１４ａが接続され、光通信モジュール１Ｂにつながっている他方の光ファイバ１６ｂに第２の光通信モジュール１４ｂが接続される。
【００７９】
さて、第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂでも、モジュール内で光経路が分岐しており、分岐前の光経路は外部に露出していないので、光ファイバ１６ａ及び光ファイバ１６ｂに出力される光信号が、レーザクラス１で規定される光パワーを満たすように調整すれば、レーザクラス１で規定される要件を満たすことになる。
【００８０】
そして、光ファイバ１６ａ及び光ファイバ１６ｂには、光信号を分岐する光カプラは不要であるので、光ファイバ１６ａ及び光ファイバ１６ｂでは、分岐に伴う損失は発生しない。
【００８１】
従って、第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂを用いることでも、１台の光通信モジュール１Ｂに対して複数台の光通信モジュールを接続可能な光通信ネットワークを構築する際に、光カプラや光増幅器は不要であり、伝送損失を低く抑えた光通信ネットワークを安価に構築することが可能となる。
【００８２】
＜第３の実施の形態の光通信モジュールの構成例＞
図７は第３の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。第３の実施の形態の光通信モジュール１Ｃは、単一のモジュール筐体１０に、光信号の送信口として複数の光コネクタ１１ａ，１１ｂを備えると共に、光信号の受信口として光コネクタ１１ｃを備える。
【００８３】
光通信モジュール１Ｃは、各光コネクタ１１ａ，１１ｂから送信される光信号を出射する単一の発光素子２と、光コネクタ１１ｃで受信される光信号を受光する受光素子１８を備える。
【００８４】
また、光通信モジュール１Ｃは、発光素子２から出射された光信号を各光コネクタ１１ａ，１１ｂへと分岐すると共に、光コネクタ１１ｃで受信した光信号を受光素子１８へ伝搬する平面型の光導波路３Ｂを備える。
【００８５】
発光素子２は、上述したように面型発光素子が用いられる。受光素子１８は受光手段の一例で、受光した光信号を電気信号に変換して出力する。
【００８６】
光導波路３Ｂは光分岐手段の一例で、送信側の光経路を構成するコア４Ａと、受信側の光経路を構成するコア４Ｂと、コア４Ａ及びコア４Ｂを覆うクラッド５を備える。コア４Ａ及びコア４Ｂとクラッド５は、例えばアクリル系の高分子材料等で作製され、コア４Ａ及びコア４Ｂの屈折率がクラッド５の屈折率より若干大きくなるように構成されて、コア４Ａに結合された光はコア４Ａに閉じ込められて伝搬され、コア４Ｂに結合された光はコア４Ｂに閉じ込められて伝搬される。
【００８７】
コア４Ａは、上述したように光コネクタ１１の数に応じて分岐される光経路で、本例では分岐コア４Ａ１と分岐コア４Ａ２の２本に分岐される。コア４Ｂは、コア４Ａとは独立した光経路で、本例では直線状である。
【００８８】
光導波路３Ｂは、分岐前のコア４Ａ及びコア４Ｂの一端側が交差する一方の辺には傾斜端面６が形成される。傾斜端面６は、光導波路３Ｂの面に対して略４５度の傾斜を有した斜面で、１本のコア４Ａの端面が露出して入射反射面６ａが形成されると共に、コア４Ｂの端面が露出して出射反射面６ｂが形成される。
【００８９】
出射反射面６ｂは、コア４Ｂの延在方向に対して略４５度の傾斜を有し、コア４Ｂを伝搬される光信号は、出射反射面６ａで反射して、出射反射面６ａに対向する光導波路３Ｂの下面から略垂直に出射する。
【００９０】
光導波路３Ｂは、分岐後の２本の分岐コア４Ａ１，４Ａ２及びコア４Ｂの他端側が交差する他方の辺には垂直端面７が形成される。垂直端面７は、光導波路３Ｂの面に対して垂直な面で、分岐コア４Ａ１の端面が露出して第１の出射端面７ａが形成されると共に、分岐コア４Ａ２の端面が露出して第２の出射端面７ｂが形成される。また、コア４Ｂの端面が露出して入射端面７ｃが形成される
光通信モジュール１Ｃは、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａと同様に、発光素子２及び受光素子１８と、光導波路３Ｂが実装基板８に実装され、実装基板８が回路基板９に搭載される。
【００９１】
実装基板８は、表面に光導波路３Ｂが接着固定され、光導波路３Ｂの傾斜端面６の下側に、発光素子２及び受光素子１８が実装される素子搭載凹部８ａを備える。
【００９２】
発光素子２は、光導波路３Ｂの入射反射面６ａに対向して素子搭載凹部８ａに実装され、発光素子２とコア４Ａは、入射反射面６ａを介して光学的に結合する。また、受光素子１８は、光導波路３Ｂの出射反射面６ｂに対向して素子搭載凹部８ａに実装され、受光素子１８とコア４Ｂは、出射反射面６ｂを介して光学的に結合する。
【００９３】
光コネクタ１１ｃは外部入力手段の一例で、光コネクタ１１ａ及び光コネクタ１１ｂと共にモジュール筐体１０の外部に向けて接続口を露出させ、モジュール筐体１０に取り付けられる。
【００９４】
光コネクタ１１ａは、光導波路３Ｂとの接続を行う光ファイバ１２ａを備え、光コネクタ１１ｂは、光導波路３Ｂとの接続を行う光ファイバ１２ｂを備え、光コネクタ１１ｃは、光導波路３Ｂとの接続を行う光ファイバ１２ｃを備える。
【００９５】
光ファイバ１２ａ，光ファイバ１２ｂ及び光ファイバ１２ｃは、図示しないＶ溝等が形成されたファイバブロック１３に支持され、光ファイバ１２ａは、図示しないコア端面を光導波路３Ｂの第１の出射端面７ａに対向させて結合される。また、光ファイバ１２ｂは、図示しないコア端面を光導波路３Ｂの第２の出射端面７ｂに対向させて結合される。更に、光ファイバ１２ｃは、図示しないコア端面を光導波路３Ｂの入射端面７ｃに対向させて結合される。
【００９６】
これにより、光コネクタ１１ａと光導波路３Ｂの分岐コア４Ａ１が光学的に結合し、光コネクタ１１ｂと光導波路３Ｂの分岐コア４Ａ２が光学的に結合し、光コネクタ１１ｃと光導波路３Ｂのコア４Ｂが光学的に結合する。
【００９７】
第３の実施の形態の光通信モジュール１Ｃにおいて、送信側の動作は第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａの動作と同じである。また、第３の実施の形態の光通信モジュール１Ｃを用いた光通信ネットワークとしては、光信号の送信口となる光通信モジュール１Ｃの一方の光コネクタ１１ａに、光信号の受信器として例えば図４で説明した第１の光通信モジュール１４ａが接続され、光通信モジュール１Ｃの他方の光コネクタ１１ｂに第２の光通信モジュール１４ｂが接続される。
【００９８】
また、光信号の受信口となる光通信モジュール１Ｃの光コネクタ１１ｃに、光信号の送信器として図示しない光通信モジュールが光ファイバを介して接続される。
【００９９】
これにより、光通信モジュール１Ｃでは、図示しない光通信モジュールから送信された光信号が光コネクタ１１ｃで受信され、光コネクタ１１ｃで受信された光信号は、光ファイバ１２ｃを介して光導波路３Ｂのコア４Ｂと結合し、コア４Ｂを伝搬される。コア４Ｂを伝搬される光信号は、出射反射面６ａで反射して、出射反射面６ａに対向する光導波路３Ｂの下面から略垂直に出射する。光導波路３Ｂから出射した光信号は、受光素子１８で受光され、電気信号に変換されて出力される。
【０１００】
さて、第３の実施の形態の光通信モジュール１Ｃでも、送信側の光経路がモジュール内で分岐しており、分岐前の光経路は外部に露出していないので、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａと同様に、光コネクタ１１ａ及び光コネクタ１１ｂから出力される光信号が、レーザクラス１で規定される光パワーを満たすように調整すれば、レーザクラス１で規定される要件を満たすことになる。
【０１０１】
従って、第３の実施の形態の光通信モジュール１Ｃを用いることでも、１台の光通信モジュール１Ｃに対して複数台の光通信モジュールを接続可能な光通信ネットワークを構築する際に、光カプラや光増幅器は不要であり、伝送損失を低く抑えた光通信ネットワークを安価に構築することが可能となる。
【０１０２】
なお、第３の実施の形態の光通信モジュール１Ｃでは、光信号の送信口及び受信口として光コネクタを用いた例を説明したが、第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂのように、光ファイバを用いた構成としても良い。
【０１０３】
＜第４の実施の形態の光通信モジュールの構成例＞
図８は第４の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。第４の実施の形態の光通信モジュール１Ｄは、例えば第３の実施の形態の光通信モジュールにおいて、発光素子２の駆動回路１９と受光素子１８の駆動回路２０を、単一のモジュール筐体１０内に備えたものである。
【０１０４】
駆動回路１９と駆動回路２０は光素子駆動手段の一例で、発光素子２の駆動回路１９は、例えばＬＤＤ（Laser Diode Driver）である。また、受光素子１８の駆動回路は、例えばＴＩＡ（Trans Impedance Amplifier）及びＬＡ（Limiting Amplifier）である。
【０１０５】
駆動回路１９と駆動回路２０は、例えば回路基板９に実装され、発光素子２は、駆動回路１９を構成するＬＤＤとボンディングワイヤで電気的に接続される。また、受光素子１８は、駆動回路２０を構成するＴＩＡとボンディングワイヤで電気的に接続される。
【０１０６】
第４の実施の形態の光通信モジュール１Ｄでも、単一のモジュール筐体１０に発光素子２と光導波路３Ｂ等が収納され、光信号の送信口として複数の光コネクタ１１を備えている。これにより、送信側の光経路がモジュール内で分岐しており、分岐前の光経路は外部に露出していないので、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａと同様に、光コネクタ１１ａ及び光コネクタ１１ｂから出力される光信号が、レーザクラス１で規定される光パワーを満たすように調整すれば、レーザクラス１で規定される要件を満たすことになる。
【０１０７】
従って、第４の実施の形態の光通信モジュール１Ｄを用いることでも、１台の光通信モジュール１Ｄに対して複数台の光通信モジュールを接続可能な光通信ネットワークを構築する際に、光カプラや光増幅器は不要であり、伝送損失を低く抑えた光通信ネットワークを安価に構築することが可能となる。
【０１０８】
また、単一のモジュール筐体１０内に光素子の駆動回路を実装することで、光通信モジュール１Ｄの実装が簡易になり、光通信モジュール１Ｄを組み込んだ情報処理装置等の電子機器を簡易に提供できる。
【０１０９】
なお、第４の実施の形態の光通信モジュール１Ｄでは、光信号の送信口及び受信口として光コネクタを用いた例を説明したが、第２の実施の形態の光通信モジュール１Ｂのように、光ファイバを用いた構成としても良い。
【０１１０】
また、第１の実施の形態の光通信モジュール１Ａのように、受光素子を備えていない構成でも良い。この場合は、単一のモジュール筐体１０に、発光素子２を駆動するＬＤＤ等の駆動回路１９が搭載される形態となる。
【０１１１】
＜光通信ネットワークの具体例＞
図９及び図１０は本発明による光通信モジュールが適用された光通信ネットワークの具体例を示す構成図で、次に、上述した光通信モジュール１（Ａ〜Ｄ）が適用されるアプリケーション例について説明する。
【０１１２】
図９は、本実施の形態の光通信モジュール１を、家庭内で情報伝達を行うための光通信ネットワークの構築に適用した例である。光通信ネットワーク２１Ｂは、図９（ａ）に示すように、映像情報等を供給するサーバ２２と、映像情報を表示するモニタ２３等を備え、サーバ２２に、本実施の形態の光通信モジュール１が組み込まれる。
【０１１３】
図９（ｂ）にサーバ２２の背面側の構成を模式的に示すが、光通信モジュール１は、サーバ２２の背面側に内蔵され、光コネクタ１１が露出している。これにより、サーバ２２は、光信号の送信口として、複数の光コネクタ１１を備えることになり、１台のサーバ２２に、複数台のモニタ２３がそれぞれ光ファイバ２４を介して接続可能な構成となる。
【０１１４】
サーバ２２は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）サーバやＰＣ（Personal Computer）サーバであり、ハードディスクに記録された映像情報やＤＶＤに記録された映像情報等を再生する。再生された映像情報は、光通信モジュール１で光信号に変換される。
【０１１５】
そして、光通信モジュール１は、図１等で説明したように、光導波路３Ａによって光経路を分岐しているので、光信号に変換された映像情報は、各光コネクタ１１へと分岐されて、各光コネクタ１１から出力される。
【０１１６】
よって、サーバ２２の任意の光コネクタ１１に光ファイバ２４を介して接続されたモニタ２３に、光信号で映像情報が供給される。
【０１１７】
従って、光信号を分岐する光カプラを用いることなく、１台のサーバ２２から複数台のモニタ２３に映像情報等を供給可能な光通信システム２１Ｂを、安価に構築できる。
【０１１８】
図１０は、本実施の形態の光通信モジュール１を、電子機器内のチップ間及びボード間で情報伝達を行うための光通信ネットワークの構築に適用した例である。
【０１１９】
図１０（ａ）に示す光通信ネットワーク２１Ｃは、チップ間で情報伝達を行う構成であり、シリコン基板等で構成される単一の回路基板２５に、例えば映像情報等のデータ処理を行う複数の半導体部品２６が実装され、半導体部品２６間で情報伝達が行われる。
【０１２０】
本実施の形態の光通信モジュール１は、回路基板２５に実装され、半導体部品２６ａと電気配線で接続される。光通信モジュール１は、図１等で説明したように、光導波路３Ａによって光経路が分岐され、本例では３本の光ファイバ１６が接続される。
【０１２１】
回路基板２５には、光信号を受信して電気信号に変換する光受信モジュール２７が実装され、各光受信モジュール２７は、光通信モジュール１の各光ファイバ１６と接続される。そして、各光受信モジュール２７は、それぞれ電気配線で半導体部品２６ｂと接続される。
【０１２２】
上述した構成の光通信ネットワーク２１Ｃでは、半導体部品２６ａで映像情報等のデータ処理が行われ、電気信号で光通信モジュール１に伝達される。光通信モジュール１では、電気信号を光信号に変換して出力する。
【０１２３】
光通信モジュール１は、光導波路３Ａ等によって光経路を分岐しているので、光信号に変換された情報は、各光ファイバ１６へと分岐されて、各光ファイバ１６を伝搬される。
【０１２４】
各光ファイバ１６を伝搬される光信号は、光受信モジュール２７で受光され、電気信号に変換されてそれぞれ半導体部品２６ｂへ伝達される。そして、それぞれの半導体部品２６ｂでデータ処理が行われる。
【０１２５】
従って、光信号を分岐する光カプラを用いることなく、１個の半導体部品２６ａから複数個の半導体部品２６ｂに大容量の情報を伝達可能な光通信システム２１Ｃを、安価に構築できる。また、光カプラや光増幅器が不要であるので、小型化が可能である。
【０１２６】
図１０（ｂ）に示す光通信ネットワーク２１Ｄは、ボード間で情報伝達を行う構成であり、異なる回路基板２５ａ，２５ｂに、それぞれ例えば映像情報等のデータ処理を行う半導体部品２６が実装され、半導体部品２６間で情報伝達が行われる。
【０１２７】
本実施の形態の光通信モジュール１は、回路基板２５ａに実装され、半導体部品２６ａと電気配線で接続される。光通信モジュール１は、図１等で説明したように、光導波路３Ａによって光経路が分岐され、本例では３本の光ファイバ１６が接続される。
【０１２８】
回路基板２５ｂには、光信号を受信して電気信号に変換する光受信モジュール２７が実装され、各光受信モジュール２７は、光通信モジュール１の各光ファイバ１６と接続される。そして、各光受信モジュール２７は、それぞれ電気配線で半導体部品２６ｂと接続される。
【０１２９】
上述した構成の光通信ネットワーク２１Ｄでは、半導体部品２６ａで映像情報等のデータ処理が行われ、電気信号で光通信モジュール１に伝達される。光通信モジュール１では、電気信号を光信号に変換して出力する。
【０１３０】
光通信モジュール１は、光導波路３Ａ等によって光経路を分岐しているので、光信号に変換された情報は、各光ファイバ１６へと分岐されて、各光ファイバ１６を伝搬される。
【０１３１】
各光ファイバ１６を伝搬される光信号は、光受信モジュール２７で受光され、電気信号に変換されて半導体部品２６ｂへ伝達される。そして、半導体部品２６ｂでデータ処理が行われる。
【０１３２】
なお、本発明を適用した光通信ネットワークでは、例えば波長が８５０ｎｍのレーザ光を使用する場合、通信可能な伝送距離は３００〜５００ｍ程度となり、家庭内ネットワークやボード間あるいはチップ間でのネットワークを構成するために、十分な伝送距離が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、家庭内で１対Ｎの光通信ネットワークを構築するための光通信モジュールや、電子機器のボード間やチップ間で１対Ｎの光通信ネットワークを構築するため光通信モジュールに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】第１の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。
【図３】第１の実施の形態の光通信モジュールから出力される光送信波形を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態の光通信ネットワークの概念を示す構成図である。
【図５】第２の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。
【図６】第２の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。
【図７】第３の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。
【図８】第４の実施の形態の光通信モジュールの一例を示す構成図である。
【図９】本発明による光通信モジュールが適用された光通信ネットワークの具体例を示す構成図である。
【図１０】本発明による光通信モジュールが適用された光通信ネットワークの具体例を示す構成図である。
【図１１】光カプラを用いて構成した従来の光通信ネットワークの概念を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・光通信モジュール、２・・・発光素子、３Ａ，３Ｂ・・・光導波路、４Ａ，４Ｂ・・コア、４Ａ１，４Ａ２・・・分岐コア、５・・・クラッド、６・・・傾斜端面、６ａ・・・入射反射面、６ｂ・・・出射反射面、７・・・垂直端面、７ａ・・・第１の出射端面、７ｂ・・・第２の出射端面、７ｃ・・・入射端面、８・・・実装基板、８ａ・・・素子搭載凹部、９・・・回路基板、１０・・・モジュール筐体、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・光コネクタ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・光ファイバ、１３・・・ファイバブロック、１４ａ・・・第１の光通信モジュール、１４ｂ・・・第２の光通信モジュール、１５ａ，１５ｂ・・・光ファイバ、１６ａ，１６ｂ・・・光ファイバ、１７ａ，１７ｂ・・・光コネクタ、１８・・・受光素子、１９・・・駆動回路、２０・・・駆動回路、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ・・・光通信ネットワーク
【図１】
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【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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