CN106062602A - 光连接器、线缆和光通信装置 - Google Patents

Abstract

插头(31)的透镜(311)将来自光缆(20)的光信号转换为具有预定的发散角的光并发射该光。插头外壳(315)固定有光缆(20)和透镜(311)。在光缆(20)的发射表面(20a)侧，透镜(311)被置于使来自光缆(20)的光信号变成具有预定发散角的位置。从插头(31)发射的光信号在进入附近人的眼球时是发散的，并且因而防止对视觉功能等产生不利影响。

Description

光连接器、线缆和光通信装置

技术领域

本发明涉及防止光信号对视觉功能等产生不利影响的光连接器、光缆和光通信装置。

背景技术

在使用激光的光通信中，光缆通过例如光连接器连接。在众所周知的光连接器中，在插头侧和插座侧的其中一侧提供用于使在插头和插座间通信的光信号形成平行光的透镜，并在另一侧提供用于收集平行光的透镜。如以上所述，如果通过使用平行光在插头和插座间进行通信，则可以在不需要将光缆的端面以预定间隔高度准确地定位成与光探测等相互面对的情况下进行光通信，并且可以提供廉价的光连接器。

此外，在专利文献1中，在光缆的端部设置有可移动的遮光板。这个遮光板在闭合位置遮盖住光缆的光信号发射侧的端面(发射面)。因此，可以保护发射面免于划痕、污染等，并阻挡光进入光缆等。而且，遮光板遮盖住光缆的发射面，并因此阻止从光缆的发射面发射的平行光进入附近人的眼球和对视觉功能等产生不利影响。

引证文献列表

专利文献

专利文献1：JP 2000-147333A

发明内容

技术问题

顺便地，当提供遮盖激光的发射面的遮光板时，在一些情形中，由于遮光板的磨损等原因导致遮光板未达到闭合位置，或者由于清洁等原因导致遮光板位于打开位置。在这些情形中，光信号的发射面处于暴露的状态，并因此担心平行光进入附近人的眼球。

因此，在本技术中，目标是提供可以阻止对视觉功能等产生不利影响的光信号发射的光连接器、光缆和光通信装置。

技术方案

根据本技术的第一方面，提供一种光连接器，包含透镜，被构造成把来自光发射路径或者光源的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的信号；以及外壳，固定有所述透镜并且耦接到位于光信号的接收侧的连接器。

在本技术中，通过耦合到光信号接收侧连接器的外壳上固定的透镜，转换光信号到预定的发散角并发射出去。预定的发散角被转换为使在距离透镜预定距离的位置处的预定区域的光量等于或者小于预设的光量的角度，例如，大于或者等于10°的发散角。或者，预定的发散角被转换为在所述外壳耦接到接收侧的连接器时的附接容差范围内使接收侧连接器接收的光信号的光量的减少量小于或者等于预设的光量的角度，例如，小于或者等于20°的发散角。此外，通过将光信号收集到距离透镜比预定距离更近的位置，可以将光信号转换为在距离透镜预定距离位置处具有预定发射角的光信号。除透镜之外，外壳将发射光信号到透镜的光的发射路径或者光源保持在使透镜发射的光信号具有预定发散角的位置。

根据提出技术的第二方面，提供一种线缆，透镜，被构造成把来自光缆端面的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的光信号；以及外壳，通过整体固定所述光缆和所述透镜而耦接到位于光信号的接收侧的连接器。

根据提出技术的第三方面，提供一种光通信设备，包括：光信号输出单元；透镜，被构造成把来自光信号输出单元的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的信号；以及外壳，固定有所述透镜并且耦接到光信号接收侧的连接器。

有益效果

在本技术中，提供把来自光发射路径或者光源的光信号转换成具有预定发散角的光的透镜，和固定有透镜并且耦接到光信号接收侧的光连接器的外壳。这样，发射的光信号在进入附近人的眼球时是发散的，并因而防止对视觉功能等产生不利影响。注意本说明书中描述的效果只是例子，不是限制性的，可以存在额外的效果。

附图说明

图1是说明光通信系统构造的示图。

图2是说明发射光信号的插头的示意构造的示图。

图3是说明光信号进入的插座的示意构造的示图。

图4是描述光连接器的第一操作的示图。

图5是说明从插头发射的光具有发散角的情形的示图。

图6是说明插头和插座的附接出现误差的情形的示图。

图7是说明把插头耦接到插座的情形的示图。

图8是描述光连接器的第二操作的示图。

具体实施方式

在下面，描述用于执行本技术的方式。注意描述以如下顺序进行。

1.光通信系统的构造

2.光连接器的示意构造

3.光连接器的第一操作

4.光连接器的第二操作

5.光连接器的其他操作

<1.光通信系统的构造>

图1说明了使用本技术的光连接器的光通信系统的构造。在光通信系统10中，经由光发射路径(例如光缆20)将作为信息发射侧的源装置12和作为信息接收侧的接收装置14连接。

源装置12是可以输出视频和音频内容，计算机数据的信息等的装置。例如，源装置12是诸如以下装置：接收广播节目、点播节目等的机顶盒，再现记录在记录介质上的视频和音频内容的再现装置，存储诸如内容和计算机数据的信息的服务器和信息发送装置。

接收装置14接收从源装置12输出的信息，并且是执行将接收的信息展示给使用者的过程和在记录介质等上记录接收的信息的过程的装置。例如，接收装置14是诸如以下装置：视频播放装置、音频输出装置、记录装置或者信息接收装置。

在光通信系统10中，使用光连接器将光缆20与源装置12和接收装置14连接。光连接器配置有插头31和插座32，并且插头31以可插入和可移除的方式被附接到插座32上。

例如在光缆20的两端均设置插头31，并且例如在源装置12和接收装置14的每个中设置插座32。在源装置12的插座32-a中设置发射激光的光源41，并且在接收装置14的插座32-b中设置将光信号转换为电信号的光探测单元42。

这里，如图1所示，将设置在光缆20的一端的插头31耦接到源装置12的插座32-a，并且将设置在光缆20的另一端的插头31耦接到接收装置14的插座32-b。而且，源装置12的插座32-a从光源41发射根据待发送信息调制的激光作为光信号。如以上所述，如果要发送信息以光信号的形式发送，可以经由光缆20，通过接收装置14的插座32-b执行源装置12和接收装置14间的通信，插座32-b收集到达光探测单元42的光信号并依据该光信号产生电信号。注意光通信系统10可以包含以下构造，该构造经由光缆发送与接收装置14有关的信息等到源装置。

<2.光连接器的示意构造>

图2说明了发射光信号的插头的示意构造。此外，图3说明了光信号进入的插座的示意构造。注意，为了有助于对本技术的理解，下面的示图以横截面视图说明外壳、光缆等。

如图2所示，发射光信号的插头(发射侧的光连接器)包含透镜311和插头外壳315。

透镜311位于光缆20的光信号发射侧的端面(发射面)20a侧，并通过把来自光缆20的发射面20a的光信号转换到预定的发散角来发射信号。

插头的外壳315将光缆20和透镜311固定和保持在使透镜311发射的光信号具有预定发散角的位置。该插头外壳315设置有装配凸起部分315a。装配凸起部分315a具有与插座32中设置的装配孔对应的形状和尺寸，插座32是经由透镜311发射的光信号的接收侧，并且在连接插头31和插座32时被插入插座32上的装配孔中。即，插头31被构造成以可插入和可移除的方式被耦接到插座(接收侧的光连接器)32。

如图3所示，光信号进入的插座(接收侧的光连接器)32包含透镜321、插座外壳325、插座附接部分326和光探测单元42。

透镜321位于光探测单元42的光接收面侧。并且把进入插座32的光收集到光探测单元42的光接收面。

插座外壳325按照上述位置关系固定透镜321和光探测单元42。该插座外壳325中设置有装配孔325a。装配孔325a具有与插头外壳315的装配凸起部分315a对应的形状和尺寸，并且在连接插头31和插座32时被插头外壳315上的装配凸起部分315a插入。即插座32被构造成使插头31以可插入和可移除的方式被附接。

插座附接部分326把插座32机械地和电地连接到接收侧基板327。例如，插座附接部分326把插座32电连接到接收侧基板327，并把由光探测单元42产生的信号输入到接收侧基板327的电路中。此外，插座附接部分326把插座32机械地连接到接收侧基板327，并把插座外壳325固定在接收侧基板327的预定位置上。

<3.光连接器的第一操作>

在如以上所述构造的光连接器中，例如，当从插入接收装置14的插座32的插头31发射的光信号是平行光时，光强依据距离的衰减量较小。因此，担心进入即使远离插头31的人体的眼球时依然会对视觉功能等产生不利影响。因此，插头31的透镜311将来自光缆20的光信号为转换为具有预定发散角的光并且发射该光，以分散光信号使得在远离透镜311预定距离的位置处的预定区域中光的量小于或者光等于预设的光的量。

图4是描述光连接器的第一操作的示图，而图4(A)说明了一种通过透镜311将来自光缆20的光信号转换成具有预定发散角的光的情况。注意到，作为参照，图4(B)说明了过去的通过使用准直透镜361将来自光缆20的光信号转换为平行光的插头构造。

如图4(B)所示，在通过使用准直透镜361将来自光缆20的光信号转换为平行光进行发射的插头36中，光强依据距离的衰减量小。因此，担心即使眼睛在远离插头36的位置看插头36的发射光时，进入眼睛的光量大，并会对眼睛产生不利影响。

但是，如图4(A)所示，当利用透镜311把来自光缆20的光信号转换为预定发散角时，光信号在远离插头31的位置处是分散的。即，在插头外壳315中，光缆20的发射表面20a在不同于透镜311焦点位置的位置，例如，当使用凸透镜作为透镜311时，发射表面20a在比透镜311的焦点位置更靠近透镜的位置。如上所述，当保持光缆20和透镜311时，来自光缆20的光信号被转换为具有发散角的光信号。因此，当在远离插头31的位置用眼睛观看插头31发射的光时，光信号是分散的，并因此使得进入眼睛的光量变小，而避免坏的影响。

预定的发散角是在远离透镜311预定距离的位置处的预定区域中的光量小于或者等于预设光量的角度。例如，在IEC 60825-1/JIS C6802标准中，规定限制进入例如距离光源70毫米处的与人的瞳孔对应的直径7毫米的光量。因此，预定的发散角是在例如远离透镜311预定距离的位置处的预定区域中的光量等于或小于预设光量的角度，以满足这个标准。

图5说明了来自插头的光具有发散角的情况。在经由插头31发射的光信号的发散角是角度a的情形中，依据方程式(1)，以距离La远离的位置处的光信号的光束直径被扩展了BMa。

(La×Sin(a/2))×2＝BMa···(1)

即，如果角度小，则光束直径的扩展小，因此透镜311转换光信号使得发散角大于或者等于10°。

如上所述，将来自光缆的光信号转换成具有预定发散角度(例如，大于或者等于10°)的发散角，并发射，所以即使光信号的发射表面是暴露的，依然可以避免由光信号进入眼睛引起的不利影响。因此，没有必要提供遮光板以阻挡光信号。

顺便地，当发散角大时，插头31和插座32间的附接误差必须小。图6说明了插头31和插座32间的附接出现误差的情况。

如果当插头31被附接到插座32时透镜311和透镜321的间隔出现误差Db，则依据方程式(2)，进入透镜321的光信号的光束直径增加了BMb。

(Db×Sin(b/2)×2＝BMb···(2)

注意到，在图6中，以虚线说明的透镜321的位置表示正确的透镜位置，而以实线说明的透镜321的位置表示出现误差的透镜位置。

即，当角度b大时，由于附接误差，光信号的光束直径变得大于透镜321，并担心收集到光探测单元的光信号的光量减小。因此，预定的发散角是在耦接到插头31和插座32时的附接容差范围以内，插座32接收的光信号的光量的减少量小于或者等于预设的光量的角度。例如，透镜311转换光信号使得发散角大于或等于10°且小于或等于20°。

如上所述，插头31利用透镜311发射并且转换光信号为预定的发散角，例如，大于或等于10°且小于或等于20°。因此，当插头31如图7所示附接到插座32时，即使出现附接误差，光信号进入插座32的透镜321也不会出现插头31发射出的光信号的光束直径变得过大的情况。因此，优选的光通信可以鲁棒地进行。注意到，光连接器的第一操作所获得的效果是说明性的，并不限于上述效果，而是可以得到其他效果。

光连接器的第二操作

顺便地，如果光信号在观看位置是发散的，从插头31发射的光信号不限于如以上第一操作的从插头31发射并且发散光信号的构造。

下面，在第二操作中，说明例如在邻近透镜311的位置收集从插头31发射出来的光，以在预定的距离处产生具有预定发散角的光信号的情况。

图8是描述光连接器的第二操作的示图。从插头31的透镜311发射出来的光信号被收集到邻近透镜311的位置Pa。即，在插头外壳315中，光缆20的发射表面20a在不同于透镜311的焦点位置的位置，例如，当使用凸透镜作为透镜311时，发射表面20a在比透镜311的焦点位置更远离透镜311的位置。如上所述，通过固定和保持光缆20和透镜311，在从位置Pa起始的比从透镜311到位置Pa的距离Lc更远的位置处，光相比于从透镜311发射出来的光信号更分散。

因此，在比预定距离更近的位置收集透镜311发射出来的光信号，使得在以预定距离远离的位置的预定区域的光量是具有小于或者等于预设光量的发散光。这样，当在远离插头31的位置处用眼睛观看插头31发射的光时，光信号是分散的，并且因此进入眼睛的光量是小的，于是避免坏的影响。

而且，光信号被收集到邻近位置，因而，如果光收集位置比插座32的透镜321更远，即使当插头31被耦接到插座32时出现附接误差，也能使光信号的发散相比于第一操作更小。注意到光连接器的第二操作所获得的效果是说明性的，并不限于上述效果，而是可以得到其他效果。

光连接器的其他操作

此外，在上面第一和第二操作中，已经描述作为发射侧光连接器的插头31的透镜311将来自光缆20的光信号发射并转换为预定的发散角的情况。然而，转换为具有预定发散角的光信号不限于插头，而是可以由插座实现。例如，通过插座中的透镜将来自光源的光信号发射并转换为预定的发散角，其中在源装置中设置的插座作为发射侧连接器。此外，在作为接收侧光连接器的插头中，透镜把光信号收集到光缆的端面(光信号的入射面)。

如上所述，当源装置中设置的插座的透镜将来自光源的光信号发射并转换为预定的发散角时，在光缆的插头从源装置断开连接时，源装置发出的光信号被阻止进入眼睛而避免了产生不利影响。

此外，设置有发射和转换光信号到预定发散角的透镜的光连接器可以与光缆分开提供，也可以作为集成了光学连接器的光缆被提供。

另外，在以上实施例的光连接器中，说明了配置插头的光信号发射表面和插座的光信号进入表面是相互面对的情况，可以在光信号发射表面和光信号进入表面之间设置光路转换元件，例如反射镜等。在这种情况，光信号发射表面和光信号进入表面可以成预定角度，并且可以提高光连接器的方向、形状等的自由度。

注意到，提出的技术不应当被解释为受限于以上描述的实施例。实施例以说明的形式公开提出技术，很明显，技术人员可以在不背离提出技术的精神的范围内实现修改和替换实施例。即，应当参考权力要求确定提出技术的范围。

而且，依据提出技术的光连接器还可以如下构造。

(1)

一种光连接器包含：

透镜，被构造成把来自光发射路径或者光源的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的信号；以及

外壳，固定有所述透镜并且耦接到位于光信号的接收侧的连接器。

(2)

根据(1)的光连接器，其中

所述预定的发散角是使距离所述透镜预定距离的位置处的预定区域中的光量小于或者等于预设的光量的角度。

(3)

根据(2)的光连接器，其中

所述透镜把光信号转换到大于或者等于10°的发散角。。

(4)

根据(2)的光连接器，其中

所述预定的发散角是在所述外壳耦接到接收侧的连接器时的附接容差范围内，使接收侧的连接器接收的光信号的光量的减少量小于或者等于预设的光量的角度。

(5)

根据(4)的光连接器，其中

所述透镜把光信号转换到小于或者等于20°的发散角。

(6)

根据(2)和(3)的光连接器，其中

通过将所述光信号收集到距离所述透镜比所述预定距离更近的位置，所述透镜将所述光信号转换为在距离所述透镜预定距离的位置处具有预定发散角的光信号。

(7)

根据(1)至(6)中任何一个的光连接器，其中

所述外壳把发射所述光信号到所述透镜的光发射路径或者光源保持在使从透镜发射的光信号具有预定发散角的位置处。

(8)

根据(7)的光连接器，其中

在所述外壳中，所述光发射路径或者所述光源的光信号的发射位置是不同于所述透镜的焦点位置的位置。

工业实用性

在本技术的光连接器、光缆和光通信设备中，提供把来自光发射路径或者光源的光信号转换到预定发散角的光的透镜，以及固定透镜的并且耦合到光信号接收侧的光连接器的外壳。所以，发射的光在进入附近人的眼球时是发散的，并且因而防止对视觉功能等产生不利影响。因此，例如，适用于使用光缆将发射视频和音频内容、计算机数据信息等的设备和接收并处理发射的视频和音频内容、计算机数据信息等的设备连接起来的光通信系统。

参考符号列表

10 光通信系统

12 源装置

14 接收装置

20 光缆

20a 发射表面

31,36 插头

32,32-a,32-b 插座

41 光源

42 光探测单元

311,321 透镜

315 插头外壳

315a 装配凸起部分

325 插座外壳

325a 装配孔

326 插座附接部分

327 接收端基板

361 准直透镜

Claims (10)

1.一种光连接器，包括：

透镜，被构造成把来自光发射路径或者光源的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的信号；以及

外壳，固定有所述透镜并且耦接到位于光信号的接收侧的连接器。

2.根据权利要求1所述的光连接器，其中

所述预定的发散角是使距离所述透镜预定距离的位置处的预定区域中的光量小于或者等于预设的光量的角度。

3.根据权利要求2所述的光连接器，其中

所述透镜把光信号转换到大于或者等于10°的发散角。

4.根据权利要求2所述的光连接器，其中

所述预定的发散角是在所述外壳耦接到接收侧的连接器时的附接容差范围内，使接收侧的连接器接收的光信号的光量的减少量小于或者等于预设的光量的角度。

5.根据权利要求4所述的光连接器，其中

所述透镜把光信号转换到小于或者等于20°的发散角。

6.根据权利要求2所述的光连接器，其中

通过将所述光信号收集到距离所述透镜比所述预定距离更近的位置，所述透镜将所述光信号转换为在距离所述透镜预定距离的位置处具有预定发散角的光信号。

7.根据权利要求1所述的光连接器，其中

所述外壳把发射所述光信号到所述透镜的光发射路径或者光源保持在使从透镜发射的光信号具有预定发散角的位置处。

8.根据权利要求7所述的光连接器，其中

在所述外壳中，所述光发射路径或者所述光源的光信号的发射位置是不同于所述透镜的焦点位置的位置。

9.一种线缆，包括：

透镜，被构造成把来自光缆端面的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的光信号；以及

外壳，通过整体固定所述光缆和所述透镜而耦接到位于光信号的接收侧的连接器。

10.一种光通信设备，包括：

光信号输出单元；

透镜，被构造成把来自光信号输出单元的光信号转换到预定的发散角并且发射经过转换的信号；以及

外壳，固定有所述透镜并且耦接到光信号接收侧的连接器。