JP2002048948A

JP2002048948A - 光通信モジュール

Info

Publication number: JP2002048948A
Application number: JP2000237275A
Authority: JP
Inventors: Yorishige Ishii; 頼成石井; Toshiyuki Matsushima; 俊幸松島; Hideaki Fujita; 英明藤田; Yoshifumi Iwai; 敬文岩井; Yukio Kurata; 幸夫倉田; Hisahiro Tamura; 寿宏田村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-15
Also published as: US20020039220A1; US6979134B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＬＤを使用する場合その放射光のコヒーレン
ス性より光ファイバもしくはコネクタが外れた状態にお
いて送信光がＬＤより照射されると目や皮膚を損傷する
危険性があるため、レーザ光線が通信モジュール外部へ
漏れることを防止し、目の安全性を確保する。【解決手段】送信光１ａを出射する放射部材２と、放
射部材に外部伝送用の光ファイバ７を離脱可能に接続す
るための接続具を備え、その接続具は光ファイバ接続時
に光ファイバの端部を同軸に受入れて固定する筒状の収
容部を有し、光ファイバ接続時には光放射部材２からの
送信光はその光軸が光ファイバの光軸８と所定角度で交
差して光ファイバ内へ入射し、光ファイバの離脱時には
前記出射ビームが収容部内壁に衝突するように、放射部
材と接続具とが配置されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いて光信号を送信することのできる光通信モジュールに
関し、より詳しくは、プラスチック光ファイバ等のマル
チモード光ファイバを伝送媒体として、家庭内通信や電
子機器間通信、ＬＡＮ（Local Area Network）等に使用
することのできる光通信モジュールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバを伝送媒体として信号
光の送信を行う光通信モジュールにおいて、一般に屋内
で使用される伝送速度が百Ｍｂｐｓ以下の低速通信には
光源としてＬＥＤが使用され、主に幹線系で使用される
Ｇｂｐｓオーダーの高速通信用には光源としてＬＤ（半
導体レーザ）が使用されてきた。

【０００３】ＬＥＤを使用する場合あまり問題とならな
いが、ＬＤを使用する場合、その放射光のコヒーレンス
性により光ファイバのコネクタが外れた状態において漏
洩する放射光により目や皮膚を損傷する危険性があるた
め、ＪＩＳ等で取り扱いに関し細かく規制されている。
従って、光通信モジュールにおいては、光ファイバのコ
ネクタが外れた状態においてその規格内に放射光が収ま
るように、主にシャッタ等で機械的にＬＤからの放射
光の漏洩を防止する。コネクタの離脱を感知して電気
的にＬＤをオフにする等の工夫がなされている。

【０００４】その一例として、前記シャッタ等で機械
的にＬＤからの放射光の漏洩を防止する方法が特開平９
−２１１２６４号公報に開示されている。図１７，１８
に基づいてこの方法を説明する。

【０００５】図１７，１８において、１０１はこの発明
の基本となる送信光漏洩防止用シャッタ、１０２は送信
光放射部材、１０３はレセプタクル、１０４は後記する
フェルール固定用の円筒、１０５は光コネクタ、１０６
はフェルール、１０７は光ファイバへの送信光、１０８
は光ファイバを示す。

【０００６】１０１はリン青銅等の弾性を持った部材で
作成され、光ファイバコネクタ１０５が挿入された状態
では、図１８に示すように、前記光ファイバコネクタ１
０５に押し倒される形で傾倒し、コネクタ挿入を阻害し
ないような形になっており、送信光１０７は図示されな
いフェルール１０４に内包される光ファイバ１０８に結
合される。

【０００７】次に前記光ファイバコネクタ１０５が外さ
れた場合、前記送信光漏洩防止用シャッタばねの力で復
元し前記送信光の光路を遮断し、送信光がモジュールの
外へ放射されるのを防止する構造になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＩＥＥＥ１３９
４やＡＴＭ等の普及により家庭内等の屋内の機器間通信
においても、数百Ｍｂｐｓオーダーの高速度が必要にな
り送信用光源としてＬＥＤでなくＬＤが使用されるよう
になってきた。この場合、幹線系やオフィスのＬＡＮと
比べて、コネクタの抜き差しの回数が比較にならないほ
ど増加する。従来例のように機械的な機構を利用した方
式は何回もの繰り返し使用を行う場合に信頼性の問題が
ある。また、コスト的にも微小な光通信モジュール内に
シャッタのような機構を設けることは好ましくない。

【０００９】また、電気的にコネクタの着脱を検知する
方法も、機械的な方法よりは信頼性があるが、１００％
確実に動作する保証はなく人体への安全の基本的な理念
であるフェールセイフの観点からも好ましくない。また
前例と同様にコストアップにつながる。

【００１０】また、ＬＤの出力自体を恒常的に下げるこ
とも考えられるが、光ファイバに結合される送信光量自
体が下がることになり、ＳＮ比が低下して長距離伝送時
の支障となる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、送信光を出
射する放射部材と、放射部材に外部伝送用の光ファイバ
を離脱可能に接続するための接続具を備え、その接続具
は光ファイバ接続時に光ファイバの端部を同軸に受入れ
て固定する筒状の収容部を有し、光ファイバ接続時には
光放射部材からの送信光はその光軸が光ファイバの光軸
と所定角度で交差して光ファイバ内へ入射し、光ファイ
バの離脱時には前記出射ビームが収容部内壁に衝突する
ように、放射部材と接続具とが配置されてなる光通信モ
ジュールを提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明において送信光を出射す
る放射部材は、例えば、半導体レーザおよび送信光学系
からなる。また、光ファイバの接続具には、光ファイバ
の端部を受け入れて接続するためのレセプタクル方式の
ものを用いることができる。

【００１３】収容部内壁は前記出射ビームの衝突部位が
出射ビームを発散するように加工されることが好まし
い。また、収容部は、前記出射ビームを散乱させる光散
乱部材を内壁に備えてもよいし、前記出射ビームを吸収
する光吸収部材を内壁に備えてもよいし、前記出射ビー
ムを反射吸収する凹部を内壁に備えてもよい。光ファイ
バの前記端部は端面が光ファイバの光軸に垂直で、光フ
ァイバはコアおよびクラッドがそれぞれ屈折率ｎ１，ｎ
２を有するとき、前記所定角度がｓｉｎ^-1（√（ｎ１²
−ｎ２²））より小さいことが好ましい。光ファイバの
前記端部は、端面が光ファイバの光軸に対して鋭角をな
してもよいし、また、端面が凸レンズ状に形成されても
よい。

【００１４】次に、半導体レーザを使用する場合の放射
安全基準について説明する。半導体レーザを使用する場
合の放射安全基準は、米国のＡＮＳＩＺ１３６．１、
ＩＥＣ、ＪＩＳＣ６８０２等により定められている
が、基本的には人体障害、即ち、目及び皮膚に対する障
害発生のしきい値で定められ、各規格間でほぼ統一され
ている。今回はＪＩＳを引用する。

【００１５】前記しきい値は、レーザ製品の放射波長、
発振の形態又はレーザ光源が点光源若しくは分散光源で
あるかどうかにより異なり、レーザ放射による障害発生
率が５０％のレベルの１／１０の強度であるＭＰＥ（Ma
ximum Permissible Exposure）値が決められている。Ｍ
ＰＥは基本的に目に対するものと皮膚に対するもので異
なり、更に目に対するものはビーム内観察状態と分散光
源観察状態により異なる。

【００１６】光源を見る視野角が限界視覚αｍｉｎより
大きい場合が分散光源観察状態である。通常は光ファイ
バコネクタが外れた状態では、半導体レーザからの放射
光は光学系を介して低いＮＡで外部へ放射されるためビ
ーム内観察状態となり、光ファイバからの放射光はファ
イバ端面のランバート分布型面光源として扱えるため分
散光源観察状態になる。

【００１７】また露光量の測定や計算を行う基準となる
開口は限界開口と呼ばれる。放射照度や放射露光を平均
して求める際に用いる円形領域の直径となる。今回は後
述するように目に対する安全性、特に波長４００〜１４
００ｎｍまでの光について議論するので７ｍｍが適用さ
れる。また、この発明の繰り返しパルスレーザや変調レ
ーザの場合、ＭＰＥ値は後述する算定法に基づいた値が
適用される。

【００１８】また、レーザビームの波長、エネルギーの
大きさ及びパルス特性は広い範囲にわたる可能性がある
ため、レーザビームを用いるときに起こる障害は広範囲
に変化する。従ってレーザーを一つのグループとして共
通の安全基準を適用できないため、クラス分けされる。
各クラスはそれぞＡＥＬ（Accesible Emission Limit被
爆放出限界値）で細かく規定されている。レーザ製品の
クラス分けは、ＡＥＬが最高のクラスになるように行
う。

【００１９】なお、クラス１レーザとは、基本的に安全
なもので、どのような条件の下でも最大許容露光レベル
をこえることがあってはならない。設計によって技術的
にＭＰＥをこえないものも含む。また、クラス２レーザ
とは、可視光（波長範囲４００〜７００ｎｍ）を放出
し、ＣＷ若しくはパルスで動作する低出力のものとす
る。放出持続時間が０．２５秒までのクラス２レーザの
出力パワー若しくはエネルギーは、これに対応するクラ
ス１のＡＥＬに制限しなければならない。ＣＷレーザで
は、放出持続時間が０．２５秒以上のクラス２レーザ出
力パワーの上限は、１ｍＷである。

【００２０】クラス分けの基準時間であるが、今回議論
する波長４００ｎｍ以上のレーザ製品で、製品の機能若
しくは設計上レーザ放射を覗きこんで使用しない場合は
軽減された持続時間１０００秒が適用される。

【００２１】この発明では、皮膚に対する安全性は目に
対する安全性よりしきい値が数桁大きく全く問題ない。
したがって、レーザ製品のクラス分けは目に対する安全
性で決定される。即ち最も厳しいしきい値で議論する必
要がある。また光ファイバコネクタのように一般消費者
により頻繁に取り外しを行う用途のあるものに関して
は、コネクタが外れたときにレーザ光が目にはいること
を前提にした設計にしてその光量を規定レベルのクラス
１若しくはクラス２以下に抑えるか、機械的若しくは電
気的なシャッタ等で外部へ漏れない構造にする必要があ
る。この発明は前者に相当する。

【００２２】例えば、近年家庭内ネットワーク用途とし
てＰＯＦが注目されているが、そのＰＯＦには波長透過
域より波長６５０ｎｍの半導体レーザが光源として使用
される。ＮＲＺ符号で伝送レート２５０Ｍｂｐｓのとき
を例に取り目に入る光量の既定値を算出する。

【００２３】通常通信用ＬＤはパルス変調されるのでパ
ルスレーザの規定をあてはめる必要がある。波長４００
〜１４００ｎｍに対するＭＰＥは、次の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の中で最も厳しいものを用いて決定され
る。他の波長に関しては次の（ａ），（ｂ）の厳しいほ
うで決定される。

【００２４】（ａ）パルス列内のどの単一パルスからの
露光も、単一パルスからのＭＰＥをこえてはいけない。（ｂ）パルス持続時間Ｔのパルス列の平均放射照度は、
パルス持続時間Ｔの単一パルスに対するＭＰＥをこえて
はならない。（ｃ）パルス列内のどの単一パルスからの露光も、次の
式で算出したＭＰＥｔｒａｉｎをこえてはならない。

【００２５】ＭＰＥｔｒａｉｎ＝ＭＰＥｓｉｎｇｌｅ×
Ｎ＾０．２５ＭＰＥｔｒａｉｎ：パルス列内の単一パルスからの露光ＭＰＥｓｉｎｇｌｅ：単一パルスのＭＰＥＮ：露光中に予測されるパルスの数

【００２６】以上の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を放射パワ
ーに換算する。放出持続時間ｔ秒（パルス幅）に対する
ＡＥＬをＡＥＬ（ｔ）、これに対する光量をＰｍａｘ
（ｔ）、パルス列の持続時間をＴ秒、Ｔ秒中のパルス数
をＮ、パルス列の平均放射パワー（平均光量）をＰａ、
及びパルス列中の単一パルスに対して許容される出射光
量をＰとすると、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は以下の
式になる。

【００２７】（ａ）Ｐ＜＝Ｐｍａｘ（ｔ）＝ＡＥＬ（ｔ）／ｔ … （ｂ）Ｐａ＜＝Ｐｍａｘ（Ｔ）＝ＡＥＬ（Ｔ）／ｔ … ∴Ｐ＝Ｐａ＊Ｔ（Ｎ＊ｔ）＜＝ＡＥＬ（Ｔ）／（Ｎ＊ｔ）（ｃ）Ｐ＜＝（ＡＥＬ（ｔ）＊Ｎ＾０．２５））／ｔ …

【００２８】ＮＲＺ符号で２５０Ｍｂｐｓであるので、
周波数ｆは１２５ＭＨｚとなる。また、通常信号は０１
０１の繰り返しでなく、０や１が５〜１０個連続した値
となる場合もある。ここでは０若しくは１が最大で５個
まで続く符号方式を考える。パルス幅の最小値は４ｎｓ
ｅｃ、最大値は２０ｎｓｅｃとなるので、平均値として
１２ｎｓｅｃのパルスの０１０１が１２５ＭＨｚで繰り
返すとして取り扱う。Ｔ秒すなわち１０００秒ではパル
ス数Ｎは４．１７Ｅ１０となる。

【００２９】ここで最大許容露光量について算出する。
図１５及び図１６はパルス駆動時のレーザ出力の換算方
法の一例である。時間Ｔ、周波数Ｆに対し、パワーＰ、
平均パワーＰａ、パルス発生時間ｔとしている。

【００３０】（ａ）の場合、図１５を用いて算出する。
式にｔ＝１２ｎｓｅｃに対応するＡＥＬを代入すると
Ｐ＜＝ＡＥＬ（ｔ）／ｔ＝７＊（１０＾−４）＊（ｔ＾
−０．２５）＝６６．９ｍＷ

【００３１】（ｂ）の場合、図１６を用いて算出する。
式にＴ＝１０００ｓｅｃに対するＡＥＬ、１０００ｓ
ｅｃ中のパルス幅及びｔを代入するとＰ＜＝ＡＥＬ
（Ｔ）／（Ｎ＊ｔ）＝２＊ＡＥＬ（Ｔ）／Ｔ＝０．２４
６ｍＷ

【００３２】（ｃ）の場合式に１０００ｓｅｃ中のパルス数Ｎを代入するとＰ＜＝ＡＥＬ（ｔ）＊（Ｎ＾−０．２５）／ｔ＝７＊１０＾−４＊（ｔ＾０．７５）／ｔ＊（Ｎ＾−
０．２５）＝７＊１０＾−４＊（ｔ＾−０．２５）／ｔ＊（Ｎ＾−
０．２５）＝０．１５ｍＷ

【００３３】従って、この場合ＡＥＬｔｒａｉｎで規制
されることになる。万が一、送信側の光ファイバコネク
タが外れて目へ送信光が入射しても大丈夫なクラス１、
２として使用するためには目に対する入射光量を０．１
５ｍＷ以下に抑える必要がある。

【００３４】目に対する入射光量の定義を図１３を用い
て説明する。ここで、目に対する入射光量とは網膜へ結
像する量で、レーザの出力を０．１５ｍＷに抑えると言
うことではない。波長も４００ｎｍ以下や１４００ｎｍ
以上の光は網膜まで到達しないのであまり問題とならな
い。また、レーザ光放射部と目との距離が離れている場
合は当然光量が弱くなるので問題とならない。逆に距離
が近すぎる場合も網膜上に結像することが困難であるた
め問題とならない。

【００３５】通常はレーザ光放射部からの距離１００ｍ
ｍで目の開口７ｍｍφへの入射光量で定義する。よって
当然放射光の広がりが大きい場合や光源が大きい場合よ
り、光源が小さく広がり角が小さい場合により問題とな
る。今回の場合光源は点光源に近いため、目に対する入
射量は図に示すごとく光ファイバへの入射光の励振ＮＡ
に依存する。

【００３６】このように網膜に結像する光量が最大とな
るのは、光源から１００ｍｍの位置であり、網膜へ入射
する開口は７ｍｍ（瞳の大きさ）であるので、光源から
１００ｍｍの位置でφ７ｍｍのアパーチャに入る最大光
量を求め、その光量が０．１５ｍＷ以下となる放射角
（励振ＮＡ）以上するか、光源出力を前記光量が０．１
５ｍＷ以下になる様調整する。

【００３７】目への入射光量０．１５ｍＷをレーザの出
力に換算した場合すなわち、レーザの励振ＮＡと光ファ
イバへの入射出力の関係を図１４に示す。このようにか
なりレーザの出力を下げるか若しくは励振ＮＡを大きく
しないとクラス１若しくは２以下に抑えることができな
い。

【００３８】一方、光ファイバが受信側のソケットから
外れたとき、光ファイバから出射する光量は、光ファイ
バを構造ＮＡ０．３、口径１ｍｍのＰＯＦとすると、フ
ァイバ出射光の目への結合効率という形で求めると、（（７：目の開口）＾２／（６０：目の位置での放射光
直径）＾２）＊（（０．０１２：目の受光角のＮＡ変換
値）＾２）／（０．３：ファイバの構造ＮＡ）＾２）＝
０．００００２

【００３９】また、ファイバからの放射光の場合分散光
源観察状態に相当するので、ＡＥＬはＡＥＬ＝６６３６０００Ｊ・ｍ＾−２・ｓｒ＾−１＝０．００２５５Ｊ・（７ｍｍφの面積）−２・（１
０＾−５ｓｒ）＾−１

【００４０】Ｔ＝１０００であるので＝０．００２５５＊１０＾−３・（７ｍｍφの面積）−２・（１０＾−５ｓｒ）＾−１＝０．００２５５ｍＷ・（７ｍｍφの面積）−２・（１０＾−５ｓｒ）＾ −１＝０．００２５５＊５００００＝１２７．５ｍＷファイバ端で１２７．５ｍＷまでｏｋとなりこちらは全
く問題のない値となり、前述の送信側のコネクタが外れ
た時に目の安全性を確保する必要がある。

【００４１】実施例以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述す
る。これによってこの発明が限定されるものではない。（第１の実施例）図１はこの発明の基本的な原理を説明
するための概略断面図であり、図２はレセプタクルの円
筒４と送信光を図１のＡ方向から見た図である。

【００４２】図１において、光ファイバモジュール１は
半導体レーザ及び送信光学系を内包した送信光放射部材
２、レセプタクル３、レセプタクル３に固着して取り付
けられているフェルール固定用の円筒部材４を備えてい
る。ここで送信光放射部材中の半導体レーザが出射する
送信光１ａは後述するファイバの光軸８に対し角度θ１
だけ傾斜させた構成としている。そして、半導体レーザ
の送信光１ａの延長線はフェルール固定用の円筒４と交
差するように構成されている。

【００４３】送信光１ａが直接外部へ放射されない条件
すなわち、送信光１ａを光ファイバの光軸より所定の角
度θ１だけ傾斜させ、円筒部材４に一旦反射させてから
外部へ１ｂのように発散されるような形態にする。円筒
４の形状・材質等で送信光の発散乱が生じ、前記ファイ
バ端からの出射の場合と同様の理由で結果的に目への入
射光量、正確には網膜への結像光量を大幅に減ずること
が可能となる。その結果シャッタのような機械的な処置
や送信光量を下げる処置を取らないと大きい送信光量を
維持できる。

【００４４】また、図２は半導体レーザから出射した主
光線の軌跡を示している。送信光放射部材２に設けられ
た半導体レーザからの主光線１ａは円筒部材４によって
反射され、１ｂに示すように拡散している様子を示して
いる。半導体レーザを傾斜させ、円筒部材４で反射させ
ることで、目へ入射する前の光の広がり角を大きくする
ことができ、許容量以上の網膜へ結合がなくなる。

【００４５】上記説明した構成についてさらに詳細に説
明する。つまり、半導体レーザからの送信光１ａが光フ
ァイバを接続しないときに円筒部材で反射させる理由に
ついて説明する。

【００４６】光源が半導体レーザで通常楕円型の強度分
布を示すので、今回は半値全角／／８°、半値全角⊥３
０°の半導体レーザを使用し、光学系でＮＡ変換された
後の大きい方の角度すなわち⊥方向の角度をθと規定し
た場合の目に対する許容ＬＤ出力について説明する。

【００４７】まず、図３にレーザの主光線に対する放射
全角と許容ＬＤ出力の関係を示す。上記で説明したよう
に半導体レーザ光放射部より１００ｍｍの位置で目の開
口７ｍｍφの目への入射光量の許容値は０．１５ｍＷで
あるが、レーザの送信光に対する放射全角が大きくなる
にしたがって、曲線（ａ）のように許容量も大きくな
る。

【００４８】同じく放射レーザ光を１／２だけ散乱させ
た場合の結果もあわせて曲線（ｂ）で示す。散乱させた
場合、許容ＬＤ出力は大きくすることができ、ＬＤの出
力を上げることが可能となる。さらに曲線（ｂ）の場合
より半導体レーザをファイバの光軸に対しより大きく傾
斜させることで、レーザ光の３／４を円筒部材で散乱す
ることが可能な構成にすると曲線（ｃ）のように許容Ｌ
Ｄ出力をさらに大きくすることができる。

【００４９】したがって、レーザビームの少なくとも一
部が円筒部材４で反射されている場合にはレセプタクル
に接続されていない状態での外部へのレーザ光放射を減
少させることができ、特に送信光１ａの光軸が円筒部材
４と交差するような構成にすれば、外部への放射光量を
１／２程度に減少させることができ、その分だけレーザ
の出力を上げることが可能になる。

【００５０】次に光ファイバコネクタ５をレセプタクル
３に接続した場合について説明する。その場合の略断面
図を図４に示す。光ファイバコネクタ５がレセプタクル
３に装填された状態では、図４に示すように、送信光は
光ファイバ７への結合位置において屈折し角度が光軸に
対しある角度に変換される。図４に示す光ファイバ端面
の形状は光ファイバ光軸に対して垂直である構成をして
いる。この場合のファイバの伝搬条件は光ファイバのコ
アの屈折率をｎ１、クラッドの屈折率をｎ２としたと
き、屈折率の関係から、θ１＜ｓｉｎ^-1（√（ｎ１²
−ｎ２²））を満足すれば送信光は光ファイバ７の中を
伝搬することができる。

【００５１】以上説明したレセプタクルの円筒部材４
は、光ファイバコネクタ５の受け側の部材も兼ねる場合
があるため、ステンレス等の金属が望ましい。しかし、
金属は反射率６０〜８５％と比較的高いため、送信光が
発散するような形状に設計することが重要である。ま
た、図５の１０に示すように、送信光が反射する部分の
みを、送信光の発散に適した形状に設計し、フェルール
６の受けとして使用する他の部分とは別の形状にするこ
とも可能である。

【００５２】（第２の実施例）前記実施例は、光ファイ
バコネクタのフェルールの受け側である、レセプタクル
の円筒の内面を用いて送信光を発散させているが、光フ
ァイバがＰＯＦ等で軸ずれ精度が要求されない場合は、
円筒の内面を送信光を散乱させる程度に粗くしておいて
もよい。図６に円筒部材４の内面に光散乱部材１１を形
成した構造を示す。ここでは円筒部材４が成型樹脂製品
であれば、内表面を成型時に凹凸ができるようにする。
また、金属でもつや消しのメッキを施して反射光が散乱
するように表面処理を施し、被膜を形成しておくことも
可能である。

【００５３】同様に、図７には円筒部材４内壁に光吸収
部材１３を塗布し、ＬＤからの光を吸収するような構成
にした例である。ここで光吸収部材１３を例えばカーボ
ンを含有した黒色エポキシ（反射率約５％）等で構成す
ると送信光１ａの外部へ漏れる光量は約１／１０程度に
減少することが可能となり、目に対するＬＤの許容出力
は図３の曲線（ａ）の１０倍にすることが可能である。

【００５４】光吸収性の黒色エポキシ樹脂の代わりに、
光吸収率の大きいＮｉ等の金属、顔料等を含有したアク
リル樹脂、若しくはジルコニア等のセラミックスを用い
てもよい。ジルコニアセラミックであれば、レセプタク
ルとしての精度、強度両方とも実現することが可能であ
る。

【００５５】また、送信光１ａを反射する部分のみに光
吸収部材１３を形成しておくことも可能である。作成方
法としては例えば成型の場合にはインサート成型で可能
である。なお、図７の１ｂは送信光が吸収されて光量が
減少していることを示す。外部へ漏れる光量Ｐｏは図７
の状態での光吸収部材の反射率をｒ、送信光放射部から
の光の出力量をＰとするとＰｏ＝Ｐ＊ｒとなる。

【００５６】（第３の実施例）図８では、レセプタクル
の円筒部材４５に送信光遮蔽用穴１５が設けられている
構成である。この実施例は光ファイバコネクタが外され
たとき、送信光が幾何学的に外部へ洩れないようにした
場合の一例である。光ファイバコネクタが外された状態
で、送信光１ａはレセプタクル内の送信光遮蔽用穴１５
にはいり、送信光遮蔽用穴１５の側壁で遮蔽され、送信
光１は外部に直接漏れない構造になっている。

【００５７】また、図９は外部に送信光遮蔽部材１７を
付加して送信光が直接外部に漏れないような構成であ
る。要は光ファイバコネクタの挿入を妨げない形で、送
信光を外部に漏れないような幾何学的な処置を施せばよ
い。

【００５８】（第４の実施例）この発明はコネクタの取
り外しがほとんどない幹線系のシングルモード石英ファ
イバへ適用しても意味がない。最も効果的なのがデジタ
ルオーディオ等に利用されているＰＯＦである。ＰＯＦ
はファイバの口径も構造ＮＡも比較的大きいので、送信
光を斜めに入射してもファイバの伝搬モード（図１０の
光線２１ａ）となり結合しやすい。しかしながら、図１
０の光線２１ｂに示すように、場合によっては光線の一
部がリーキモードとなる場合もある。このような場合、
図１１に示すようにファイバ端面を斜めにカットすれ
ば、送信光自体はファイバの光軸に対し傾斜して入射す
るが、ファイバに結合時にファイバ端面がプリズムのよ
うに働き、ファイバ入射後は光軸に水平に入射したのと
同様の効果を持たせることができる。

【００５９】一方、前記斜め端面はコネクタを所定の向
きに挿入しないと効果がない欠点があるので、誤挿入防
止キー２０のような位置決めが必要である。図１２は光
ファイバ端面を球状にしたＰＯＦを用いた構成である。
球端面の場合は、リーキモードとなりやすい外周部の光
線をファイバ結合時により大きく屈折させるレンズ効果
があり、ＰＯＦや比較的口径とＮＡの大きいＨＣＰＦで
効果的である。また、光ファイバ端面を円錐状にしても
よい。円錐の場合は中心部より偏芯させて送信光を結合
する必要があるが、ＰＯＦは口径が０．５〜１ｍｍと大
きいので特に問題とならない。

【００６０】Ｇ１ファイバ特に石英製の場合、ＮＡが小
さくまた、ファイバコアの外周部になるとほぼクラッド
との屈折率差が小さくなり光を結合しにくい。また口径
も小さい。このような場合はコネクタの回転ができない
欠点はあるが図１１の斜め端面を使用するのが効果的で
ある。

【００６１】

【発明の効果】この発明に係る光通信モジュールは、送
信光の光ファイバへの斜め入射により送信光が発散、散
乱、吸収されるので、人体に有害な強いレーザ光線が通
信モジュール外部へ漏れることを防止することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光通信モジュールの第１の実施例の
概略断面図である。

【図２】この発明の光通信モジュールの実施例の概略断
面図である。

【図３】この発明におけるレーザの主光線に対する放射
全角と許容ＬＤ出力の関係を示す図である。

【図４】この発明の光通信モジュールをファイバと接続
した場合の概略断面図である。

【図５】この発明の光通信モジュールの第１の実施例を
説明する概略断面図である。

【図６】この発明の光通信モジュールの第２の実施例を
説明する概略断面図である。

【図７】この発明の光通信モジュールの第２の実施例の
変形例を説明する概略断面図である。

【図８】この発明の光通信モジュールの第３の実施例を
説明する概略断面図である。

【図９】この発明の光通信モジュールの第３の実施例の
変形例を説明する概略断面図である。

【図１０】光ファイバ端面が垂直な場合の光線の説明図
である。

【図１１】この発明において、光ファイバ端面が傾斜し
ている場合の光線の説明図である。

【図１２】この発明において、光ファイバ端面が球状で
ある場合の光線の説明図である。

【図１３】光源と網膜への結像光量の関係を説明する概
略図である。

【図１４】光ファイバの励振ＮＡと目への入射光量を所
定値以下に抑えるためのレーザ出力の関係図である。

【図１５】パルス駆動時のレーザ出力の換算方法の一例
を示す説明図である。

【図１６】パルス駆動時のレーザ出力の換算方法の一例
を示す説明図である。

【図１７】従来の光通信モジュールの構成を示す説明図
である。

【図１８】従来の光通信モジュールの構成を示す説明図
である。

【符号の説明】

１モジュール１ａ送信光２送信光放射部材３レセプタクル４円筒５コネクタ６フェルール７光ファイバ８光ファイバ光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田英明大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者岩井敬文大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者倉田幸夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者田村寿宏大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 CA08 CA10 DA03 DA04 DA06 DA15 DA31 DA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信光を出射する放射部材と、放射部材
に外部伝送用の光ファイバを離脱可能に接続するための
接続具を備え、その接続具は光ファイバ接続時に光ファ
イバの端部を同軸に受入れて固定する筒状の収容部を有
し、光ファイバ接続時には光放射部材からの送信光はそ
の光軸が光ファイバの光軸と所定角度で交差して光ファ
イバ端面へ入射し、光ファイバの離脱時には前記出射ビ
ームが収容部内壁に衝突するように、放射部材と接続具
とが配置されてなる光通信モジュール。
【請求項２】収容部は、衝突する出射ビームを発散す
るように内壁が加工されてなる請求項１記載の光通信モ
ジュール。
【請求項３】収容部は、衝突する出射ビームを散乱さ
せる光散乱部材を内壁に備えてなる請求項１記載の光通
信モジュール。
【請求項４】収容部は、衝突する出射ビームを吸収す
る光吸収部材を内壁に備えてなる請求項１記載の光通信
モジュール。
【請求項５】収容部は、衝突する出射ビームを反射吸
収する凹部を内壁に備えてなる請求項１記載の光通信モ
ジュール。
【請求項６】光ファイバの前記端部は端面が光ファイ
バの光軸に垂直で、光ファイバはコアおよびクラッドが
それぞれ屈折率ｎ１，ｎ２を有するとき、前記所定角度
がｓｉｎ^-1（√ｎ１²−ｎ２²）より小さいことを特徴と
する請求項１記載の光通信モジュール。
【請求項７】光ファイバの前記端部は端面が光ファイ
バの光軸に垂直な面に対して鋭角をなす請求項1記載の
光通信モジュール。
【請求項８】光ファイバの前記端部は端面が凸レンズ
状に形成されてなる請求項1記載の光通信モジュール。