JP2006119609A - 多心フェルール、多心フェルールファイバアレイ、光分岐装置、光分岐装置群、光分配器、及び、画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】 分岐数が多くなっても過剰損失が小さい光分岐装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 光分岐装置１０は、複数の発光部１２を有する１つの面発光型レーザ装置と、発光部１２と同数本設けられた複数本の光ファイバ１６と、各発光部１２からの各光信号を各光ファイバ１６にそれぞれ光結合させる結合レンズ１８と、を備えている。これにより、１つの発光部から分岐させて各光ファイバに光結合させる場合に比べ、発光部１２からの光のうち光ファイバ１６に入射されない光の割合が大幅に小さい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光素子から光を分岐することに用いる多心フェルール、多心フェルールファイバアレイ、光分岐装置、光分岐装置群、光分配器、及び、画像表示システムに関する。

電気信号を光信号に変換し、この光信号を伝送する種々の方式が知られている。例えば、複数の発光点を有する発光素子に同一の電気信号を与えて駆動させる方式（特許文献１参照）や、２次元のレーザアレイを位相結合し、光ファイバに入射する方式（特許文献２参照）が知られている。

ところで、これらの方式は、何れも１本の光ファイバに光信号を光結合させるものであり、複数本の光ファイバに分岐するものではない。一方、同一の光信号を複数本の光ファイバに分岐することが必要となるケースが、近年、益々増大しつつある。

光信号を複数本の光ファイバに光結合させる方式としては、例えば図２０に示すように、アレイ状に配列された各半導体レーザ部１８２と、各半導体レーザ部１８２に対応する複数本の光ファイバ１８６とを光結合させる光結合装置１８０が開示されている（特許文献３参照）。しかしながら、同一の光信号を複数本の光ファイバに分岐することについては特許文献３には開示されていない。

この他に、光信号を分岐する手段として、導波路型カプラやスプリッターなどが知られている。大口径の光ファイバを用いたカプラとしては、例えば図２１に示すように、シート状導光路１９２にプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１９６を接続したファイバカプラ１９０が開示されている（特許文献４参照）。一般的にファイバカプラとしては、シングルモードの導波路型カプラや５０μｍの石英マルチモードファイバカプラなどが広く使用されている。

しかし、このようなファイバカプラでは、分岐数が多くなると過剰損失が増大するという難点がある。ここで、過剰損失については、ファイバカプラから出射された光量の和ＱＩをファイバカプラの入射側に供給する光量ＱＥで除算した値をデシベル変換した値ＱＬで評価され得る。

ＱＬ ＝ −１０×Ｌｏｇ（ＱＩ／ＱＥ）
ＱＬが大きいほど過剰損失が大きい。

また、ＰＯＦ用のファイバカプラを用いる場合、分岐数が多くなっても過剰損失が増大しないというメリットがあるが、過剰損失がもともと大きいという難点がある。図２２、図２３を用いてこのことをやや詳細に説明すると、ＱＩ／ＱＥは、光ファイバ９６の断面積の合計値（図２２では、８本の光ファイバの断面積の合計値）を、光ファイバ９６の入射側で発光するシート状導光路９２の断面積（すなわちＢ×ｔによって算出される断面積）で除算した値と同じになる。なお、過剰損失は、図２２で斜線を付した部分から出射する光量に対応する。従って、ＰＯＦ用のファイバカプラでは、光ファイバ９６の本数が増大してもＱＩ／ＱＥの値は変化せず、このため、ＱＬの値も変化しない。そして、図２３から判るように、過剰損失の値は、分岐数が３０を越えるまで、スプリッターの場合よりも大きい。

また、光信号伝送等に用いられる光ファイバは、貫通孔を有するフェルールに接着固定され、このフェルールと共に光ファイバ先端部を研磨することで、結合端面を形成し、さらに光プラグや光コネクタに保持され、発光素子、受光素子または他の光ファイバと光結合することにより、光通信や光信号処理を行うのに用いられている。また、複数の信号の送受信用として、貫通孔を複数有する（すなわち複数の光ファイバを固定する）多心フェルールについても提案されている（例えば特許文献５〜７）
更に、複数の発光部を有する発光素子アレイと光ファイバとをレンズアレイを介して光接続させることを可能とする光結合装置が提案されている（例えば特許文献８参照）。

また、同一信号で駆動する複数の光信号を出射する垂直共振型面発光レーザーダイオードが提案されている（例えば特許文献９参照）。

また、１個の多心コネクタを複数の多心コネクタに配列する光ファイバ分岐装置が提案されている（例えば特許文献１０参照）。

しかし、特許文献５〜１０に提案されたものでは、過剰損失が大きいという難点がある。また、更に小型化及び部品点数削減化を進めることが要望されている。
特開２００３−１５２２８４号公報 特開２０００−２９９５３４号公報 特開２００２−２４３９８７号公報 特開２０００−３２９９６２号公報 特開平１１−５２１８８号公報 特開２００１−３４３５５４号公報 特開２００３−１０７２８５号公報 特開２００２−２４３９８２号公報 特開２００３−１５２２８７号公報 特開平６−１１８２８２号公報

本発明は、上記事実を考慮して、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい多心フェルール、多心フェルールファイバアレイ、光分岐装置、光分岐装置群、光分配器、及び、画像表示システムを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、複数の発光部を有する少なくとも１つの発光素子と、前記複数の発光部と同数設けられた複数の導光手段と、前記複数の発光部からの各光信号を前記複数の導光手段にそれぞれ光結合させる光結合手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、複数の発光部に同一の電気信号を入力することにより各発光部からそれぞれ光信号を出射させ、光結合手段により、この複数の光信号をそれぞれ対応する各導光手段に光結合させることが可能になる。このように、各発光部からの光信号を各導光手段に光結合させることができるので、１つの発光部から分岐させて各導光手段に光結合させる場合に比べ、発光部からの光のうち光導光手段に入射されない光の割合が大幅に小さい。従って、構成が簡素で、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい光分岐装置を実現させることができる。

請求項２に記載の発明は、前記複数の導光手段が光ファイバで構成されることを特徴とする。これにより、長距離の光伝送に際しても、導光手段の構成を簡素にして、光のロスを少なくすることができる。

請求項３に記載の発明は、前記複数の発光部が１次元アレイ状又は２次元アレイ状に配列されていることを特徴とする。これにより、導光手段の入射光側も１次元アレイ状又は２次元アレイ状に配列することができ、導光手段の取り扱いが容易になる。

請求項４に記載の発明は、前記光結合手段がレンズ又は反射鏡で構成されることを特徴とする。これにより、結合手段の構成を簡素にすることができる。

請求項５に記載の発明は、前記発光素子が面発光型レーザで構成されることを特徴とする。これにより、複数の発光部を１次元アレイ状又は２次元アレイ状に容易に配列することができる。また、複数の発光部から同一の光信号を発光させることが容易である。

ところで、これらの光分岐装置は、単独で利用される場合と、複数の分岐装置を用いシステムも構成する場合とがある。単独で利用される場合、例えば、映像分配を行う装置では、具体的にはＤＶＩ信号をＲ、Ｇ、Ｂ、クロック信号に各々対応させて、光伝送を行う。このような場合、各光ファイバを個々に単心フェルールに固定し、結合端面を形成し、プラグ（コネクタ）を取り付けたのでは、部品点数、及び、研磨等の加工プロセスの工程数が非常に多くなり、装置の大型化やコストアップなどの難点が懸念される。

そこで、請求項６に記載の発明は、一括して駆動される一括駆動型面発光レーザより出射された信号光が複数本の光ファイバに光結合されるように、１次元配列または２次元配列で光ファイバ挿入用の孔部が形成されていることを特徴とする。

このように、請求項６に記載の発明では、一括駆動型面発光レーザより出射された信号光が各光ファイバに光結合されるように孔部が配列されている。従って、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい多心フェルールとすることができる。また、多心フェルールの断面積を小さくすることが可能になるので、小型化された多心フェルールとすることが可能になる。更に、部品点数、研磨等の加工プロセスの工程数が大幅に多くなることを防止できる。

請求項７に記載の発明は、上記多心フェルールがプラスチック製であることを特徴とする。通常、ファイバフェ-ルールは金属（例えばZr）粉体の焼結や、電鋳（例えばNi）により作製される。このように作製されるフェルールは、精度が非常に良いが、高価である。本発明では、プラスチックのプリフォームを線引きすることより、フェルールを作製し醸成することにより、多心フェルーを安価に作製・構成できる。

請求項８に記載の発明は、隣り合う前記孔部の孔壁同士の間隔が５０μｍ以上であることを特徴とする。これにより、孔部の形成が容易になる。

請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のうちいずれか１項に記載の多心フェルールと、前記多心フェルールの前記各孔部にそれぞれ光入射端が固定された前記各光ファイバと、を備えたことを特徴とする。これにより、小型化され、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい多心フェルールファイバアレイとすることができる。

請求項１０に記載の発明は、前記一括駆動型面発光レーザと、請求項９に記載の多心フェルールファイバアレイと、前記一括駆動面発光レーザより出射された信号光を前記多心フェルールファイバアレイに固定されている前記各光ファイバの光入射端に光結合させる共通レンズと、を有することを特徴とする。これにより、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい光分岐装置とすることができる。

請求項１１に記載の発明は、前記各光ファイバの光出射端は、それぞれ、単心フェルールに固定されて光コネクタを構成していることを特徴とする。これにより、複数の光分岐装置からの各々の信号を、複数の受信装置に接続する構成が、標準的なコネクタ（例えばSCコネクタ）を用い容易に実現できる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の光分岐装置を複数備え、各光分岐装置に設けられている前記光ファイバの光出射端の少なくとも１つが共通のフェルールに束ねられて光コネクタを構成していることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明により、１つの共通のフェルールで１セットの光信号（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、及び、クロック信号を１セットとした光信号）を伝送することができ、部品点数を削減できるとともに受信装置に接続に際し使い勝手が良い。

請求項１３に記載の発明は、外部から電気信号が伝達される電気インターフェイスと、前記電気インターフェイスからの電気信号を光信号に変換する電光変換回路と、前記電光変換回路からの光信号を受信する請求項１２に記載の光分岐装置群と、を備えたことを特徴とする。通常の外部装置（例えばPC）は、電気インターフェイスで構成されるため、本発明の電気インターフェイスと接続することにより、効率的に光信号を分配する光分配器とすることができる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の光分配器と、前記光分配器に外部から接続された光コネクタと、前記光コネクタから分岐する複数本の光ファイバにそれぞれ接続され、光ファイバからの光信号を電気信号に変換する複数の光電変換回路と、前記光電変換回路からの電気信号により画像表示する複数の画像表示装置と、を備えたことを特徴とする。これにより、簡素なシステムで効率良く同時に画像表示を行う画像表示システムとすることができる。

本発明は上記構成としたので、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい多心フェルール、多心フェルールファイバアレイ、光分岐装置、光分岐装置群、光分配器、及び、画像表示システムを実現させることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１、図２に示すように、第１実施形態に係る光分岐装置１０は、複数の発光部１２を有する１つの面発光型レーザ１４と、各発光部１２からの光信号を受ける複数本の光ファイバ１６と、各発光部１２と各光ファイバ１６とをそれぞれ光結合させる結合レンズ（凸レンズ）１８と、を有する。複数本の光ファイバ１６が各発光部１２からの光信号を受けることができるように、発光部１２の個数と光ファイバ１６の本数とは同数になっている。

図２に示すように、面発光型レーザ１４は、チップ２０と、チップ２０の上面側に設けられた１つの電極２２と、を備えている。チップ２０の下面側、すなわち裏面側がカソード側であり、チップ２０の上面側、すなわち表面側がアノード側である。電極２２は、電力が供給され得るようにワイヤ２４でボンディングされている。また、チップ２０の上面側には、１次元アレイ状に配列された上記の複数の発光部１２が形成されており、電極２２は発光部１２からの出射光を遮らない形状にされている。

面発光型レーザ１４、結合レンズ１８、光ファイバ１６の配置位置は、複数の発光部１２からの各出射光を、各光ファイバ１６の入射面側の端面に合わせた寸法に結合レンズ１８で拡大し、各光ファイバ１６に光結合させる（すなわち入射させる）ことが可能なように設定されている。発光部１２の径は１０μｍφ程度であり、結合レンズ１８で数倍に拡大させた結像光２６は１００μｍφ以下のスポット光であるので、径が２００μｍφ以上の大口径の光ファイバに容易に光結合させることができる。例えば、結合レンズ１８で５倍に拡大させ、５０μｍピッチで配列した発光部１２を２５０μｍピッチの光ファイバアレイに容易に光結合させることができる。

本実施形態では、複数の発光部１２が１つの電極２２に設けられているので、複数の発光部１２に同一の電気信号を入力して各発光部１２からそれぞれ同一の光信号を出射させることができる。そして、結合レンズ１８により、各発光部１２に対応する光ファイバ１６にこの光信号を入射する。従って、１つの発光部からの光を分岐させて各光ファイバ１６にそれぞれ光結合させる場合に比べ、各発光部１２からの出射光のうち光ファイバに入射されない光の割合が大幅に小さい。従って、分岐数が多くなっても過剰損失が著しく小さい光分岐装置１０を実現させることができる。

＜解析例＞
本発明者は、本実施形態に係る光分岐装置１０として、９個の発光部１２が一列に（すなわち１次元アレイ状に）配列された装置で、発光部１２と光ファイバ１６とを光結合させたときの過剰損失がどの程度であるかをシミュレーション解析した。発光部１２と光ファイバ１６との組み合わせたＮｏ．１〜９について、光信号の挿入損失を図３に示す。

図３から判るように、各組み合わせナンバーについて、挿入損失は９．９ｄＢ前後であった。フレネル損失がない場合の挿入損失は９．５ｄＢ程度であり、過剰損失は０．４ｄＢ程度であるという解析結果になった。フレネル損失が０．４ｄＢ程度であるので、本解析計算により、過剰損失はフレネル損失程度に抑えられることが判った。

また、本発明者は、光ファイバ１６の入射側端面がＺ軸方向に位置ずれした場合に、Ｎｏ．１〜９の挿入損失の最大値（以下、最大挿入損失という）がどの程度であるかをシミュレーション解析した。ここで、Ｚ軸方向とは光軸方向のことである。解析結果を図４に示す。図４では、光ファイバ１６の入射側端面が発光部１２に対して遠ざかる場合を正で示し、近づく場合を負で示す。図４から判るように、Ｚ軸方向に±１５０μｍ以内の位置ずれでは、最大挿入損失はほとんど変化しないという結果になった。従って、Ｚ軸方向には少なくとも３００μｍの位置ずれ許容幅があることが判った。

更に、本発明者は、同様にして、面発光型レーザ１４がＺ軸方向に位置ずれした場合に最大挿入損失がどの程度であるかをシミュレーション解析した。解析結果を図５に示す。図５では、面発光型レーザ１４が光ファイバ１６の入射側端面に対して遠ざかる場合を正で示し、近づく場合を負で示す。図５から判るように、Ｚ軸方向に−１００μｍから＋２０μｍまでの位置ずれでは、最大挿入損失がほとんど変化しないという結果になった。従って、Ｚ軸方向に１００μｍ以上の位置ずれ許容幅があることが判った。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図６に示すように、第２実施形態に係る光分岐装置３０は、複数の発光部を配列状態で有するパッケージ３２と、パッケージ３２の各発光部からの光信号を受ける複数本の光ファイバ５６と、各発光部と各光ファイバ５６とをそれぞれ光結合させる１つのボールレンズ３８と、を有する。発光部は第１実施形態と同様に一列に配置されている。

また、光分岐装置３０は、パッケージ３２を固定するパッケージホルダ３３と、ボールレンズ３８を固定するレンズホルダ３９と、光ファイバ５６をアレイ状に配置して固定するファイバアレイホルダ３７と、を備えている。パッケージホルダ３３、レンズホルダ３９、及び、ファイバアレイホルダ３７は、互いに位置合わせされた上で固定されている。

このような構成により、パッケージ３２の各発光部からの光は、光ファイバ５６の入射面側の端面に合わせた寸法となるようにボールレンズ３８で拡大され、各光ファイバ５６に光結合されるようになっている。

寸法例としては、発光部の配列のピッチ数が５０μｍ、ボールレンズ３８の径が５ｍｍφ、光ファイバ５６のコア径が２００μｍφ、光ファイバ５６の配列のピッチ数が２５０μｍである。ボールレンズ３８は、各発光部からの出射光を５倍に拡大して光ファイバ５６の入射側の端面で結像している。ボールレンズ３８の中心から、各発光部に接する発光側平面Ｓ１までの距離Ｄ１は、４．９５mmである。ボールレンズ３８の中心から、光ファイバ５６の入射側の端面に接する入射側平面Ｓ２までの距離Ｄ２は、２５．６mmである。

光分岐装置３０を製造する際、光ファイバ５６からの出力が最大となるように、パッケージホルダ３３、レンズホルダ３９、ファイバアレイホルダ３７をＸ方向、Ｙ方向、及びγ方向に調整し、固定する。光ファイバ５６を整列させるために、ファイバアレイホルダ３７にＶ溝を形成してもよく、また、ファイバアレイホルダ３７に、光ファイバ５６の径に合わせた挿通孔を所定位置に予め形成しておいてもよい。

本実施形態により、簡単な構成で過剰損失の小さい光分岐装置ができる。また、コア径が２００μｍφの光ファイバ５６を用いているので、結合に対する許容度が比較的大きく、作製が容易である。また、ボールレンズ３８を用いているのでレンズのホルダに対して中心軸を容易に合わせることが可能であり、レンズの面倒れなどを考慮する必要がなく、設計が容易になる。更に、本実施形態の構成では、ファイバ長を除いた光分岐装置の長さを４０ｍｍ以下にすることが可能であり、装置の小型化が実現される。

なお、本実施形態ではボールレンズ３８を用いているが、光結合させることができるレンズであれば同様に用いることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図７に示すように、第３実施形態に係る光分岐装置は、第１実施形態に比べ、発光部５２が２次元アレイ状（例えば縦３列、横３列）に配列された面発光型レーザ５４を備えている。

第１実施形態と同様、発光部５２の径は１０μｍφ程度であり、発光部５２と光ファイバとを光結合させる結合レンズで数倍に拡大しても１００μｍ以下のスポット光であるので、径が２００μｍφ以上の大口径の光ファイバに容易に光結合させることができる。例えば、５０μｍピッチで３×３（縦３列、横３列）に配置された各発光部５２からの出射光を結合レンズで６倍に拡大させ、３００μｍピッチで３×３のアレイ状に配列された各光ファイバ５６（図８参照）に容易に光結合させることができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。図９に示すように、本実施形態に係る光分岐装置６０は、発光源として第３実施形態で説明した面発光型レーザ５４（図７参照）を備えた装置である。本実施形態では、光分岐装置を単独で用いる例を説明する。

面発光型レーザ５４は、複数の発光部を有し共通電極(アノード)から電気信号を供給することで、同一の光信号を複数発生させる面発光レーザであり、発光部５２（図７参照）が２次元状(３×３)に配列されている。この面発光型レーザ５４は、スポット間ピッチが５０μｍピッチで形成されている。また、この面発光型レーザ５４は、TO-46缶に内装されている。

光分岐装置６０は、第２実施形態で説明した光分岐装置３０に比べ、ファイバアレイホルダ３７に代えて、多心フェルール６７と、多心フェルール６７を外側面側から保持する金属管６８と、を備えている。

多心フェルール６７は、一括して駆動される一括駆動型の面発光型レーザ５４の各発光部５２より出射された信号光が複数本の光ファイバ５６に光結合されるように、２次元配列で光ファイバ挿入用の挿入孔６２が形成されている。本実施形態では、光ファイバ５６を３×３、すなわち縦３列、横３列にアレイ状に保持するように挿入孔６２が形成されている。

図１０に示すように、挿入孔６２のピッチＰは３００μｍで形成され、挿入孔６２の孔径ｄが２４０μｍ程度にされている。従って、隣り合う孔壁同士の間隔Ｂは６０μｍになっており、本実施形態では、多心フェルール６７の材質はポリエーテルケトンである。なお、多心フェルール６７の材質は、ガラスやＺｒ（ジルコニウム）等であってもよい。

光分岐装置６０に設けられている９本の光ファイバ５６の一方端側は、多心フェルール６７の挿入孔６２に接着固定され、先端部を研磨することで、結合端面が形成されている。一方、他方端側の光ファイバ端面も同様な端面研磨が行われている。光ファイバ５６の長さは例えば２ｍである。光ファイバ５６としては、コア径２００μｍ（クラッド径：２３０μｍ）のGI型HPCF（ハードプラスチッククラッドファイバ）で住友電気工業製のものを用いている。

面発光型レーザ５４と多心フェルール６７との間に配置されたボールレンズ３８は、直径が５ｍｍφであり、各発光部５２からの光を６倍に拡大して各光ファイバ５６の入射端面に光結合させている。

また、多心フェルール６７は、金属管６８に挿入され、接着剤などで固定されている。レンズホルダ３９は本実施形態では金属製であり、金属管６８はレンズホルダ３９に溶接で固定されている（図９参照）。なお、レンズホルダ３９は、プラスチックなどの射出成形等で作製したものであってもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る光分岐装置６０には、同一の光信号を複数の発光部５２からそれぞれ発生させる面発光型レーザ５４が設けられている。そして、多心フェルール６７の端部で、各発光部５２からの出射光が各光ファイバ５６に光結合している。従って、小型化され、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい多心フェルール６７とすることができる。そして、多心フェルール６７の各挿入孔６２に光ファイバ５６が挿入されてなる多心フェルールファイバアレイ６９でも、小型化され、分岐数が多くなっても過剰損失が小さい。

また、隣り合う孔壁同士の間隔Ｂは６０μｍである。隣り合う孔壁同士の間隔Ｂは５０μｍ以上で構成することが、作製プロセス上望ましい。これにより、挿入孔６２の形成が容易になっている。

なお、上記寸法の光分岐装置６０で、光ファイバ５６の出射端側（単心側）での出射光の損失を計測したところ、２dB程度であった。

＜実験例＞
本発明者は、第４実施形態に係る光分岐装置の一例を用い、光の損失がどの程度であるかを測定する実験を行った。本実験例では、９本の光ファイバ５６に順次番号を付けた。そして、各光ファイバ５６の入射端面に各発光部５２からのレーザ光を光結合させた際、多心フェルールの入射端面における光強度分布を測定した。光強度分布の計測結果を図１１−１、図１１−２に示す。

更に、各光分岐装置について、過剰損失（図１２参照）及び各光ファイバ５６の挿入損失（図１３参照）をそれぞれ測定した。なお、図１３で、８種類の折れ線は図１２における光ファイバのサンプル番号１〜８に対応しており、横軸の「光ファイバの番号」は光ファイバの端面における９ヶ所の測定位置に対応している。

図１２、図１３からわかるように、両損失とも良好な特性を示しており、過剰損失の低下が顕著に認められた。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。図１４に示すように、本実施形態では、第４実施形態で、光ファイバ５６の出射端側が単心フェルール７７に固定されており、単心ＳＣ型コネクタ７８に取り付けられている。

これにより、複数の光分岐装置からの各々の信号を、複数の受信装置に接続する構成が、標準的なコネクタを用い容易に実現できる。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態について説明する。本実施形態に係る光分配器８０は、複数の光分岐装置を用いてモジュールを構成しており、図１５〜図１７に示すように、外部から電気信号が伝達される電気インターフェイス８２と、電気インターフェイス８２からの電気信号を光信号に変換する電光変換回路８４と、電光変換回路８４からの光信号を受信する光分岐装置群６１と、を備えている。光分岐装置群６１は、４つの第４実施形態に係る光分岐装置６０Ａ〜Ｄで構成される。更に、光分配器８０は光アダプタ８６を備えている。この光アダプタ８６は、光分岐装置群６１を構成する後述の光コネクタ９０が接続され、かつ外部から光コネクタが接続可能にされている。

４つの光分岐装置６０は、例えばＤＶＩ信号をＲ、Ｇ、Ｂ、クロック信号に対応している。この場合、パーソナルコンピュータからの電気ＤＶＩ信号を入力させるＤＶＩコネクタを電気インターフェイス８２が備えている。そして、電光変換回路８４はこの電気信号を光に変換し、光分配器８０によって映像信号などが分配される。

光分岐装置６０Ａ〜Ｄは、光ファイバ５６の出射端側以外の構成は、第４実施形態の光分岐装置６０と同じ構成である。本実施形態では、４本の光ファイバが取付けられて光コネクタ９０を構成する共通フェルール８８が、一台あたりの光分岐装置に設けられた光ファイバの本数と同じだけ（本実施形態では９個）設けられている。９個の共通フェルール８８は全て同じ構成なので、以下、１つの共通フェルール８８について説明し、他の共通フェルールについては説明を省略する。

光分岐装置６０Ａの光ファイバのうち１本の出射端側は、共通フェルール８８に取付けられて固定されている。光分岐装置６０Ｂ〜Ｃについても同様である。すなわち、光分岐装置６０Ａの光ファイバ５６Ａ、光分岐装置６０の光ファイバ５６Ｂ、光分岐装置６０Ｃの光ファイバ５６Ｃ、及び、光分岐装置６０Ｄの光ファイバ５６Ｄが、いずれも１本づつ共通フェルール８８に固定されている。

光アダプタ８６は、外部から図示しない光コネクタが接続可能であり、この光コネクタに取付けられている図示しない外部の光ファイバで、数ｍから数１００ｍの距離にわたって光信号が伝送できるようになっている。

本実施形態により、コネクタを構成する１つの共通フェルール８８で１セットの光信号（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、及び、クロック信号を１セットとした光信号）を伝送することができ、部品点数を削減できるとともに受信装置に接続に際し使い勝手が良く、効率的に光信号を分配する光分配器８０とすることができる。

［第７実施形態］
次に、第７実施形態について説明する。図１８に示すように、本実施形態に係る画像表示システム１００は、映像を電気信号で送信するパーソナルコンピュータ１０２と、パーソナルコンピュータ１０２からの電気信号を受信する第６実施形態に係る光分配器８０と、を備えている。更に、画像表示システム１００は、光分配器８０に接続された外部光コネクタから分岐する複数本のケーブル状の光ファイバ１０６と、各光ファイバ１０６にそれぞれ接続され、光ファイバ１０６からの光信号を電気信号に変換する複数のレシーバ（光電変換回路）１０４と、レシーバ１０４からの電気信号により画像表示する複数のモニタ（画像表示装置）１０８と、を備えている。パーソナルコンピュータ１０２と光分配器８０とはＤＶＩケーブル１１０で接続され、同様に、レシーバ１０４とモニタ１０８とがＤＶＩケーブル１１２で接続されている。

パーソナルコンピュータ１０２からの映像信号（電気信号）は、光分配器８０に設けられた電光変換回路８４（図１５、図１７参照）でＥＯ変換され、変換されてなる光信号は、複数の光ファイバ１０６を経由し、複数のレシーバ１０４に伝送される。レシーバ１０４では、ＯＥ変換された電気信号がモニタ１０８に伝送され、モニタ１０８で映像が表示される。

本実施形態により、画像を表示するための信号を、複数のモニタ１０８に効率良く分配して表示することが可能となる。

［第８実施形態］
次に、第８実施形態について説明する。図１９に示すように、本実施形態に係る画像表示システム１２０は、複数の受講場所で同時に講義状況を表示する例である。

本実施形態に係る画像表示システム１２０は、パーソナルコンピュータ１２２と、パーソナルコンピュータ１２２にスイッチ１２３を介して接続された光分配器８０と、を備えている。講師は、パーソナルコンピュータ１２２のHDD(ハードディスクドライブ)などの電子情報をスイッチ１２３を経由して電気信号で光分配器８０に送信するようになっている。また、講師の講義映像を取り込む、図示しない画像取込手段から取り込んだ映像をスイッチ１２３を経由して電気信号で光分配器８０に送信することも可能である。

また、画像表示システム１２０は、光分配器８０に接続された外部光コネクタから分岐する複数本のケーブル状の光ファイバ１０６と、各光ファイバ１０６にそれぞれ接続され、光ファイバ１０６からの光信号を電気信号に変換する複数のレシーバ（光電変換回路）１０４と、レシーバ１０４からの電気信号により画像表示する複数の大型モニタ（画像表示装置）１１８と、を備えている。スイッチ１２３と光分配器８０とはＤＶＩケーブル１１０で接続されている。

更に、画像表示システム１２０は、パーソナルコンピュータ１２２にスイッチ１２３を介して接続されたサーバ１２４と、サーバ１２４に接続された複数台の受講者用のパーソナルコンピュータ１３２と、各パーソナルコンピュータ１３２にそれぞれ接続され、パーソナルコンピュータ１３２が受信した画像データを表示するディスプレイ１３４と、を備えている。

講師のパーソナルコンピュータ１２２からの映像信号（電気信号）は、スイッチ１２３を経由し、光分配器８０内でＥＯ変換される。そして、変換されてなる光信号は、複数の光ファイバ１０６を経由し、複数のレシーバ１０４に伝送される。レシーバ１０４では、ＯＥ変換された電気信号が大型モニタ１１８に伝送、表示される。

また、講師のパーソナルコンピュータ１２２からの映像信号は、スイッチ１２３を切り替えることで、受講者個別のパーソナルコンピュータ１３２に伝送されるか、あるいはサーバ１２４を介して電子情報の共有を行うことが可能になっている。

受講者は、各自のパーソナルコンピュータ１３２に表示された情報を編集でき、更に、個別の情報をパーソナルコンピュータ１３２からサーバ１２４に格納することができる。講師は、サーバ１２４より各受講者の編集された電子情報を確認する。そして、再び、講師のパーソナルコンピュータ１２２から映像信号（電気信号）を送信する。送信されたこの映像信号は、スイッチ１２３を経由し、光分配器８０内でＥＯ変換される。そして、変換されてなる光信号は、複数の光ファイバ１０６を経由し、複数のレシーバ１０４に伝送される。レシーバでは、ＯＥ変換された電気信号が、大型モニタ１１８に伝送、表示される。

本実施形態により、画像を表示するための信号を、複数の大型モニタ１１８やディスプレイ１３４に効率良く分配して表示でき、しかも、このような一連の操作を繰り返しながら、講義を進めることが可能となる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る光分岐装置の構成を示す模式図である。 図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態に係る光分岐装置を構成する面発光型レーザの側面断面図、及び、平面図である（簡明のために、図２（Ｂ）ではワイヤの描画を省略している）。 第１実施形態の解析例での解析結果を示すグラフ図である。 第１実施形態の解析例での解析結果を示すグラフ図である。 第１実施形態の解析例での解析結果を示すグラフ図である。 第２実施形態に係る光分岐装置の構成を示す側面断面図である。 第３実施形態に係る光分岐装置を構成する面発光型レーザの平面図である。 第３実施形態に係る光分岐装置を構成する光ファイバアレイの入射面側の配列を示す模式図である。 第４実施形態に係る光分岐装置の構成を示す側面断面図である。 第４実施形態に係る光分岐装置を構成する多心フェルールの正面図である。 第４実施形態の実験例で測定された光強度分布を示すモニタ画面の正面図である。 第４実施形態の実験例で測定された光強度分布を示すモニタ画面の正面図である。 第４実施形態の実験例で算出された過剰損失を示すグラフ図である。 第４実施形態の実験例で算出された挿入損失を示すグラフ図である。 第５実施形態に係る光分岐装置で、光ファイバの各出射端側に単心フェルールが取付けられていることを示す模式図である。 第６実施形態に係る光分配器の構成を示す模式的な側面図である。 第６実施形態に係る光分配器に配列された光コネクタの正面図である。 第６実施形態に係る光分配器の構成を示す模式図である。 第７実施形態に係る画像表示システムの構成を示す模式図である。 第８実施形態に係る画像表示システムの構成を示す模式図である。 従来の光分岐装置の一例を示す部分側面断面図である。 従来の光分岐装置の一例を示す斜視図である。 従来の光分岐装置の一例で、シート状導光路の出射面側の端面と、光ファイバの入射面側の端面と、を示す模式図である。 従来の光分岐装置の一例で、スプリッター、及び、ＰＯＦ用のファイバカプラにおける過剰損失を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ 光分岐装置
１２ 発光部
１４ 面発光型レーザ（面発光型レーザ、一括駆動型面発光型レーザ）
１６ 光ファイバ
１８ 結合レンズ（レンズ、共通レンズ）
３０ 光分岐装置
３６ 光ファイバ
３８ ボールレンズ（レンズ、共通レンズ）
５２ 発光部
５４ 面発光型レーザ（面発光型レーザ、一括駆動型面発光型レーザ）
５６ 光ファイバ
５６Ａ 光ファイバ
５６Ｂ 光ファイバ
５６Ｃ 光ファイバ
５６Ｄ 光ファイバ
６０ 光分岐装置
６０Ａ 光分岐装置
６０Ｂ 光分岐装置
６０Ｃ 光分岐装置
６０Ｄ 光分岐装置
６１ 光分岐装置群
６２ 挿入孔（孔部）
６７ 多心フェルール
６９ 多心フェルールファイバアレイ
７７ 単心フェルール
８０ 光分配器
８２ 電気インターフェイス
８４ 電光変換回路
８８ 共通フェルール（共通のフェルール）
９０ 光コネクタ
１００ 画像表示システム
１０２ パーソナルコンピュータ
１０４ レシーバ（光電変換回路）
１０６ 光ファイバ
１０８ モニタ（画像表示装置）
１１８ 大型モニタ（画像表示装置）
１２０ 画像表示システム
１２２ パーソナルコンピュータ
１３４ ディスプレイ（画像表示装置）

Claims (14)

1. 複数の発光部を有する少なくとも１つの発光素子と、
   前記複数の発光部と同数設けられた複数の導光手段と、
   前記複数の発光部からの各光信号を前記複数の導光手段にそれぞれ光結合させる光結合手段と、
   を備えたことを特徴とする光分岐装置。
2. 前記複数の導光手段が光ファイバで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光分岐装置。
3. 前記複数の発光部が１次元アレイ状又は２次元アレイ状に配列されていることを特徴とする請求項1又は２に記載の光分岐装置。
4. 前記光結合手段がレンズ又は反射鏡で構成されることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の光分岐装置。
5. 前記発光素子が面発光型レーザで構成されることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載の光分岐装置。
6. 一括して駆動される一括駆動型面発光レーザより出射された信号光が複数本の光ファイバに光結合されるように、１次元配列または２次元配列で光ファイバ挿入用の孔部が形成されていることを特徴とする多心フェルール。
7. プラスチック製であることを特徴とする請求項６に記載の多心フェルール。
8. 隣り合う前記孔部の孔壁同士の間隔が５０μｍ以上であることを特徴とする請求項６又は７に記載の多心フェルール。
9. 請求項６〜８のうちいずれか１項に記載の多心フェルールと、
   前記多心フェルールの前記各孔部にそれぞれ光入射端が固定された前記各光ファイバと、
   を備えたことを特徴とする多心フェルールファイバアレイ。
10. 前記一括駆動型面発光レーザと、
    請求項９に記載の多心フェルールファイバアレイと、
    前記一括駆動面発光レーザより出射された信号光を前記多心フェルールファイバアレイに固定されている前記各光ファイバの光入射端に光結合させる共通レンズと、
    を有することを特徴とする光分岐装置。
11. 前記各光ファイバの光出射端は、それぞれ、単心フェルールに固定されて光コネクタを構成していることを特徴とする請求項１０に記載の光分岐装置。
12. 請求項１０に記載の光分岐装置を複数備え、各光分岐装置に設けられている前記光ファイバの光出射端の少なくとも１つが共通のフェルールに束ねられて光コネクタを構成していることを特徴とする光分岐装置群。
13. 外部から電気信号が伝達される電気インターフェイスと、
    前記電気インターフェイスからの電気信号を光信号に変換する電光変換回路と、
    前記電光変換回路からの光信号を受信する請求項１２に記載の光分岐装置群と、
    を備えたことを特徴とする光分配器。
14. 請求項１３に記載の光分配器と、
    前記光分配器に外部から接続された光コネクタと、
    前記光コネクタから分岐する複数本の光ファイバにそれぞれ接続され、光ファイバからの光信号を電気信号に変換する複数の光電変換回路と、
    前記光電変換回路からの電気信号により画像表示する複数の画像表示装置と、
    を備えたことを特徴とする画像表示システム。

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