JP2006332800A - 光コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】
USBコネクタは、電気を媒体として導電性の端子などにより物理的に接続されてデータ通信や給電を行っているのであるが、このような物理的な接続にあっては、ユーザにより多数回にわたる挿抜行為がなされたり、手荒に使用されたりすることにより、配線欠損による通信不良が多く発生してしまうという問題が生じており、改善が求められていた。
【解決手段】
上記課題を解決する為に、本発明では、コネクタ内に光送信モジュールと光受信モジュールを配設して、この光送信モジュールにより光伝送用に変換された光信号を、空間を隔てて対峙される光送信モジュールと光受信モジュールとで空間光伝送することにより解決する。
【選択図】図1

Description

本発明は、光コネクタに関する。特に、光送信モジュールと光受信モジュールを備え、コネクタ内部で空間光伝送により情報の伝送を行う光コネクタに関する。
パソコン(パーソナルコンピュータ)をはじめとする電子機器は、その機能を高めるため、例えばマウス、プリンタ、キーボードなどの周辺機器を本体の外部に接続して、データ通信を行っており、このようなパソコン等と周辺機器を接続してデータ通信するための手段が各種提供されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
また、近年、パソコンなどの電子機器と周辺機器の拡張性を高めるために、USB(Universal Serial Busの略)が規定され広く使用されている。このUSBは、例えばパソコンにあっては、プリンタ、マウスなどの周辺機器におけるUSB対応デバイスの通信に共通に使用できるシリアルインターフェース規格であり、USBを使用することによって、パソコンの電源を入れたままの状態でプリンタなど多くの周辺機器を簡単に着脱することができるため、周辺装置とパソコンとの間におけるデータ通信の利便性が著しく向上している。
そして、パソコン等の電子機器において、機器本体と周辺機器などとを電気的に接続し、これらの間で信号電送を行うケーブルの接続に、USBケーブルが用いられており、また、このUSBケーブルと機器本体や周辺機器との接続を行うコネクタとして、USBコネクタが用いられている(例えば、特許文献3参照。)。
特開平11−187143号公報 特開平11−136869号公報 特開2004−336512号公報
ところで、このようなUSBコネクタは、電気を媒体として導電性の端子などにより物理的に接続されてデータ通信や給電を行っているのであるが、このような物理的な接続にあっては、ユーザにより多数回にわたる挿抜行為がなされたり、手荒に使用されたりすることにより、配線欠損による通信不良が多く発生してしまうという問題が生じており、改善が求められていた。
従って、本発明は、このような問題を解決するために、配線欠損による接続不良を防止することができ、挿抜寿命が長く、信頼性の高い光コネクタを提供することにある。
前述した目的を達するために、本発明では、コネクタ内に光送信モジュールと光受信モジュールを配設して、この光送信モジュールにより光伝送用に変換された光信号を、空間を隔てて対峙される光送信モジュールと光受信モジュールとで空間光伝送することにより解決する。
具体的には、本発明の請求項1の光コネクタは、電子機器同士あるいは電子機器と周辺機器とを接続し、機器間の情報伝送を行う第1のコネクタ及び第2のコネクタを備える光コネクタであって、前記第1のコネクタは、筐体内部に入力される電気信号を光信号に変換して前記第2のコネクタに向けて送信する少なくとも1の光送信モジュールが配設され、前記第2のコネクタは、筐体内部に前記第1のコネクタの光送信モジュールに対峙し、前記第1のコネクタの光送信モジュールからの光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信モジュールが配設され、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが着脱可能なことを特徴とする。
この本発明は、物理的な接続を用いずに、筐体内部に光送信モジュールと光受信モジュールを対峙して配設して、空間光伝送により情報伝送を行うので、配線欠損による接続不良が発生することなく、挿抜寿命も半永久的となる光コネクタを提供することができる。
また、データ情報の伝送手段として光伝送を採用するので、伝送の高速化、高容量化を図ることができる。更には、かかる光伝送は筐体の内部で実施されるので、漏話(クロストーク)を抑制することができるとともに、アイセーフティを図ることができ、信頼性や安全性にも優れる。
なお、接続対象となる電子機器としては、例えば、パソコン(クレイドルなどと接続されている場合を含む)を始めとするディジタル機器などが挙げられ、また、周辺機器としては、例えば、マウス、プリンタ、キーボード、デジタルスティルカメラ、デジタルビデオカメラ、USBメモリなどが挙げられる。
本発明の請求項2の光コネクタは、前記した請求項1において、前記第1のコネクタは、複数の光送信モジュールが配設され、前記第2のコネクタは、前記光送信モジュールに対応する複数の光受信モジュールが配設されていることを特徴とする。
この本発明は、第1のコネクタに配設される光送信モジュール及び第2のコネクタに配設される光受信モジュールをそれぞれ複数としているので、一方向に複数の光伝送を実施することができ、情報伝送の高速化を図ることができる。
本発明の請求項3の光コネクタは、電子機器同士あるいは電子機器と周辺機器とを接続し、機器間の情報伝送を行う第1のコネクタ及び第2のコネクタを備える光コネクタであって、前記第1のコネクタは、筐体内部に入力される電気信号を光信号に変換して前記第2のコネクタに向けて送信する少なくとも1の光送信モジュール、及び前記第2のコネクタからの光信号を受信して電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信モジュールが配設され、前記第2のコネクタは、筐体内部に前記第1のコネクタの光送信モジュールに対峙し、前記第1のコネクタの光送信モジュールからの光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信モジュール、及び前記第1のコネクタの光受信モジュールに対峙し、入力される電気信号を光信号に変換して前記第1のコネクタの光受信モジュールに向けて送信する光送信モジュールが配設され、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが着脱可能なことを特徴とする。
この本発明は、第1のコネクタ及び第2のコネクタに光送信モジュール及び光受信モジュールを配設するようにしているので、双方向の光伝送を実施することができ、情報伝送の多様化を図ることができる。
本発明の請求項4の光コネクタは、前記した請求項2または請求項3において、前記第1のコネクタの内部及び前記第2のコネクタの内部に遮光体が配設され、当該遮光体により前記第1のコネクタ又は前記第2のコネクタの光送信モジュールにより送信される光信号の光路が分離されることを特徴とする。
この本発明は、遮光体により光信号の光路が分離されているので、光信号同士が干渉することもなく、安定した空間光伝送を実施することができる。
本発明の請求項5の光コネクタは、前記した請求項2または請求項3において、前記第1のコネクタ及び前記第2のコネクタの光送信モジュールにより送信される光信号の波長がそれぞれ異なり、かつ、前記光送信モジュールに対応する光受信モジュールに、当該対応する光送信モジュールより送信される光信号の波長のみを通過させる波長選択フィルタが配設されていることを特徴とする。
この本発明は、光送信モジュールにより発信される光信号の波長がそれぞれ異なるようにして、かつ、光受信モジュールに、対応する光送信モジュールより発信される光信号の波長のみを通過させる波長選択フィルタを配設しているので、光受信モジュールは対応する光送信モジュールからの光信号を確実に受信することができ、安定した空間光伝送を実施することができる。
本発明の請求項6の光コネクタは、前記した請求項2または請求項3において、前記第1のコネクタ及び前記第2のコネクタの前記光送信モジュールにより送信される光信号の波長がそれぞれ異なり、かつ、前記光送信モジュールに対応する光受信モジュールに配設される受光素子が、当該対応する光送信モジュールより送信される光信号の波長のみを選択して受信することを特徴とする。
この本発明は、光送信モジュールにより発信される光信号の波長がそれぞれ異なるようにして、かつ、光受信モジュールに配設される受光素子が、対応する光送信モジュールより発信される光信号の波長のみを選択して受信するので、前記した請求項5と同様、光受信モジュールは対応する光送信モジュールからの光信号を確実に受信することができ、安定した空間光伝送を実施することができる。
本発明の請求項7の光コネクタは、電子機器同士あるいは電子機器と周辺機器とを接続し、機器間の情報伝送を行う第1のコネクタ及び第2のコネクタを備える光コネクタであって、前記第1のコネクタは、筐体内部に入力される電気信号を光信号に変換して前記第2のコネクタに送信する少なくとも1の光送信部と、前記第2のコネクタから前記光送信部の光信号と異なる波長の光信号を受信して電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信部と、前記第2のコネクタからの光信号を前記光受信部に向けるとともに前記光送信部からの光信号を前記第2のコネクタに向ける波長選択フィルタと、を含む光送受信モジュールが配設され、前記第2のコネクタは、筐体内部に前記第1のコネクタの光送受信モジュールに対峙し、前記第1のコネクタの光送信部からの光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信部と、入力される電気信号を光信号に変換して前記第1のコネクタの光受信部に送信する光送信部と、前記第1のコネクタの光送信部からの光信号を前記第2のコネクタの光受信部に向けるとともに前記第2のコネクタの光送信部からの光信号を前記第1のコネクタの光受信部に向ける波長選択フィルタと、を含む光送受信モジュールが配設され、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが着脱可能なことを特徴とする。
この本発明は、第1のコネクタ及び第2のコネクタに光送受信モジュールを配設して光伝送を行うので、双方向の光伝送を実施することができ、情報伝送の多様化を図ることができる。また、光送受信モジュールを採用することにより、請求項3の光コネクタと比較しても、更なる部材点数の削減や省スペース化を図ることができ、その結果、光コネクタの小型化を好適に実施することができる。
本発明の請求項8の光コネクタは、前記した請求項1から請求項7において、前記筐体が導電性材料で形成され、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタの接触によって、前記筐体同士が電気的に接続され、前記筐体を介して電気信号又は直流電流が供給可能となることを特徴とする。
この本発明は、導電性材料で形成された筐体同士が、第1のコネクタと第2のコネクタが接続される際に物理的に接触される構成を採用しているため、両コネクタ間で電気を媒体とした給電(直流電流の供給)や電気信号の供給(データ通信)を実施することができる。
本発明の請求項9の光コネクタは、前記した請求項1から請求項8において、更に、前記第1のコネクタの筐体内部に光によって電力を供給する給電用の光送信モジュール、及び前記第2のコネクタの筐体内部に光によって電力を供給される給電用の光受信モジュールをそれぞれ備えることを特徴とする。
この本発明は、光によって電力を供給する給電用の光送信モジュールを、及び光によって電力を供給される給電用の光受信モジュールを備えているので、情報伝送とあわせて電力も光伝送することができる光コネクタとなる。
本発明の光コネクタによれば、導電性の端子を物理的に接続させてデータ情報の伝送を行うという従来の構成を用いず、データ情報の伝送を、筐体の内部に光送信モジュールと光受信モジュールを対峙して配設して、筐体の内部でこれら光送信モジュールと光受信モジュールによる非接触の光伝送により実施するため、配線欠損による接続不良を防止することができ、半永久的な挿抜寿命を有する光コネクタを提供可能とする。また、データ情報の伝送手段として光伝送を採用しているので、伝送の高速化、高容量化を図ることができ、更には、光伝送を筐体の内部で実施することにより、漏話を抑制し、アイセーフティを図ることができることにより、信頼性や安全性にも優れる光コネクタとなる。
以下、本発明の実施形態の一態様を図面に基づいて説明する。
(I)第1実施形態:
(A)光コネクタ1:
図1は本発明の光コネクタの一態様を示した図であり、図1(a)は、第1のコネクタと第2のコネクタを取り外した状態、図1(b)は、第1のコネクタと第2のコネクタとを接続した状態を示した概略図である。
また、図2は、前記した図1(b)の状態(両コネクタを接続した状態)における筐体内部の構成を示した模式図である。
本実施形態の光コネクタ1は、筐体117の内部に光送信モジュール111を配設した第1のコネクタ11と、筐体127の内部に光受信モジュール121を配設した第2のコネクタ12からなり、図1(a)及び図1(b)にも示すように、第1のコネクタ11と第2のコネクタ12は着脱可能とされている。具体的には、図1(a)の状態で第1のコネクタ11を第2のコネクタ12に、図1(a)の矢印方向に挿入することにより、図1(b)の状態で両者が接続される。
また、図1(b)に示すように、第1のコネクタ11と第2のコネクタ12とを接続した状態にあっては、光送信モジュール111と光受信モジュール121は、空間を隔てて対峙される。
図1及び図2に示す構成の光コネクタ1は、光伝送により一方向に(第1のコネクタ11側から第2のコネクタ12側に)データを転送することができるので、例えば、第1のコネクタ11の機器接続部113と周辺機器であるデジタルスティルカメラ(DSC:Digital Still Cameraの略)(図示せず)を、第2のコネクタ12の機器接続部123と、電子機器であるパソコンと接続されたクレイドル(図示せず)をそれぞれ接続し、DSCからクレイドルに大量の画像データを転送することができる。
(B)光送信モジュール111及び光受信モジュール121:
光コネクタ1を構成する第1のコネクタ11の一端に配設される光送信モジュール111は、モールド部118に収容され、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diodeの略)などの発光素子112を備えるとともに、図示しないドライバを備え、また、第1のコネクタ11の他端には、機器接続部113が設けられており、電子機器であるDSC(図示せず)に形成された所定の接続部と接続される。
光送信モジュール111は、DSC側から出力されたデータ(電気信号)を、この機器接続部113の内部に形成された端子(図示せず)が受け入れ、図示しないドライバに供給する。ドライバはこのデータ信号を用いて発光素子112を駆動し、駆動された発光素子112は、入力される電気信号を光伝送用の光信号に変換して、空間を隔てて対峙される光受信モジュール121に向かって、レンズ114を介して発光する。
一方、第2のコネクタ12の一端に配設される光受信モジュール121は、モールド部128に収容され、例えば、フォトダイオードなどの受光素子122を備える。この受光素子122は、光送信モジュール111の発光素子112からの光信号をレンズ124を介して受信し、受信した光信号を電気信号に変換する。変換された電気信号は、第2のコネクタ12の他端に形成される機器接続部123の図示しない端子に出力され、機器接続部123に接続されるクレイドルに送られる。このようにして、DSCから送信されたデータ(例えば、画像データ)を、光コネクタ1を介してクレイドル(図示せず)が受信できることになる。なお、この光受信モジュール121は、バッファ(図示せず)を備えるようにして、受信したデータを一時的に蓄えるようにしてもよい。
また、光伝送を効率よく行うためには、第1のコネクタ11と第2のコネクタ12を接続した場合における光送信モジュール111と光受信モジュール121との間隔を、概ね50mm以下とすればよい。一方、このような光伝送によるデータ通信を行った場合にあっては、データ伝送速度を100Mbps以上(上限としては10Gbps)と、従来と比較して数十倍から数百倍の高速の通信が可能となる。
(C)筐体117,127:
前記した光送信モジュール111及び光受信モジュール121は、いずれも第1のコネクタ11及び第2のコネクタ12を構成する筐体(前者は筐体117,後者は筐体127)の内部に保持固定される。この筐体117,127は、断面を略矩形状とし、いずれも導電性材料、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレススチール、ニッケル、銅、及びこれらの合金などの金属で形成される。
第1のコネクタ11と第2のコネクタ12を接続するには、第1のコネクタ11を構成する筐体(筐体117)の先端を、第2のコネクタ12を構成する筐体(筐体127)の先端の開口部127a(図1(a)参照)から挿入して嵌合一体化させる。この際、いずれの筐体117,127も導電性材料で形成されているから、筐体117と筐体127を接触させて一体化させると、筐体117,127同士が電気的に接続されることになるので、筐体117,127を介して電気信号や直流電流を供給することができる。
なお、筐体117,127により直流電流の供給(給電)や電気信号の供給を行う場合にあっては、筐体117,127に2つの経路を形成させる必要がある。
図3及び図4は、筐体117に2つの経路を形成した一例であり、図3は、筐体117を第1筐体117aと第2筐体117bの2つの部材に分けて構成した状態を示した概略図、図4は、筐体117に絶縁部117cを形成した状態を示した概略図である。このようにして、筐体117に2つの経路を形成するようにすれば、筐体117と筐体127の物理的な接触により給電や電気信号の供給、データ通信が簡便に実施される。
なお、図3及び図4では、第1のコネクタ11を構成する筐体117のみを示したが、第2のコネクタ12を構成する筐体127についても同様な構成を採用すればよい。
また、図示しないが、第1のコネクタ11及び第2のコネクタ12を構成する筐体117,127を二重として、内側の筐体同士、及び外側の筐体同士が接触するようにしても、2つの経路を形成させることができる。以上説明した筐体117,127の構成は、本実施形態だけでなく、後記する各実施形態においても適用することができる。
(D)第1実施形態の効果
このような第1実施形態の光コネクタ1によれば、筐体117,127内部に光送信モジュール111と光受信モジュール121を対峙して配設して空間光伝送により情報伝送を行うようにしている。したがって、配線欠損による接続不良も発生せず、挿抜寿命も半永久的となり、また、データ情報の伝送手段として光伝送を採用することにより、伝送の高速化、高容量化を図ることができる。
そして、かかる光伝送は筐体の内部で実施されるので、漏話(クロストーク)を抑制することができるとともに、アイセーフティを図ることができ、信頼性や安全性にも優れる光コネクタとなる。
(II)第2実施形態:
本発明の第2実施形態の光コネクタ2について、図5を用いて説明する。
前記した第1実施形態で説明した光コネクタ1は、第1のコネクタ11に光送信モジュール111を、また、第2のコネクタ12に光受信モジュール121をそれぞれ1つずつ配設し、一方向の空間光伝送を実施するものであった。
これに対して、本実施形態の光コネクタ2は、第1のコネクタ11に2つの光送信モジュール111a,111bを、第2のコネクタ12に、この光送信モジュール111a,111bに対応した2つの光受信モジュール121a,121bを配設して、一方向に複数の空間光伝送(一方向多重光伝送)を実施する。
図5は、第2実施形態の光コネクタ2における筐体内部の構成を示す模式図である。本実施形態の光コネクタ2は、第1のコネクタ11に配設された2つの光送信モジュール111a,111bと第2のコネクタ12に配設された2つの光受信モジュール121a,121bが、コネクタ内部で空間を隔てて対峙されている。
ここで、第1のコネクタ11においては光送信モジュール111aと光送信モジュール111bが、第2のコネクタ12においては光受信モジュール121aと光受信モジュール121bが横並びに配設されている一方、第1のコネクタ11の光送信モジュール111a及び第2のコネクタ12の光受信モジュール121aと、第1のコネクタ11の光送信モジュール111b及び第2のコネクタ12の光受信モジュール121bを分けるように遮光体8が配設されている。この遮光体8の配設により、第1のコネクタ11における2つの光送信モジュール111a,111bから発信される光信号の経路が分離されることとなり、2つの光信号が干渉しあうこともなく、光伝送をより効率よく実施することができる。
なお、図5にあっては、かかる遮光体8は、第1のコネクタ11に配設される第1遮光体81と、第2のコネクタ12に配設される第2遮光体82からなり、両コネクタ11,12が接続される際に第1遮光体81の先端と第2遮光体82の先端が突き合って接する態様を示している。
なお、かかる遮光体8を導電性材料で形成するようにすれば、遮光体8によって第1のコネクタ11と第2のコネクタ12が電気的に接続されることになるので、例えば、図3に示すような構成を採用してわざわざ2つの経路を形成させなくとも、遮光体8と筐体117,127により2つの経路が形成されるので、両コネクタ間で給電や電気信号の伝送(データ通信)を実施することができる。
一方、図5に示した遮光体8を形成しなくとも、第1のコネクタ11における2つの光送信モジュール111a,111bにより発信される光信号の波長をそれぞれ異なるようにして、第2のコネクタ12の光受信モジュール121a、121bに対して、対応する光送信モジュールより発信される光信号の波長のみを通過させる波長選択フィルタを配設したり、光受信モジュールの光受信素子にDBR(Distributed Bragg Reflectorの略)を形成したりすれば、光信号が干渉しあうこともない。同様に、2つの光送信モジュール111a、111bにより発信される光信号の波長をそれぞれ異なるようにする場合にあっては、光受信モジュール121a、121bに配設される受光素子122を異なるバンドギャップの材料で形成して、対応する光送信モジュールより発信される光信号の波長のみを選択して受信するようにしてもよく、これらにより、前記したような遮光体8を配設することなく、波長多重の光伝送をより効率よく実施することができる。以下の実施形態で、同方向に波長多重したり双方向に波長多重したりする場合も同様である。
このような第2実施形態の光コネクタ2によれば、第1のコネクタ11に配設される光送信モジュール111a,111b及び第2のコネクタ12に配設される光受信モジュール121a,121bを2つ配設している構成を採用することにより、一方向に複数の光伝送を実施することができ、情報伝送の高速化を図ることができる。
(III)第3実施形態:
本発明の第3実施形態の光コネクタ3について、図6を用いて説明する。
本実施形態の光コネクタ3は、第1のコネクタ11に光送信モジュール111cと光受信モジュール121dをそれぞれ1つずつ、また、第2のコネクタ12にも光送信モジュール111dと光受信モジュール121cをそれぞれ1つずつ配設して、双方向で多重する空間光伝送を実施するものである。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図6は、第3実施形態の光コネクタ3における筐体内部の構成を示す模式図である。本実施形態の光コネクタ3は、第1のコネクタ11に配設された光送信モジュール111cと第2のコネクタ12に配設された光受信モジュール121cが、コネクタ内部で空間を隔てて対峙されるとともに、第2のコネクタ12に配設された光送信モジュール111dと、第1のコネクタ111に配設された光受信モジュール121dが、コネクタ内部で空間を隔てて対峙されている。
かかる構成の光コネクタ3は、コネクタ内部に、光送信モジュールと光受信モジュールの組み合わせを2組(光送信モジュール111c/光受信モジュール121c、及び光送信モジュール111d/光受信モジュール121d)備えるため、双方向の光伝送が可能となり、例えば、第1のコネクタ11の機器接続部113と周辺機器であるUSBメモリ(図示せず)を、第2のコネクタ12の機器接続部123にパソコン(図示せず)を接続すれば、USBメモリ/パソコン間で低速ないし高速のデータ通信を双方向で実施することができる。
具体的には、図6の構成の光コネクタ3にあっては、第1のコネクタ11に配設された光送信モジュール111cと第2のコネクタ12に配設された光受信モジュール121cとの間で、光送信モジュール111cから光受信モジュール121cへの一方向の空間光伝送が実施されるとともに、第2のコネクタ12に設置された光送信モジュール111dも、パソコンから出力された電気信号(データ信号)を、第2のコネクタ12の機器接続部123の内部に形成された端子(図示せず)が受け入れ、ドライバに供給し、ドライバはこの入力される電気信号を用いて発光素子112dを駆動し、駆動された発光素子112dは、データ信号を光伝送用に光信号に変換して、レンズ124を介して、空間を隔てて対峙される光受信モジュール121dに向かって発光する。光受信モジュール121dの受光素子122dは、レンズ114を介して、光送信モジュール111dの発光素子112dからの光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換する。そして、この電気信号が第1のコネクタ11の他端に形成される機器接続部113の図示しない端子に出力され、機器接続部113に接続される図示しないパソコンに送られることになり、USBメモリとパソコンとの間で双方向の空間光伝送を実施することができる。
ここで、本実施形態にあっては、各コネクタ11、12において、光送信モジュール111c、111dと光受信モジュール121c、121dが横並びに配設されており、そして、第2実施形態と同様に、第1のコネクタ11の光送信モジュール111c及び第2のコネクタ12の光受信モジュール121cと、第2のコネクタ12の光送信モジュール111d及び第1のコネクタ11の光受信モジュール121dを分けるように遮光体8が配設されている。これにより、第1のコネクタ11の光送信モジュール111cから発される光信号の経路と、第2のコネクタ12の光送信モジュール111dから発される光信号の経路が分離されることとなり、2つの光信号の波長が同じであっても、これらの光信号が干渉しあうこともない。
このような第3実施形態の光コネクタ3によれば、第1のコネクタ11及び第2のコネクタ12に光送信モジュール111c、111d及び光受信モジュール121c、121dを配設するようにしている構成を採用しているので、双方向の光伝送を実施することができ、情報伝送の多様化を図ることができる。
(IV)第4実施形態:
本発明の第4実施形態の光コネクタ4について、図7を用いて説明する。
前記した第3実施形態で説明した光コネクタ3は、第1のコネクタ11に光送信モジュール111cと光受信モジュール121dをそれぞれ1つずつ、また、第2のコネクタ12にも光送信モジュール111dと光受信モジュール121cをそれぞれ1つずつ配設して、双方向の空間光伝送を実施するものであった。
これに対して、本実施形態の光コネクタ4は、更に、第1のコネクタ11の内部に光によって電力を供給する給電用の光送信モジュール115、及び第2のコネクタ12の内部に当該光送信モジュール115に対応し、光によって電力を供給される給電用の光受信モジュール125がそれぞれ配設されているという点で、第3実施形態の光コネクタ3と相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図7は、第4実施形態の光コネクタ4における筐体内部の構成を示す模式図である。本実施形態の光コネクタ4は、第3実施形態に示した双方向の光伝送を行う光送信モジュール111c、111d及び光受信モジュール121c、121dのほか、給電用の光送信モジュール115と光受信モジュール125が配設されている。
ここで、前記したデータ通信用の光送信モジュール111c、111dと、本実施形態の光コネクタ4に配設される給電用の光送信モジュール115は、それぞれの発信される光信号の波長域が異なるようにすることにより、その機能を選択することができ、例えば、前者の波長域を0.3μm〜0.7μm程度、後者の波長域を0.8μm〜1.0μm程度とするようにすれば、機能を好適に選択することが可能となる。
本実施形態の如く、コネクタ内部に給電用の光送信モジュール115と光受信モジュール125を配設した場合には、第1のコネクタ11と接続されたパソコン側から送られる給電のための電気信号が、第1のコネクタ11の給電用の光送信モジュール115により光伝送用の光信号として変換され、給電用の発光素子116から空間を隔てて対峙される給電用の光受信モジュール125にレンズ114を介して発光される。この光信号は、レンズ124を介して光受信モジュール125の受光素子126により受信され、受信された光信号は電気信号に変換された後、第2のコネクタ12と接続されるUSBコネクタに送られることになる。
なお、光送信モジュール111c及び光受信モジュール121c、並びに光送信モジュール111d及び光受信モジュール121dによる双方向の光伝送については、前記した第3実施形態と同様であるから、説明を省略する。
このような第4実施形態の光コネクタ4によれば、前記した第3実施形態と同様に、双方向の光伝送を実施することができ、情報伝送の多様化を図ることができることに加えて、給電用の光送信モジュール115及び光受信モジュール125を配設することにより、情報伝送と合わせて、電力も光伝送により伝送することが可能となる。
(V)第5実施形態:
本発明の第5実施形態の光コネクタ5について、図8を用いて説明する。
前記した第3実施形態にあっては、双方向の光伝送を行う媒体として光送信モジュール111c,111dと光受信モジュール121c、121dを使用した例を示したが、本実施形態の光コネクタ5は、第1のコネクタ11及び第2のコネクタ12に光送受信モジュール119,129が配設されることにより、双方向の空間光伝送を実施する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図8は、第5実施形態の光コネクタ5における筐体内部の構成を示す模式図である。
図8に示した第1のコネクタ11に配設される光送受信モジュール119は、入力される電気信号を光信号に変換して第2のコネクタ12に送信する光送信部である発光素子1191と、この発光素子1191の光信号と異なる波長の第2のコネクタ12からの光信号を受信して電気信号に変換して出力する光受信部である受光素子1192を備えるとともに、波長選択フィルタ1193を備えている。この波長選択フィルタ1193は、第2のコネクタ12の発光素子1291(後記)からの光信号を受光素子1192に向け、かつ、発光素子1191からの光信号を第2のコネクタ12の受光素子1292(後記)に向ける機能を備える。
同様に、第2のコネクタ12に配設される光送受信モジュール129は、第1のコネクタ11の発光素子1191からの光信号を電気信号に変換して出力する光受信部である受光素子1292と、入力される電気信号を光信号に変換して第1のコネクタ11の受光素子1192に送信する光送信部である発光素子1291を備えるとともに、波長選択フィルタ1293を備えている。この波長選択フィルタ1293は、第1のコネクタ11の発光素子1191からの光信号を第2のコネクタの受光素子1292に向け、かつ、第2のコネクタ12の発光素子1291からの光信号を、第1のコネクタ11の受光素子1192に向ける機能を備える。
光送受信モジュール119、129に配設される、ある波長光を選択的に通過するとともに、ある波長光を選択的に反射することができる波長選択フィルタ1193、1293は、一つのモジュール内に発光素子と受光素子を備えた場合においては、受光素子が特定波長の光信号を受信できるとともに、発光素子も、共通の光路で、受光素子が受信する光信号とは異なる波長の光信号を送信することができることとなる。本実施形態においては、第1のコネクタ11では、波長選択フィルタ1193が、第2のコネクタ12の発光素子1291からの光信号(波長をλとする)を通過して受光素子1192に向け、発光素子1191からの光信号(波長をλとする)を反射して、第2のコネクタの受光素子1292に向けるようにする。また、第2のコネクタ12では、波長選択フィルタ1293が、波長がλである第1のコネクタ11の発光素子1191からの光信号を通過して受光素子1292に向けるとともに、波長がλである第2のコネクタ12の発光素子1291の光信号を反射して、第1のコネクタ11の受光素子1192に向ける。これにより、光送受信モジュール119、129は、1つのモジュールで光送信と光受信を行う機能を有することになる。
以上より、本実施形態の光コネクタ5においては、第1のコネクタ11に配設された光送受信モジュール119の発光素子1191から発された光信号を、第2のコネクタ12に配設された光送受信モジュール129の受光素子1292が受光することができるとともに、第2のコネクタ12に配設された光送受信モジュール129の発光素子1291から発された光信号を、第1のコネクタ11に配設された光送受信モジュール119の受光素子1192が受光することができるため、同時双方向の光伝送を実施可能となる。これにより、情報伝送の更なる多様化を図ることができるとともに、光信号の送信と受信を光送受信モジュール119、129一つで行うことができるので、これらを光送信モジュール及び光受信モジュールで行っていた第3実施形態の光コネクタ3と比較しても、更なる部材点数の削減や省スペース化を図ることができ、その結果、光コネクタの小型化を好適に実施することができる。
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。
例えば、前記した実施形態にあっては、1つの光送信モジュール(あるいは光送受信モジュール)で1種類の光信号の送信を行う例を挙げたが、本発明の光コネクタは、1つの光送信モジュールで複数の光信号の送信を行う光送信モジュールを適用するようにしてもよい。
図9は、本発明の光コネクタの他の態様を示した図であって、2つの光信号の送信を行うことができる光送信モジュール131を適用した光コネクタ6における筐体内部の構成を示す模式図である。
光コネクタ6の第1のコネクタ11に配設される光送信モジュール131は、2つの発光素子1311、1312を備え、また、波長選択フィルタ1313を備える。なお、第2のコネクタ12に配設される光受信モジュール132も、対応して2つの受光素子1321,1322を備えるとともに、波長選択フィルタ1323を備える。
光送信モジュール131に配設される波長選択フィルタ1313は、例えば、発光素子1311から送られる波長(例えばλ)の光信号を選択的に反射し、発光素子1312から送られる波長(例えばλ)の光信号を選択的に通過する。これにより、レンズ114を介して2種類の光信号が同時に第2のコネクタ12の光受信モジュール132に送信される。
一方、第2のコネクタ12の光受信モジュール132では、レンズ124を介して送られてくる波長λの光信号が、波長選択フィルタ1323により選択的に反射されて受光素子1321により受光されるとともに、波長λの光信号が、波長選択フィルタ1323により選択的に通過されて、受光素子1322に受光される。このようにして、一方向に2種類の光信号が同時に伝送することができ、情報伝送の更なる高速化、高容量化の実施画可能となる。
(VI)第6実施形態:
本発明の第6実施形態の光コネクタ7について、図10を用いて説明する。
本実施形態の光コネクタ7は、第1のコネクタ11に光送信モジュール111cと光受信モジュール121dをそれぞれ1つずつ、また、第2のコネクタ12にも光送信モジュール111dと光受信モジュール121cをそれぞれ1つずつ配設し、光通信部を筐体で囲むことにより相互の干渉を防止して、双方向で多重する空間光伝送を実施するものである。
図10は、第6実施形態の光コネクタ7における筐体内部の構成を示す模式図である。本実施形態の光コネクタ7は、第1のコネクタ11に配設された光送信モジュール111cと第2のコネクタ12に配設された光受信モジュール121cが、コネクタ内部で空間を隔てて対峙されるとともに、第2のコネクタ12に配設された光送信モジュール111dと、第1のコネクタ111に配設された光受信モジュール121dが、コネクタ内部で空間を隔てて対峙されている。光信号の分離には遮光体81〜84を利用している。
かかる構成の光コネクタ7は、コネクタ内部に、光送信モジュールと光受信モジュールの組み合わせを2組(光送信モジュール111c/光受信モジュール121c、及び光送信モジュール111d/光受信モジュール121d)備えるため、双方向の光伝送が可能となり、例えば、第1のコネクタ11の機器接続部113と周辺機器であるUSBメモリ(図示せず)を、第2のコネクタ12の機器接続部123にパソコン(図示せず)を接続すれば、USBメモリ/パソコン間で低速ないし高速のデータ通信を双方向で実施することができる。
ここで、本実施形態にあっては、第1遮光体81と第2遮光体82との大きさ又は形状及び第3遮光体83と第4遮光体84との大きさ又は形状を異なるように組み合わせれば、光送信モジュール同士又は光受信モジュール同士の組み合わせでは光コネクタが正常に勘合しないため、対応する光送信モジュールと光受信モジュールとが適切に接続される。図10では、第1遮光体81と第2遮光体82との大きさ及び第3遮光体83と第4遮光体84との大きさを異なる構造にしている。実施形態2〜4にも同様の構造を適用することができる。
第1遮光体81と第2遮光体82との接続及び第3遮光体83と第4遮光体84との接続を利用して給電機能を持たせることもできる。それぞれの遮光体を導電性材料で構成すれば、1対の遮光体同士の組み合わせで給電することができる。この場合に、筐体117と筐体127の大きさ又は形状を異なるように組み合わせれば、同種電位の電極の接触を防止することができる。図10では、筐体117と筐体127との大きさを異なる構造にしている。実施形態2〜4にも同様の構造を適用することができる。
このような第6実施形態の光コネクタ3によれば、第1のコネクタ11及び第2のコネクタ12に光送信モジュール111c、111d及び光受信モジュール121c、121dを配設するようにしている構成を採用しているので、双方向の光伝送を実施することができ、情報伝送の多様化を図ることができる。
その他、本発明の実施における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
本発明は、パソコン等の電子機器と、マウス、プリンタ、キーボードなどのほか、デジタルスティルカメラ、デジタルビデオカメラなどの周辺機器を接続して、機器間の情報伝送を行う光コネクタとして有利に使用することができる。
本発明の第1実施形態のコネクタを示した概略図である。 第1実施形態の光コネクタにおける筐体内部の構成を示した模式図である。 筐体の構成の一態様を示した概略図である。 筐体の構成のもう一つの態様を示した概略図である。 本発明の第2実施形態の光コネクタにおける筐体内部の構成を示した模式図である。 本発明の第3実施形態の光コネクタにおける筐体内部の構成を示した模式図である。 本発明の第4実施形態の光コネクタにおける筐体内部の構成を示した模式図である。 本発明の第5実施形態の光コネクタにおける筐体内部の構成を示した模式図である。 本発明の光コネクタのもう一つの態様における筐体内部の構成を示した模式図である。 本発明の第6実施形態の光コネクタにおける筐体内部の構成を示した模式図である。
符号の説明
1〜7: 光コネクタ
8 : 遮光体
81 : 第1遮光体
82 : 第2遮光体
83 : 第3遮光体
84 : 第4遮光体
11 : 第1のコネクタ
111 : 光送信モジュール
111a、111b、111c、111d : 光送信モジュール
112 : 発光素子
112d : 発光素子
12 : 第2のコネクタ
121 : 光受信モジュール
121a,121b,121c,121d : 光受信モジュール
122 : 受光素子
122d : 受光素子
113、123 : 機器接続部
114、124 : レンズ
115 : 光送信モジュール(給電用)
116 : 発光素子(給電用)
125 : 光受信モジュール(給電用)
126 : 受光素子(給電用)
117、127 : 筐体
117a : 第1筐体
117b : 第2筐体
117c : 絶縁部
127a : 開口部
118、128 : モールド部
119、129 :光送受信モジュール
1191: 発光素子(光送信部)
1192: 受光素子(光受信部)
1193: 波長選択フィルタ
1291: 発光素子(光送信部)
1292: 受光素子(光受信部)
1293: 波長選択フィルタ
131 : 光送信モジュール
1311、1312:発光素子
1313:波長選択フィルタ
132 : 光受信モジュール
1321、1322 : 受光素子
1323 : 波長選択フィルタ

Claims (9)

  1. 電子機器同士あるいは電子機器と周辺機器とを接続し、機器間の情報伝送を行う第1のコネクタ及び第2のコネクタを備える光コネクタであって、
    前記第1のコネクタは、筐体内部に入力される電気信号を光信号に変換して前記第2のコネクタに向けて送信する少なくとも1の光送信モジュールが配設され、
    前記第2のコネクタは、筐体内部に前記第1のコネクタの光送信モジュールに対峙し、前記第1のコネクタの光送信モジュールからの光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信モジュールが配設され、
    前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが着脱可能なことを特徴とする光コネクタ。
  2. 前記第1のコネクタは、複数の光送信モジュールが配設され、前記第2のコネクタは、前記光送信モジュールに対応する複数の光受信モジュールが配設されていることを特徴とする請求項1に記載の光コネクタ。
  3. 電子機器同士あるいは電子機器と周辺機器とを接続し、機器間の情報伝送を行う第1のコネクタ及び第2のコネクタを備える光コネクタであって、
    前記第1のコネクタは、筐体内部に入力される電気信号を光信号に変換して前記第2のコネクタに向けて送信する少なくとも1の光送信モジュール、及び前記第2のコネクタからの光信号を受信して電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信モジュールが配設され、
    前記第2のコネクタは、筐体内部に前記第1のコネクタの光送信モジュールに対峙し、前記第1のコネクタの光送信モジュールからの光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信モジュール、及び前記第1のコネクタの光受信モジュールに対峙し、入力される電気信号を光信号に変換して前記第1のコネクタの光受信モジュールに向けて送信する光送信モジュールが配設され、
    前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが着脱可能なことを特徴とする光コネクタ。
  4. 前記第1のコネクタの内部及び前記第2のコネクタの内部に遮光体が配設され、当該遮光体により前記第1のコネクタ又は前記第2のコネクタの光送信モジュールにより送信される光信号の光路が分離されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光コネクタ。
  5. 前記第1のコネクタ及び前記第2のコネクタの前記光送信モジュールにより送信される光信号の波長がそれぞれ異なり、かつ、前記光送信モジュールに対応する光受信モジュールに、当該対応する光送信モジュールより送信される光信号の波長のみを通過させる波長選択フィルタが配設されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光コネクタ。
  6. 前記第1のコネクタ及び前記第2のコネクタの前記光送信モジュールにより送信される光信号の波長がそれぞれ異なり、かつ、前記光送信モジュールに対応する光受信モジュールに配設される受光素子が、当該対応する光送信モジュールより送信される光信号の波長のみを選択して受信することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光コネクタ。
  7. 電子機器同士あるいは電子機器と周辺機器とを接続し、機器間の情報伝送を行う第1のコネクタ及び第2のコネクタを備える光コネクタであって、
    前記第1のコネクタは、筐体内部に入力される電気信号を光信号に変換して前記第2のコネクタに送信する少なくとも1の光送信部と、前記第2のコネクタから前記光送信部の光信号と異なる波長の光信号を受信して電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信部と、前記第2のコネクタからの光信号を前記光受信部に向けるとともに前記光送信部からの光信号を前記第2のコネクタに向ける波長選択フィルタと、を含む光送受信モジュールが配設され、
    前記第2のコネクタは、筐体内部に前記第1のコネクタの光送受信モジュールに対峙し、前記第1のコネクタの光送信部からの光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも1の光受信部と、入力される電気信号を光信号に変換して前記第1のコネクタの光受信部に送信する光送信部と、前記第1のコネクタの光送信部からの光信号を前記第2のコネクタの光受信部に向けるとともに前記第2のコネクタの光送信部からの光信号を前記第1のコネクタの光受信部に向ける波長選択フィルタと、を含む光送受信モジュールが配設され、
    前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとが着脱可能なことを特徴とする光コネクタ。
  8. 前記筐体が導電性材料で形成され、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタの接触によって、前記筐体同士が電気的に接続され、前記筐体を介して電気信号又は直流電流が供給可能となることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の光コネクタ。
  9. 更に、前記第1のコネクタの筐体内部に光によって電力を供給する給電用の光送信モジュール、及び前記第2のコネクタの筐体内部に光によって電力を供給される給電用の光受信モジュールをそれぞれ備えることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の光コネクタ。
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