JP2007017741A - Optical connector and optical fiber buffer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、車載用光通信システムの物理層部分を担う部品、主に高速光通信部品として利用される技術に関する。 The present invention relates to, for example, a technology used as a component that bears a physical layer part of an in-vehicle optical communication system, mainly as a high-speed optical communication component.
一般民生機器においては、光コネクタ(或は光るプラグ)内に光電変換ユニットを組込み、プラスチック光ファイバを伝送媒体として通信を行うための通信部品の存在は既に知られている。このような通信部品は、民生機器の付属品として扱われるに過ぎず、その通信組速度は数メガビット毎秒の通信速度であった。 In general consumer equipment, there is already known a communication component for performing communication using a plastic optical fiber as a transmission medium by incorporating a photoelectric conversion unit in an optical connector (or a glowing plug). Such communication parts are only handled as accessories of consumer devices, and the communication set speed is a communication speed of several megabits per second.
ところで、昨今、自動車等における次世代ネットワークシステムとして、リアルタイムに映像を伝送できるような高速通信システムの使用が検討されている。一般に、リアルタイム映像を伝送するためには、数百メガビット毎秒程度の通信速度が要求される。 Recently, the use of a high-speed communication system capable of transmitting video in real time as a next-generation network system in automobiles and the like has been studied. Generally, in order to transmit real-time video, a communication speed of about several hundred megabits per second is required.
数百メガビット毎秒の速度で通信を行うために、信号光源として高速応答可能なLD(レーザーダイオード)の使用が検討されている。ガラス系のコアを含む光ファイバは、赤外線領域での透過率に優れるため、上記LDを信号光源とする伝送媒体としての使用に適している。 In order to perform communication at a speed of several hundred megabits per second, use of an LD (laser diode) capable of high-speed response as a signal light source has been studied. An optical fiber including a glass-based core is excellent in transmittance in the infrared region, and is therefore suitable for use as a transmission medium using the LD as a signal light source.
なお、光ファイバの余長部分を環状の溝形状を有する余長処理部内に収容する技術は、特許文献1に開示されている。 A technique for accommodating the extra length portion of the optical fiber in the extra length processing portion having an annular groove shape is disclosed in Patent Document 1.
ところで、例えば、自動車内で光ファイバを配索する場合を想定してみると、オフィス等とは異なり、配索スペースはとても狭い。このため、狭いスペースに光ファイバを敷設して該光ファイバ端部のコネクタを所定の機器に接続した場合、光ファイバの接続端部に無理な力が作用し、光ファイバが過大な力で引張られたり、或は、光ファイバが急激に曲げられる恐れがある。これにより、光ファイバと接続先となる光学部品との光結合が不安定になる恐れがある。特に、上記のようなガラス光ファイバは、一般的に、プラスチック光ファイバと比べて物理的強度に劣るため、上記のような問題を生じやすい。 By the way, for example, when an optical fiber is routed in an automobile, unlike an office or the like, the routing space is very narrow. For this reason, when an optical fiber is laid in a narrow space and the connector at the end of the optical fiber is connected to a predetermined device, an excessive force acts on the connection end of the optical fiber, and the optical fiber is pulled with an excessive force. Or the optical fiber may be bent sharply. As a result, optical coupling between the optical fiber and the optical component to be connected may become unstable. In particular, the glass optical fiber as described above is generally inferior in physical strength as compared with the plastic optical fiber, and thus the above-described problems are likely to occur.
なお、上記特許文献1に開示の技術は、光ファイバの余長部分を環状の溝形状を有する余長処理部内にたるませた状態で収容しているため、光ファイバの途中経路に作用した力は、そのまま光ファイバの端部に作用する可能性があり、上記問題の解決手段としては不十分である。 In the technique disclosed in Patent Document 1, the extra length portion of the optical fiber is accommodated in the extra length processing portion having an annular groove shape, so that the force acting on the intermediate path of the optical fiber is accommodated. May act on the end of the optical fiber as it is, and is insufficient as a solution to the above problem.
そこで、本発明の課題は、光ファイバの端部に作用する力を緩和させることができる技術を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the technique which can relieve | moderate the force which acts on the edge part of an optical fiber.
この発明に係る光コネクタは、光ファイバの端部に取付けられる光コネクタであって、光ファイバの端部を保持するファイバ端部保持部材と、前記光ファイバのうち前記ファイバ端部保持部材で保持された部分よりも手前の部分が巻付けられる環状周面を有するファイバ巻付部材と、を備えたものである。 An optical connector according to the present invention is an optical connector attached to an end of an optical fiber, and is held by a fiber end holding member that holds the end of the optical fiber and the fiber end holding member of the optical fiber. And a fiber winding member having an annular peripheral surface around which a portion in front of the formed portion is wound.
この場合に、前記環状周面の中心軸を前記光ファイバの端部の軸方向に対して略直交させた姿勢で、前記ファイバ巻付部材が配設されていてもよい。 In this case, the fiber winding member may be disposed in a posture in which the central axis of the annular peripheral surface is substantially orthogonal to the axial direction of the end portion of the optical fiber.
また、前記環状周面の中心軸を前記光ファイバの端部の軸方向に対して略平行にした姿勢で、前記ファイバ巻付部材が配設されていてもよい。 The fiber winding member may be disposed in a posture in which the central axis of the annular peripheral surface is substantially parallel to the axial direction of the end portion of the optical fiber.
また、この発明に係る光ファイバ緩衝装置は、光ファイバの配索経路の途中に設けられる光ファイバ緩衝装置であって、前記光ファイバが巻付けられる環状周面を有するファイバ巻付部材を備えたものである。 The optical fiber shock absorber according to the present invention is an optical fiber shock absorber provided in the middle of an optical fiber routing path, and includes a fiber winding member having an annular peripheral surface around which the optical fiber is wound. Is.
この発明の光コネクタによると、前記光ファイバのうち前記ファイバ端部保持部材で保持された部分よりも手前の部分が巻付けられる環状周面を有するファイバ巻付部材を備えているため、光ファイバに引張り力が加わっても、その引張り力は光ファイバとファイバ巻付部材との摩擦力によって受止められる。このため、光ファイバの端部に作用する力を緩和させることができる。 According to the optical connector of the present invention, the optical fiber includes a fiber winding member having an annular circumferential surface around which a portion of the optical fiber that is in front of the portion held by the fiber end holding member is wound. Even if a tensile force is applied to the optical fiber, the tensile force is received by the frictional force between the optical fiber and the fiber winding member. For this reason, the force which acts on the edge part of an optical fiber can be relieved.
また、前記環状周面の中心軸を前記光ファイバの端部の軸方向に対して略直交させた姿勢で、前記ファイバ巻付部材が配設されていると、光ファイバを環状周面の接線方向外方に向けて急激に曲げることなく、引出すことができる。 Further, when the fiber winding member is disposed in a posture in which the central axis of the annular peripheral surface is substantially orthogonal to the axial direction of the end portion of the optical fiber, the optical fiber is tangent to the annular peripheral surface. It can be pulled out without bending suddenly outward in the direction.
また、前記環状周面の中心軸を前記光ファイバの端部の軸方向に対して略直交させた姿勢で、前記ファイバ巻付部材が配設されていると、光ファイバを環状周面の接線方向外方に向けて急激に曲げることなく、引出すことができる。 Further, when the fiber winding member is disposed in a posture in which the central axis of the annular peripheral surface is substantially orthogonal to the axial direction of the end portion of the optical fiber, the optical fiber is tangent to the annular peripheral surface. It can be pulled out without bending suddenly outward in the direction.
また、この発明の光ファイバ緩衝装置によると、光ファイバの配索経路の途中に設けられる光ファイバ緩衝装置であって、前記光ファイバが巻付けられる環状周面を有するファイバ巻付部材を備えているため、光ファイバに引張り力が加わっても、その引張り力は光ファイバとファイバ巻付部材との摩擦力によって受止められる。このため、光ファイバに作用する力を緩和させることができる。 Moreover, according to the optical fiber shock absorber of the present invention, the optical fiber shock absorber is provided in the middle of the optical fiber routing path, and includes a fiber winding member having an annular peripheral surface around which the optical fiber is wound. Therefore, even if a tensile force is applied to the optical fiber, the tensile force is received by the frictional force between the optical fiber and the fiber winding member. For this reason, the force which acts on an optical fiber can be relieved.
<第1実施形態>
以下、この発明の第1実施形態に係る光コネクタについて説明する。図1は光コネクタと電気機器の機器側コネクタを示す図である。
<First Embodiment>
The optical connector according to the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram illustrating an optical connector and a device-side connector of an electric device.
すなわち、車両等でネットワーク通信を行う端末装置である電気機器10に、機器側コネクタ16が設けられており、この機器側コネクタ16に光コネクタ装置としての光コネクタ20が接続される。
That is, the device-
ここで、機器側コネクタ16は、コネクタハウジング17と、複数のコネクタ端子18とを備えている。コネクタハウジング17は、一方側が開口する略筺状に形成されている。各コネクタ端子18は、金属等の導電性部材で形成された長尺状の部材であり、コネクタハウジング17の底部からその開口側に向けて突出する姿勢でかつ所定の配列形態で設けられている。これらの各コネクタ端子18は、図示省略のリード端子やリード線等を介して電気機器10内の基板等に形成された所定の回路に電気的に接続されている。
Here, the device-
光コネクタ20は、光ファイバ30の端部に取付けられており、電気信号を光信号に変換して光ファイバ30を介して外部に出力する機能及び光ファイバ30を通して入力された光信号を電気信号に変換する機能のうち少なくとも一つの機能を有している。なお、光ファイバ30としては、ガラス系のコアを含む光ファイバは勿論、プレスチックのコアを含む光ファイバを用いてもよい。
The
このような光コネクタ20は、光アクティブコネクタとも呼ばれる。なお、本実施形態では、光コネクタ20が光アクティブコネクタである例で説明するが、必ずしもその例に限られない。例えば、光ファイバの端部を保持して接続先となるコネクタ内に保持された発光素子や受光素子、光ファイバ等に光学的に結合するための光コネクタ等、光ファイバの端部を保持する部材を有する光コネクタ一般に、本発明は適用され得る。なお、この光ファイバ30は、その布線態様に応じて、光コネクタ20の下方に引出される場合や、或は、図2に示すように、光コネクタ20の接続方向後方に引出される場合等がある。
Such an
図3は光コネクタの内部構造を示す説明図である。図1及び図3に示すように、光コネクタ20は、コネクタハウジング22と、複数のコネクタ端子23と、実装基板24と、ファイバ端部保持部材26と、ファイバ巻付部材28とを備えている。
FIG. 3 is an explanatory view showing the internal structure of the optical connector. As shown in FIGS. 1 and 3, the
コネクタハウジング22は、樹脂等により形成され、上記機器側コネクタ16内に内嵌め可能な形状(ここでは略直方体形状)に形成されている。
The
各コネクタ端子23は、金属等の導電性材料で形成された長尺状の部材であり、対応する上記各コネクタ端子18に嵌合接続可能に形成されている。なお、コネクタ端子18及びコネクタ端子23のうちどちらがメス端子形状であってもオス端子形状であってもよい。各コネクタ端子23は、コネクタハウジング22の一端部に所定の配列形態で保持されている。そして、本光コネクタ20を機器側コネクタ16に嵌合接続すると、各コネクタ端子18と対応する各コネクタ端子23とが嵌合接続されて電気的な接続がなされる。
Each
実装基板24は、所定のプリント配線基板(PCB)に、信号増幅や素子の駆動等の処理機能を持つIC等のアクティブな素子、その他、抵抗やコンデンサ等の素子を含む実装部品等を実装したものである。この実装基板24に、電気信号の増幅処理や光素子の駆動等の信号変換中継処理を行う処理回路が形成されている。また、この実装基板24は、上記コネクタハウジング22内に収容配置されており、上記各コネクタ端子23の基端部は、図示省略のリード端子や導線等を介して本実装基板24の回路に電気的に接続されている。
The
また、実装基板24には、発光素子又は受光素子である光素子25が実装固定されている。この光素子25は、光ファイバ30を伝搬してきた信号光を受光し、又は、光ファイバ30に向けて信号光を送出する。光素子25としては、レーザ光の発光又は受光素子の他、一般的な発光ダイオード等、赤外光の発光又は受光素子を用いることができる。
An
また、この光素子25の光結合面25a(発光面又は受光面)側の位置に、ファイバ端部保持部材26が配設されている。ファイバ端部保持部材26は、光ファイバ30の端面を光結合面25aに対向させる位置及び姿勢で、光ファイバ30の端部を保持する部材である。ここでは、ファイバ端部保持部材26は、一主面に光ファイバ30の端部を保持可能な溝部26gを有する略板状に形成されており、実装基板24上に接着剤等で固定されている。そして、溝部26gに光ファイバ30の端部を保持させることで、該光ファイバ30の端面が光結合面25aに対向配置され、光ファイバ30と光素子25とが光学的に結合されるようになっている。
A fiber
なお、ファイバ端部保持部材26としては、上記構成の他、例えば、光ファイバ30の端部を挿入可能な略筒形状に形成されていてもよい。また、ファイバ端部保持部材26は、コネクタハウジング22に一体形成されていてもよい。
In addition to the above configuration, the fiber
そして、各コネクタ端子23を介して入力された電気信号が実装基板24上の処理回路及び光素子25(発光素子)で光信号に変換されて光ファイバ30を通じて他の機器に伝送され、又はこれに加えて、他の機器から光ファイバ30を介して伝送された光信号が光素子25(受光素子)及び実装基板24上の処理回路により電気信号に変換され、各コネクタ端子23を介して出力されるようになっている。
Then, an electrical signal input through each
ファイバ巻付部材28は、樹脂等により、環状周面28aを有する部材に形成されている。ここでは、ファイバ巻付部材28は、略円柱形状に形成されている。環状周面28aの曲率半径は、コネクタハウジング22に収る範囲内でなるべく大きいことが好ましく、また、光ファイバ30の最小曲げ半径以上であることが好ましい。なお、光ファイバ30の最小曲げ半径(許容曲げ半径ともいう)とは、物理的強度や曲げ損失等の観点から規定される値である。
The
このファイバ巻付部材28は、環状周面28aの中心軸O1を光ファイバ30の端部の軸方向に対して略直交させた姿勢で、ファイバ端部保持部材26の周縁部であって光ファイバ30の端部指向方向とは反対側(つまり、光素子25の反対側)の位置に配設されている。そして、上記光ファイバ30のうちファイバ端部保持部材26で保持された部分よりも手前の部分が環状周面28aに巻付けられて(好ましくは密着状に巻付けられて)、コネクタハウジング22に形成された導出口(図示省略)を通って、光コネクタ20外(図3では光コネクタ20の下方)に引出されている。光ファイバ30は、その光ファイバ30に作用する引張り力を受止めることができる程度の回数で環状周面28aに巻付けられていることが好ましく、例えば、光ファイバ30は1回以上環状周面28aに巻付けられていることが好ましい。
The
なお、光ファイバ30の布線態様に応じて、光ファイバ30を光コネクタ20の上方に引出すようにしてもよいし(図3のA1参照)、或は、光ファイバ30を光コネクタ20の背面側(光コネクタ20のコネクタ接続方向の反対側)に引出すようにしてもよい(図3のA2参照)。つまり、環状周面28aの任意の接線方向に光ファイバ30を引出すのに適している。
Note that the
このように構成された光コネクタ20によると、光ファイバ30(ここでは、ファイバ端部保持部材26で保持された部分よりも手前の部分)が、ファイバ巻付部材28の環状周面28aに少なくとも1回巻付けられているため、光ファイバ30に引張り力が加わっても、その引張り力は光ファイバ30とファイバ巻付部材28の環状周面28aとの摩擦力によって穏やかに受止められる。このため、光ファイバ30の端部に作用する力を緩和させることができ、例えば、過大な引張り力によって光ファイバ30の端面と光結合面25aとが離間したり、また、光ファイバ30が急激に曲げられてしまうような事態を防止することができる。
According to the
しかも、光コネクタ20の側方(図3では光コネクタ20の上方向や斜め上向き方向、下方向や斜め下向き方向)に光ファイバ30を引出す場合には、光ファイバ30を環状周面28aに巻付けて、所定の接線方向で外方に引出すとよい。これにより、当該引出し状態で、光ファイバ30を側方外側に引張る過大な力が加わった場合でも、光ファイバ30と環状周面28aとの摩擦力によって穏やかに受止めることができ、光ファイバ30が急激に曲るのを防止しつつ、光コネクタ20の側方に引出すことができる。
In addition, when the
図4は変形例に係る光コネクタの内部構造を示す説明図である。この光コネクタ20Bでは、上記ファイバ巻付部材28と同様構成のファイバ巻付部材28Bが、環状周面28Baの中心軸O2を光ファイバ30の端部の軸方向に対して略平行にした姿勢で、ファイバ端部保持部材26の周縁部であって光ファイバ30の端部指向方向とは反対側(つまり、光素子25の反対側)の位置に配設されている。そして、上記光ファイバ30のうちファイバ端部保持部材26で保持された部分よりも手前の部分が環状周面28Baに巻付けられて、コネクタハウジング22に形成された導出口(図示省略)を通って、光コネクタ20B外(図4では光コネクタ20Bの下方)に引出されている。光ファイバ30は、その光ファイバ30に作用する引張り力を受止めることができる程度の回数で環状周面28Baに巻付けられていることが好ましく、例えば、光ファイバ30は1回以上環状周面28Baに巻付けられていることが好ましい。
FIG. 4 is an explanatory view showing the internal structure of an optical connector according to a modification. In this optical connector 20B, the fiber winding member 28B having the same configuration as the
なお、光ファイバ30の布線態様に応じて、光ファイバ30を光コネクタ20Bの左又は右側方に引出すようにしてもよいし(図4のB1参照)、或は、光ファイバ30を光コネクタ20Bの上方に引出すようにしてもよい。なお、光ファイバ30は、ファイバ端部保持部材26の後方に引出され、徐々に傾斜させるようにして環状周面28Baに巻付けられる。本変形例は、環状周面28Baの任意の接線方向に、即ち、光コネクタ20Bの外周囲外方向に向けて光ファイバ30を引出すのに適している。
The
なお、これらの光コネクタ20,20Bは、第2実施形態で説明する光ファイバ緩衝装置を組込んだ光コネクタであるともいえる。
In addition, it can be said that these
<第2実施形態>
次に、この発明の第2実施形態に係る光ファイバ緩衝装置について説明する。図5は光ファイバ緩衝装置の適用例を示す説明図であり、図6は同緩衝装置を示す説明図である。
Second Embodiment
Next explained is an optical fiber shock absorber according to the second embodiment of the invention. FIG. 5 is an explanatory view showing an application example of the optical fiber shock absorber, and FIG. 6 is an explanatory view showing the shock absorber.
この光ファイバ緩衝装置120は、光ファイバ130の配索経路の途中に設けられる。例えば、車両では、前部のエンジンルーム周りや運転席周り、後部荷室周り等に、電気制御ユニット(ECU)等の電気機器110a,110b,110cが適宜分散して設けられている。これら電気機器110a,110b,110c間に光ファイバ130が配索されており、各電気機器110a,110b,110cは該光ファイバ130を通じて相互通信を行う。本光ファイバ緩衝装置120は、このような光ファイバ130の配索経路の途中に設けられる。
The
光ファイバ緩衝装置120は、光ファイバ巻付部材128を有している。光ファイバ巻付部材128は、樹脂等により形成される部材であり、光ファイバ130が巻付けられる環状周面128aを有する部材に形成されている。ここでは、光ファイバ巻付部材128は、略円柱形状に形成されている。環状周面128aの曲率半径は、上記実施形態と同様に、収容スペースに収る範囲内でなるべく大きいことが好ましく、また、光ファイバ130の最小曲げ半径以上であることが好ましい。
The optical
光ファイバ巻付部材128は、光ファイバ130の配索経路の途中に定位置に固定した状態で設置されている。通常、光ファイバ138は、ケース122内に収容固定された状態で、上記配索経路の途中の定位置に固定した状態で設置される。ケース122には、光ファイバ130を異なる方向へ導出するための導出口が複数形成されており、光ファイバ130は該各導出口を通って外部に引出され、各電気機器110a,110b,110cに向けて配索される。
The optical
光ファイバ130は、配索経路の途中で、上記環状周面128aに巻付けられて(好ましくは、密着状に巻付けられて)、通信先となる電気機器110a,110b,110cの配設位置に応じて環状周面128aの接線方向に沿って引出され、各電気機器110a,110b,110cに向けて配索される。光ファイバ130は、上記第1実施形態と同様に、光ファイバ130に作用する引張り力を受止めることができる程度の回数で環状周面128aに巻付けられていることが好ましく、例えば、光ファイバ130は1回以上環状周面128aに巻付けられていることが好ましい。
The
なお、この光ファイバ巻付部材128は、光ファイバ巻付部材128と電気機器110a,110b,110c間では、光ファイバ130は直線的に配索されていることが好ましい。
In addition, as for this optical
このように構成された光ファイバ緩衝装置120によると、光ファイバ130がファイバ巻付部材128の環状周面128aに巻付けられているため、光ファイバ130に引張り力が加わっても、その引張り力は光ファイバ130とファイバ巻付部材128の環状周面128aとの摩擦力によって穏やかに受止められる。このため、該光ファイバ緩衝装置120を越えて光ファイバ130に作用する力を緩和させることができ、例えば、過大な引張り力によって光ファイバ130の端面と相手側の光結合部分とが離間したり、また、配索経路の途中や端部で光ファイバ130が急激に曲げられてしまうような事態を防止することができる。
According to the optical
しかも、光ファイバ130の配索経路が曲げられている場合には、光ファイバ130を環状周面128aに巻付けて、所定の接線方向で引出すようにするとよい。これにより、光ファイバ130に作用する力を緩和すると共に光ファイバ130が急激に曲るのを防止しつつ、光ファイバ130を曲げて配索することができる。
Moreover, when the routing path of the
20,20B 光コネクタ
24 実装基板
25 光素子
25a 光結合面
26 ファイバ端部保持部材
26g 溝部
28,28B ファイバ巻付部材
28a,28Ba 環状周面
30 光ファイバ
120 光ファイバ緩衝装置
128 ファイバ巻付部材
128a 環状周面
130 光ファイバ
20, 20B
Claims (4)
光ファイバの端部を保持するファイバ端部保持部材と、
前記光ファイバが巻付けられる環状周面を有するファイバ巻付部材と、
を備えた光コネクタ。 An optical connector attached to the end of an optical fiber,
A fiber end holding member for holding the end of the optical fiber;
A fiber winding member having an annular peripheral surface around which the optical fiber is wound;
With optical connector.
前記環状周面の中心軸を前記光ファイバの端部の軸方向に対して略直交させた姿勢で、前記ファイバ巻付部材が配設されている、光コネクタ。 The optical connector according to claim 1,
An optical connector in which the fiber winding member is disposed in a posture in which a central axis of the annular peripheral surface is substantially orthogonal to an axial direction of an end portion of the optical fiber.
前記環状周面の中心軸を前記光ファイバの端部の軸方向に対して略平行にした姿勢で、前記ファイバ巻付部材が配設されている、光コネクタ。 The optical connector according to claim 1,
An optical connector in which the fiber winding member is disposed in a posture in which a central axis of the annular peripheral surface is substantially parallel to an axial direction of an end portion of the optical fiber.
前記光ファイバが巻付けられる環状周面を有するファイバ巻付部材を備えた光ファイバ緩衝装置。
An optical fiber shock absorber provided in the middle of an optical fiber routing path,
An optical fiber shock absorber provided with a fiber winding member having an annular peripheral surface around which the optical fiber is wound.
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