JP2020071432A - 光コネクタ及び光ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うこと。【解決手段】筒状のホルダと、ホルダの一端側に形成された収容部に収容されるレンズと、ホルダの他端側に保持される光ファイバとを有する光結合部材２０３を備える光ケーブル２０に着脱可能に接続される光コネクタ１０において、結合部材と同一の構成を有する光結合部材１０３と、光ケーブル側の光結合部材を、光コネクタ側の光結合部材の所定位置に案内して位置決めする位置決め部１０１ｂと、光コネクタ側の光結合部材に接続され、光信号（電気信号）を電気信号（光信号）に変換する光電気変換モジュールと、光電気変換モジュールに接続され、電気信号の入出力を行う入出力部１０２と、を有する構成とした。【選択図】図８

Description

本発明は、発光素子からの光を集光して光ファイバに入射したり、光ファイバから出射する光を受光素子に集光したりする場合に使用される光結合部材を備えた光コネクタ及び光ケーブルに関する。

近年、４Ｋ／８Ｋ映像などの大容量データ用の伝送ケーブルとして、アクティブ光ケーブルが注目されている。アクティブ光ケーブルは、光電気変換部を内蔵したコネクタ部と、光ケーブルを組み込んだケーブル部とを一体化した高速・大容量伝送が可能なケーブルで構成される。アクティブ光ケーブルでは、４Ｋ／８Ｋ映像等を長距離で伝送することが可能となっている。従来、このようなアクティブ光ケーブルにおける光学系の正常性を検査する検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−０５７１８６公報

アクティブ光ケーブルでは、光ファイバを組み込んだケーブル部の両端に設けられたコネクタ部を有している。コネクタ部には、光ファイバで伝送される光信号を電気信号に変換する光電気変換部が内蔵されている。光電気変換部における光電気変換には、高精度な位置精度が要求される。このため、アクティブ光ケーブルは、ケーブル部とコネクタ部とが一体化された状態で市場に提供されている。

例えば、コネクタ部には、光電気変換部が内蔵されると共に、光ファイバで伝送される光信号を光電気変換部に誘導するレンズやミラーが収容される。このような構成を有することから、コネクタ部は、その外径寸法が大きくなってしまう。大容量のデータ伝送を行う際の配線態様として、アクティブ光ケーブルを壁面内で取り回すことが想定される。しかしながら、このような場合、コネクタ部の外形寸法を通過させるためのスペースを確保しなければならず、取回し作業が煩雑化する事態が発生し得る。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うことができる光コネクタ及び光ケーブルを提供することを目的とする。

本発明の光コネクタは、筒状の保持部材と、前記保持部材の一端側に形成された収容部に収容されるレンズと、前記保持部材の他端側に保持される光ファイバとを有する第１の光結合部材を備えた光ケーブルに着脱可能に接続される光コネクタであって、前記第１の光結合部材と同一の構成を有する第２の光結合部材と、前記第２の光結合部材を位置決めすると共に、前記光コネクタの接続動作に伴って前記第１の光結合部材を前記第２の光結合部材の所定位置に案内して位置決めする位置決め部と、前記第２の光結合部材に接続され、光信号又は電気信号を電気信号又は光信号に変換する光電気変換部と、前記光電気変換部に接続され、電気信号の入出力を行う入出力部と、を有することを特徴とする。

上記光コネクタによれば、位置決め部によって光コネクタ側の第２の光結合部材が位置決めされると共に、光コネクタの接続動作に伴って光ケーブル側の第１の光結合部材が第２の光結合部材の所定位置に位置決めされ、光電気変換部によって光信号と電気信号とが交換されることから、光ケーブルと光コネクタとを別の構成としながら、簡単にこれらを接続することができる。これにより、例えば、壁面内に光ケーブルを配線する場合であっても、光コネクタを外した状態で配線作業を行い、配線後の光ケーブルの端部に光コネクタを接続することができる。この結果、煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うことができる。

上記光コネクタにおいて、前記位置決め部は、前記位置決め部は、前記第２の光結合部材の一部を収容する溝部を有し、前記溝部は、前記第１の光結合部材を前記第２の光結合部材の所定位置に案内することが好ましい。この場合には、共通の溝部で第２の光結合部材が位置決めされると共に、第１の光結合部材が第２の光結合部材の所定位置に案内されることから、複雑な接続作業を必要とすることなく簡単且つ高精度に第２の光結合部材に対して第１の光結合部材を位置決めすることができる。

また、上記光コネクタにおいて、前記溝部は、断面視にてＶ字形状部を有し、当該Ｖ字形状部は、前記光ケーブル側の端部にテーパ形状部を有することが好ましい。この場合には、溝部がＶ字形状部を有すると共に光ケーブル側の端部にテーパ形状部を有することから、光コネクタの接続動作に伴って第１の光結合部材を受け入れ易くでき、簡単に第２の光結合部材に案内することができる。

さらに、上記光コネクタにおいて、前記位置決め部には、前記光ケーブルの一部に係合し、当該光ケーブルに対する前記光コネクタの接続角度を規制する係合片が設けられることが好ましい。この場合には、位置決め部に光ケーブルに対する光コネクタの接続角度を規制する係合片が設けられることから、光ケーブルに対して光コネクタが誤った角度で接続される事態を確実に防止することができる。

さらに、上記光コネクタにおいて、前記係合片は、前記光ケーブル内に設けられた電気配線と電気的に接続される電気接続部を構成することが好ましい。この場合には、光ケーブルに対する光コネクタの接続角度を規制する係合片で電気的に接続する機能を持たせることができるので、電気的な接続のための特別な構成を備える必要がない。このため、光コネクタと光ケーブルとを接続するだけで両者に接続される機器同士の電気的な接続を確保することができる。

本発明の光ケーブルは、上記した光コネクタに接続される光ケーブルであって、前記第１の光結合部材と、前記光コネクタの前記位置決め部により前記第１の光結合部材が位置決めされた状態で前記光ケーブルを前記光コネクタに固定する固定部材と、を有することを特徴とする。

上記光ケーブルによれば、光コネクタの位置決め部によって第１の光結合部材が、光コネクタ側の第２の光結合部材の所定位置に位置決めされた状態で、固定部材により光ケーブルが固定されることから、光コネクタと分離した状態で光ケーブルの配線を行い、配線後に固定部材で光ケーブルを光コネクタに固定することができる。この結果、煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うことができる。

本発明の光ケーブルは、上記した光コネクタに接続される光ケーブルであって、前記係合片を収容する収容部と、前記収容部に収容された前記係合片と電気的に接続される電気接続部と、を有することを特徴とする。

上記光ケーブルによれば、収容部で光コネクタの係合片を収容し、収容した係合片と電気接続部で電気的に接続されることから、電気的な接続のための特別な構成を備える必要がない。このため、光コネクタと光ケーブルとを接続するだけで両者に接続される機器同士の電気的な接続を確保することができる。

本発明によれば、煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うことができる。

本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルの全体構成図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルが有する光コネクタの斜視図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルが有する光コネクタの接続部周辺の拡大図及び後面図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルが有する光ケーブルの斜視図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルが有する光ケーブルの前面図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルが有する光ケーブルのリング部材の前面図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルが有する光結合部材の断面図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルにおける光コネクタと光ケーブルとの接続直前の状態を示す斜視図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルにおける光コネクタと光ケーブルとの接続直前の状態を示す断面図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルにおける光コネクタと光ケーブルとの接続途中の状態を示す断面図である。 本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブルにおける光コネクタと光ケーブルとの接続直後の状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る着脱式アクティブ光ケーブル（Active Optical Cable: ＡＯＣ）１の全体構成図である。図１Ａにおいては、着脱式ＡＯＣ１を構成する光ケーブル２０に光コネクタ１０が接続された状態を示し、図１Ｂにおいては、光ケーブル２０から一方の光コネクタ１０が分離した状態を示している。なお、図１Ｂにおいては、説明の便宜上、光ケーブル２０の一部（後述するリング部材２１）を分離して示している。

図１に示すように、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１においては、光ケーブル２０の端部に対して光コネクタ１０（１０Ａ、１０Ｂ）が着脱可能に構成されている。詳細について後述するように、光コネクタ１０は、光ケーブル２０の端部に配置されるリング部材２１にその一部が圧入されて固定される。なお、以下の説明においては、光ケーブル２０の両端部に光コネクタ１０が接続される場合について説明するが、光コネクタ１０の接続形態については、これに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、光ケーブル２０の一端部にのみ光コネクタ１０が接続され、他端部には既存の光コネクタが接続される形態であってもよい。

例えば、着脱式ＡＯＣ１は、光コネクタ１０Ａに接続された機器から、光コネクタ１０Ｂに接続された機器に対して４Ｋ／８Ｋ映像等を信号伝送する際に利用される。このような信号伝送に先立って着脱式ＡＯＣ１は、これらの機器が設置される設備内に配線される。この際、着脱式ＡＯＣ１においては、光コネクタ１０が光ケーブル２０から分離された状態で配線作業を行うことができる。すなわち、光ケーブル２０のみを設備内で配線し、その配線後に光ケーブル２０の端部に光コネクタ１０を接続することができる。

以下、着脱式ＡＯＣ１を構成する光コネクタ１０及び光ケーブル２０の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光コネクタ１０の斜視図である。図３Ａ及び図３Ｂは、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光コネクタ１０の接続部１０１周辺の拡大図及び後面図である。以下においては、図２及び図３に示す前後方向、左右方向及び上下方向を、光コネクタ１０又は光ケーブル２０の前後方向、左右方向及び上下方向として説明する。なお、図１に示す光コネクタ１０Ａ、１０Ｂは、同一の構成を有するため、以下では、特に区別することなく、光コネクタ１０として説明するものとする。

図２に示すように、光コネクタ１０は、概して扁平の直方体形状を有する筐体１００を有している。例えば、筐体１００は、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料で成形されている。筐体１００の左右方向の側面には、前後方向の中央近傍に凹凸形状から成る把持部１００ａが設けられている。筐体１００は、内部に空間を有すると共に、その後方側端部に接続部１０１が設けられている。

筐体１００の内部空間には、図示しない光電気変換部を構成する光電気変換モジュールが収容されている。例えば、光電気変換モジュールには、光電気変換制御ＩＣや制御回路が含まれる。また、筐体１００の内部空間には、光ケーブル２０を介して伝送される光信号を光電気変換モジュールに案内する光学系が収容されている。例えば、光学系には、光信号を誘導するレンズやミラーが含まれる。さらに、筐体１００の内部空間には、後述する入出力部１０２の一部が収容される。なお、筐体１００の内部空間に収容される構成については、光信号と電気信号とを交換することを前提として適宜変更が可能である。

接続部１０１は、概して円柱形状を有する基部１０１ａと、基部１０１ａの後方側端部から後方側に突出する位置決め部１０１ｂと、位置決め部１０１ｂの周辺にて、基部１０１ａの後方側端部から後方側に突出する一対の壁部１０１ｃと、位置決め部１０１ｂの後方側端部から後方側に突出する係合片１０１ｄとを有している。基部１０１ａ及び壁部１０１ｃは、筐体１００と同一の樹脂材料で成形されている。位置決め部１０１ｂ及び係合片１０１ｄは、導電性を有する金属材料で構成されている。これらの位置決め部１０１ｂ及び係合片１０１ｄは、筐体１００にインサート成形されている。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、位置決め部１０１ｂは、基部１０１ａの中央付近に配置されている。位置決め部１０１ｂのうち、基部１０１ａから突出する部分は、概して立方体形状を有している。位置決め部１０１ｂは、基部１０１ａ内にも配置されている（図９〜図１１参照）。位置決め部１０１ｂの上下左右の側面の中央には、溝部１０１ｅ（１０１ｅ_１〜１０１ｅ_４）が形成されている（図３Ｂ参照）。これらの溝部１０１ｅは、光コネクタ１０の前後方向に延びて形成されている（図３Ａ参照）。各溝部１０１ｅ_１〜１０１ｅ_４は、位置決め部１０１ｂの外側に向けて開口したＶ字形状を有している。また、各溝部１０１ｅ_１〜１０１ｅ_４の後端側（光ケーブル２０と接続する際の光ケーブル２０側）には、後方側に向けて溝の深さが大きくなるようにテーパ形状部１０１ｆが形成されている。

基部１０１ａ内における溝部１０１ｅに対応する位置に、第２の光結合部材の一例を構成する光結合部材１０３が配置されている。これらの光結合部材１０３は、後述するレンズ１０３ｂを後方側に向けた状態で、光軸が前後方向に配置されるように、基部１０１ａ内に配置されている。各光結合部材１０３は、基部１０１ａの後方側端面から、後方側にレンズ１０３ｂを向けた状態で基部１０１ａの内側に収容されている（図３Ａ参照）。各光結合部材１０３は、後述するホルダ１０３ａの一部が各溝部１０１ｅ_１〜１０１ｅ_４に収容された状態で配置されている。なお、この光結合部材１０３の構成については後述する。

壁部１０１ｃは、後面視にて、位置決め部１０１ｂの一方の対角線に沿って配置されるように、基部１０１ａに設けられている。図３Ｂに示すように、一方の壁部１０１ｃ_１は、位置決め部１０１ｂの左上方側の角部近傍から左上方側に延びている。他方の壁部１０１ｃ_２は、位置決め部１０１ｂの右下方側の角部近傍から右下方側に延びている。これらの壁部１０１ｃの前後方向の中央周辺には、両面に突出片１０１ｇが設けられている（図３Ａ参照）。これらの突出片１０１ｇは、後述するリング部材２１の凹部２１３ａに入り込んで光コネクタ１０の前方側への脱落を防止する役割を果たす。

係合片１０１ｄは、後面視にて、概して直角二等辺三角形状を有している（図３Ｂ参照）。係合片１０１ｄは、その直角部が位置決め部１０１ｂの左下方側の角部に対応する位置に配置されており、直角部に対向する辺（最長の辺）が、一対の壁部１０１ｃの延在方向と平行に配置されている。係合片１０１ｄは、位置決め部１０１ｂの左下方側の領域に配置されている。係合片１０１ｄは、光ケーブル２０に光コネクタ１０を接続する際に、後述する光ケーブル２０の凹部２２２ｂに挿入されることで、光ケーブル２０に対する光コネクタ１０の接続角度を規制する役割を果たす。また、係合片１０１ｄは、光ケーブル２０内に設けられた電気配線と電気的に接続される電気接続部の一例を構成する。

筐体１００の前方側端部には、前方側に向けて入出力部１０２の一部が突出している。入出力部１０２は、筐体１００の前方側端部を貫通して配置されている。筐体１００の内部空間において、入出力部１０２の一部は、光電気変換モジュールに接続されている。入出力部１０２は、光コネクタ１０に接続される機器の接続孔に挿入され、当該機器に電気信号を出力し、或いは、当該機器から電気信号を入力する。

図４は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光ケーブル２０の斜視図である。図５は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光ケーブル２０の前面図である。図６は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光ケーブル２０のリング部材２１の前面図である。図４においては、説明の便宜上、光ケーブル２０からリング部材２１を分離した状態を示している。図５においては、説明の便宜上、リング部材２１を省略している。

図４に示すように、光ケーブル２０は、リング部材２１とケーブル本体部２２とを有して構成される。例えば、リング部材２１は、ケーブル本体部２２の端部（図４では、前端部）に接着剤等により固定される。ケーブル本体部２２は、光ケーブル２０内に配設される不図示の電気配線及び光ファイバを被覆する被覆部２２１を有している。例えば、被覆部２２１は、ポリエステル系樹脂などの材料で構成されるが、これに限定されない。

被覆部２２１の前方側端部には、電気配線ブロック２２２が前方側に突出して設けられている。電気配線ブロック２２２は、導電性を有する金属材料で構成されている。電気配線ブロック２２２は、被覆部２２１の前方側端部に埋め込まれ（図９〜図１１参照）、光ケーブル２０内の電気配線の前端部に接続されている。図４に示すように、電気配線ブロック２２２は、被覆部２２１の中央付近に配置されている。電気配線ブロック２２２は、後述する凹部２２２ｂに収容された係合片１０１ｄと電気的に接続される電気接続部の一例を構成する。

電気配線ブロック２２２のうち、被覆部２２１から突出する部分は、概して立方体形状を有している。電気配線ブロック２２２の上下左右の側面の中央には、溝部２２２ａ（２２２ａ_１〜２２２ａ_４）が形成されている（図５参照）。これらの溝部２２２ａは、光ケーブル２０の前後方向に延びて形成されている。各溝部２２２ａ_１〜２２２ａ_４は、電気配線ブロック２２２の外側に向けて開口した円弧形状を有している。各溝部２２２ａ_１〜２２２ａ_４は、後述する光結合部材２０３のホルダ２０３ａの一部を収容可能な形状（円弧形状）を有している。

被覆部２２１内に配設される光ファイバは、光結合部材２０３の一部として、ホルダ２０３ａに保持されている。このように光ファイバを保持する光結合部材２０３の一部が溝部２２２ａに収容されている。光結合部材２０３は、前方側端部を電気配線ブロック２２２よりも前方側に突出した状態で、ホルダ２０３ａが溝部２２２ａに収容される（図４参照）。すなわち、光結合部材２０３の前方側の一部は、電気配線ブロック２２２から前方側に突出した状態で配置される。光結合部材２０３は、第１の光結合部材の一例を構成する。

電気配線ブロック２２２の前方側端部には、凹部２２２ｂが形成されている。凹部２２２ｂは、後面視にて、概して直角二等辺三角形状を有している（図５参照）。凹部２２２ｂは、その直角部が電気配線ブロック２２２の右下方側の角部に対応する位置に配置されており、直角部に対向する辺（最長の辺）が、左上方側の角部に対向する位置に配置されている。凹部２２２ｂは、光コネクタ１０の係合片１０１ｄを収容する収容部の一例を構成し、係合片１０１ｄを収容可能な形状及び寸法を有している。

リング部材２１は、例えば、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料で成形され、概して円筒形状を有している。リング部材２１の内側には、後面視にて、電気配線ブロック２２２の外形形状に対応する貫通孔２１１が形成されている。貫通孔２１１は、光コネクタ１０の位置決め部１０１ｂが圧入可能な寸法に構成されている。この貫通孔２１１の前端部近傍には、テーパ部２１２が形成されている（図９〜図１１参照）。テーパ部２１２は、光コネクタ１０の位置決め部１０１ｂを貫通孔２１１内に案内する役割を果たす。リング部材２１は、貫通孔２１１で位置決め部１０１ｂの圧入を受けて光コネクタ１０を固定する固定部材の一例を構成する。

リング部材２１の前方側端部には、一対の切欠き部２１３が形成されている（図４参照）。これらの切欠き部２１３は、光コネクタ１０の接続部１０１における壁部１０１ｃを収容可能な位置に配置されている。切欠き部２１３を規定するリング部材２１の一部には、一対の凹部２１３ａが形成されている。これらの凹部２１３ａは、壁部１０１ｃの突出片１０１ｇを受け入れ可能な形状を有している。

ここで、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光結合部材１０３（２０３）の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１が有する光結合部材１０３の断面図である。なお、光結合部材２０３は、光結合部材１０３とその前後方向の配置を除き、同一の構成を有するため、その説明を省略する。本明細書において、光結合部材２０３の構成部分は、説明の便宜上、光結合部材１０３の符号「１０３」を「２０３」に置換して示すものとする。

図７に示すように、本実施の形態に係る光結合部材１０３は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ１０３ａと、このホルダ１０３ａの後端側に保持されるレンズ１０３ｂと、ホルダ１０３ａの前端側に保持される光ファイバ１０３ｃと、ホルダ１０３ａの前端部に設けられた挿入孔１０３ｄから挿入され、光ファイバ１０３ｃの一部を保持するアダプタ１０３ｅと、を有して構成される。ホルダ１０３ａは、例えば、金属材料で形成される。特に、防錆性の点、加工性の点、及び表面粗さの観点から、ホルダ１０３ａは、ステンレス鋼、ニッケル（合金含む）で形成されることが好ましい。

ホルダ１０３ａの後方には、中空状の収容部１０３ｆが、後端側に開口部１０３ｇを有して形成されている。収容部１０３ｆの内径は、レンズ１０３ｂ全体をその内側に収容可能な寸法で形成されており、レンズ１０３ｂが圧入可能に構成されている。収容部１０３ｆの前方には、中空状の貫通孔１０３ｈが形成されている。貫通孔１０３ｈの内径は、アダプタ１０３ｅの外径寸法よりも僅かに大径に構成されている。この貫通孔１０３ｈは、ホルダ１０３ａの前端側の挿入孔１０３ｄにまで連通して設けられている。

レンズ１０３ｂは、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有する。レンズ１０３ｂは、収容部１０３ｆ内に圧入されて収容される。収容部１０３ｆ内に収容されたレンズ１０３ｂは、貫通孔１０３ｈ内にアダプタ１０３ｅを介して保持された光ファイバ１０３ｃの後端面に臨むように配置される。例えば、レンズ１０３ｂは、光ファイバ１０３ｃから入射される光を平行状態に調整するレンズで構成することができる。

光ファイバ１０３ｃは、例えば、ガラス製光ファイバで構成される。光ファイバ１０３ｃは、その中心を貫通して設けられるコア１０３ｃ_１と、このコア１０３ｃ_１を被覆するクラッド１０３ｃ_２と、このクラッド１０３ｃ_２を被覆する紫外線硬化樹脂層１０３ｃ_３と、この紫外線硬化樹脂層１０３ｃ_３を被覆して補強する補強層１０３ｃ_４とから構成される。

コア１０３ｃ_１は、例えば、石英ガラスで構成され、５０又は６２．５μｍの外径を有する。クラッド１０３ｃ_２は、コア１０３ｃ_１を被覆した状態で１２５μｍの外径を有する。紫外線硬化樹脂層１０３ｃ_３は、クラッド１０３ｃ_２にコーティングされた状態で２５０μｍの外径を有する。紫外線硬化樹脂１０３ｃ_３をコーティングすることで、コア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２は、曲げに強い構成とされる。補強層１０３ｃ_４は、例えば、アクリル系樹脂で構成される。補強層１０３ｃ_４は、アダプタ１０３ｅの外径と略同一の外径寸法を有することが好ましい。しかしながら、内側のコア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２を保護することを前提として、アダプタ１０３ｅの外径より小径であっても大径であっても構わない。

アダプタ１０３ｅは、例えば、ニッケル合金やステンレス等の金属材料、ジルコニア等のセラミック材料で形成される。特に、加工精度及び製造コストの点の観点から、アダプタ１０３ｅは、金属材料で形成されることが好ましい。図７に示すように、アダプタ１０３ｅは、概して円柱形状を有している。アダプタ１０３ｅの外径は、ホルダ１０３ａの貫通孔１０３ｈの内径よりも僅かに小径に設けられている。アダプタ１０３ｅは、ホルダ１０３ａの挿入孔１０３ｄから貫通孔１０３ｈ内に挿入される。アダプタ１０３ｅは、ホルダ１０３ａに対する挿入方向の前方側及び後方側に、それぞれ当該挿入方向と直交する平面と平行な前端面１０３ｅ_１、後端面１０３ｅ_２を有している。

また、アダプタ１０３ｅの中心には、前端面１０３ｅ_１から後端面１０３ｅ_２まで貫通する貫通孔１０３ｅ_３が形成されている。貫通孔１０３ｅ_３は、光ファイバ１０３ｃのクラッド１０３ｃ_２の外径より僅かに大径に設けられている。前端面１０３ｅ_１から後端面１０３ｅ_２までの寸法は、ホルダ１０３ａの貫通孔１０３ｈよりも長く構成されている。

光ファイバ１０３ｃは、紫外線硬化樹脂層１０３ｃ_３及び補強層１０３ｃ_４が除去され、コア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２がアダプタ１０３ｅの貫通孔１０３ｅ_３に挿入される。光ファイバ１０３ｃは、アダプタ１０３ｅの前端面１０３ｅ_１に対向する紫外線硬化樹脂層１０３ｃ_３及び補強層１０３ｃ_４の端面で当該前端面１０３ｅ_１に接着固定される。光ファイバ１０３ｃ（コア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２）におけるアダプタ１０３ｅの挿入方向の後方側の端面１０３ｃ_５は、アダプタ１０３ｅの後端面１０３ｅ_２と同一平面上に配置される。言い換えると、アダプタ１０３ｅは、コア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２の端面１０３ｃ_５が後端面１０３ｅ_２と同一平面上に配置されるように、光ファイバ１０３ｃを保持している。

また、光ファイバ１０３ｃは、アダプタ１０３ｅにコア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２を保持された状態で、挿入孔１０３ｄを介して貫通孔１０３ｈに挿入され、その先端部がレンズ１０３ｂの近傍でその球面に対向するように配置した状態で固定されている。光結合部材１０３においては、アダプタ１０３ｅの位置合わせを行った後、その状態でホルダ１０３ａの一部に後述する陥没部１０３ｊを設けてこの陥没部１０３ｊの内面でアダプタ１０３ｅの外周面を挟持して固定する。

光ファイバ１０３ｃは、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバで構成され、ファイバ軸に垂直な断面で屈折率が連続的に変化するように構成されている。また、コア１０３ｃ_１及びクラッド１０３ｃ_２は、例えば、Ｃ−Ｈ結合のＨをＦに置換した全フッ素置換光学樹脂で構成されている。このように、光ファイバ１０３ｃを全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバで構成することにより、高速かつ大容量通信を実現することができる。

ホルダ１０３ａには、その外周面から工具等により押圧加工を施すことで形成される複数の陥没部１０３ｉが設けられている。これらの陥没部１０３ｉは、収容部１０３ｆと貫通孔１０３ｈとの間に設けられ、少なくとも、アダプタ１０３ｅの前後方向における位置決め用に利用される。これらの陥没部１０３ｉにより、収容部１０３ｆに収容されたレンズ１０３ｂと、貫通孔１０３ｈに保持されたアダプタ１０３ｅとは、ホルダ１０３ａ内で接触することなく、所定の間隔を空けて対向している。

また、ホルダ１０３ａの前端部近傍には、その外周面から工具等により押圧加工を施すことで形成される複数の陥没部１０３ｊが設けられている。これらの陥没部１０３ｊは、挿入孔１０３ｄを介してアダプタ１０３ｅが挿入された状態で設けられる。これにより、これらの陥没部１０３ｊの内面でアダプタ１０３ｅの外周面が挟持されて固定される。なお、ホルダ１０３ａに対するアダプタ１０３ｅの固定に関しては、これに限定されるものではなく、任意の固定方法が適用可能である。例えば、アダプタ１０３ｅは、貫通孔１０３ｈの内周面との間に塗布された接着剤によりホルダ１０３ａに固定するようにしてもよい。

次に、上記構成を有する着脱式ＡＯＣ１における接続方法について説明する。図８は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１における光コネクタ１０と光ケーブル２０との接続直前の状態を示す斜視図である。なお、図８においては、説明の便宜上、光ケーブル２０からリング部材２１を分離した状態を示している。

図８に示すように、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１においては、光ケーブル２０（より具体的には、リング部材２１）の前方側から光コネクタ１０が接続される。この際、光コネクタ１０は、リング部材２１の貫通孔２１１に接続部１０１の位置決め部１０１ｂが挿入されると共に、切欠き部２１３に壁部１０１ｃが挿入される。さらに、貫通孔２１１への位置決め部１０１ｂの挿入過程にて、係合片１０１ｄが電気配線ブロック２２２の凹部２２２ｂ（図５参照）に挿入される。

図９は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１における光コネクタ１０と光ケーブル２０との接続直前の状態を示す断面図である。なお、図９においては、光コネクタ１０及び光ケーブル２０の左右方向の中心を通る断面（上下に配置された光結合部材１０３（２０３）の中心を通る断面）を示している。以下に示す図１０及び図１１についても同様である。

図９に示すように、光ケーブル２０は、リング部材２１の貫通孔２１１に電気配線ブロック２２２が挿入された状態で一体化されている。光ケーブル２０は、リング部材２１内において、電気配線ブロック２２２よりも光結合部材２０３が前方側に突出した状態となっている。このとき、光結合部材２０３のレンズ２０３ｂは、リング部材２１における貫通孔２１１周辺の前方側端部の近傍に配置されている。

一方、光コネクタ１０では、光結合部材１０３が、前後方向に光軸を配置した状態で、位置決め部１０１ｂの外側に配置されている。光結合部材１０３は、レンズ１０３ｂが基部１０１ａの後方側端部の近傍に配置されるように基部１０１ａ内に収容されている。このとき、光結合部材１０３は、位置決め部１０１ｂの溝部１０１ｅにその一部が収容された状態で保持されている。

このような状態から、位置決め部１０１ｂがリング部材２１の貫通孔２１１内に挿入されるように、光コネクタ１０が光ケーブル２０に接近される。より具体的には、位置決め部１０１ｂが、上下左右に配置された光結合部材２０３の内側に配置されるように、貫通孔２１１内に挿入される。このとき、光コネクタ１０は、接続部１０１の一対の壁部１０１ｃの位置を、リング部材２１の一対の切欠き部２１３（図４及び図６参照）に合わせた状態で接近される。

図１０は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１における光コネクタ１０と光ケーブル２０との接続途中の状態を示す断面図である。図１０においては、位置決め部１０１ｂに設けられた係合片１０１ｄの一部が、電気配線ブロック２２２の凹部２２２ｂに挿入された状態を示している。上述したように、係合片１０１ｄ及び凹部２２２ｂは、ともに直角二等辺三角形状を有している。このため、凹部２２２ｂに係合片１０１ｄを挿入する過程において、誤った角度で光コネクタ１０が光ケーブル２０に接続されるのを確実に防止することができる。

係合片１０１ｄの後端部が凹部２２２ｂに挿入される過程で、光結合部材２０３は、位置決め部１０１ｂのテーパ形状部１０１ｆに到達する。また、壁部１０１ｃは、リング部材２１の切欠き部２１３内に収容される。テーパ形状部１０１ｆに到達すると、光結合部材２０３は、テーパ形状部１０１ｆにより位置決め部１０１ｂの外側に案内され、溝部１０１ｅ（図１０では、溝部１０１ｅ_１、１０１ｅ_３のみを示している）に導かれる。このとき、光結合部材２０３は、溝部１０１ｅのＶ字形状部分にその一部（ホルダ２０３ａの内側部分）が収容された状態で、溝部１０１ｅ内を相対的に前方側に移動する。

図１１は、本実施の形態に係る着脱式ＡＯＣ１における光コネクタ１０と光ケーブル２０との接続直後の状態を示す断面図である。図１１においては、係合片１０１ｄが凹部２２２ｂ内に完全に挿入された状態を示している。図１１に示すように、係合片１０１ｄが凹部２２２ｂに完全に挿入されると、リング部材２１の前端部が基部１０１ａの後端部に当接する。また、壁部１０１ｃの突出片１０１ｇが切欠き部２１３内の凹部２１３ａ内に入り込む。これにより、光コネクタ１０が光ケーブル２０に固定された状態となる。

この状態において、光結合部材２０３は、レンズ２０３ｂが光結合部材１０３のレンズ１０３ｂと対向する位置に配置された状態となる。例えば、レンズ２０３ｂは、レンズ１０３ｂと一定の間隙を挟んだ状態で対向される。この場合において、光結合部材１０３と光結合部材２０３は、共通の構成を有している。また、光結合部材１０３及び光結合部材２０３は、共通の溝部１０１ｅにより位置決めされている。このため、レンズ１０３ｂとレンズ２０３ｂとは、高い精度で位置合わせされた状態となる。

このように接続された状態で、例えば、光ケーブル２０から光信号が送り込まれると、光結合部材２０３のレンズ２０３ｂ、光結合部材１０３のレンズ１０３ｂを介して光コネクタ１０に光信号が伝播される。そして、光信号は、光結合部材１０３から光電気変換モジュールで電気信号に変換された後、入出力１０２を介して光コネクタ１０に接続された機器に出力される。

以上説明したように、本実施の形態に係る光コネクタ１０においては、位置決め部１０１ｂによって光結合部材１０３が位置決めされると共に、光コネクタ１０の接続動作に伴って光結合部材２０３が光結合部材１０３の所定位置に位置決めされると共に、光コネクタ１０内の光電気変換モジュールによって光信号と電気信号とが交換される。このため、光ケーブル２０と光コネクタ１０とを別の構成としながら、簡単にこれらを接続することができる。これにより、例えば、設備等の壁面内に着脱式ＡＯＣ１を配線する場合であっても、光コネクタ１０を外した状態で光ケーブル２０の配線作業を行い、配線後の光ケーブル２０の端部に光コネクタ１０を接続することができる。この結果、煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うことができる。

位置決め部１０１ｂには、光結合部材１０３の一部を収容する溝部１０１ｅが設けられている。溝部１０１ｅは、光コネクタ１０の接続動作に伴って光結合部材２０３を光結合部材１０３の所定位置に案内可能に構成されている。このため、共通の溝部１０１ｅを利用して光結合部材１０３が位置決めされると共に、光結合部材２０３が光結合部材１０３の所定位置に案内されることから、複雑な接続作業を必要とすることなく簡単且つ高精度に光結合部材１０３に対して光結合部材２０３を位置決めすることができる。

特に、溝部１０１ｅは、断面視にてＶ字形状に構成されている。そして、このＶ字形状を有する溝部１０１ｅには、光ケーブル２０側の端部にテーパ形状部１０１ｆが設けられている（図３参照）。このように溝部１０１ｅがＶ字形状を有すると共に、光ケーブル側の端部にテーパ形状部１０１ｆを有することから、光コネクタ１０の接続動作に伴って光結合部材２０３を受け入れ易くでき、簡単に光結合部材２０３を光結合部材１０３の所定位置に案内することができる。

また、位置決め部１０１ｂには、光ケーブル２０の電気配線ブロック２２２の凹部２２２ｂに係合し、光ケーブル２０に対する光コネクタ１０の接続角度を規制する係合片１０１ｄが設けられている。これにより、光ケーブル２０に対して光コネクタ１０が誤った角度で接続される事態を確実に防止することができる。

特に、この係合片１０１ｄは、光ケーブル２０内に設けられた電気配線と電気的に接続される電気接続部を構成している。このように光ケーブル２０に対する光コネクタ１０の接続角度を規制する係合片１０１ｄで電気的に接続する機能を持たせることができるので、電気的な接続のための特別な構成を備える必要がない。このため、光コネクタ１０と光ケーブル２０とを接続するだけで両者に接続される機器同士の電気的な接続を確保することができる。

一方、本実施の形態に係る光ケーブル２０においては、光結合部材２０３と、光コネクタ１０の位置決め部１０１ｂにより光結合部材２０３が位置決めされた状態で光ケーブル２０を光コネクタ１０に固定するリング部材２１を有している。このため、光コネクタ１０と分離した状態で光ケーブル２０の配線を行い、配線後にリング部材２１で光ケーブル２０を光コネクタ１０に固定することができる。この結果、煩雑な作業を必要とすることなく容易に配線を行うことができる。

また、本実施の形態に係る光ケーブル２０においては、光コネクタ１０の接続部１０１の係合片１０１ｄを収容する凹部２２２ｂと、凹部２２２ｂに収容された係合片１０１ｄと電気的に接続される電気配線ブロック２２２とを有している。このため、凹部２２２ｂで係合片１０１ｄを収容し、収容した係合片１０１ｄと電気配線ブロック２２２とで電気的に接続されることから、電気的な接続のための特別な構成を備える必要がない。このため、光コネクタ１０と光ケーブル２０とを接続するだけで両者に接続される機器同士の電気的な接続を確保することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、光ファイバ１０３ｃ（２０３ｃ）をガラス製光ファイバで構成する場合について説明している。しかしながら、本実施の形態に係る光コネクタ１０及び光ケーブル２０に適用する光ファイバについては、ガラス製光ファイバに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、光ファイバ１０３ｃ（２０３ｃ）をプラスチック製光ファイバで構成するようにしてもよい。

上記実施の形態においては、光コネクタ１０をＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格（ＨＤＭＩは登録商標）に対応した電気コネクタに適用する場合について説明したが、その適用対象についてはこれに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に対応した他の電気コネクタ、サンダーボルト（登録商標）（Thunderbolt）規格に対応した電気コネクタ、イーサネット(Ethernet)規格（イーサネット及びEthernetは登録商標）に対応した電気コネクタ等に用いることができる。

１０ ：光コネクタ
１００ ：筐体
１０１ ：接続部
１０１ａ ：基部
１０１ｂ ：位置決め部
１０１ｃ ：壁部
１０１ｄ ：係合片
１０１ｅ ：溝部
１０１ｆ ：テーパ形状部
１０１ｇ ：突出片
１０２ ：入出力部
１０３ ：光結合部材
１０３ａ ：ホルダ
１０３ｂ ：レンズ
１０３ｃ ：光ファイバ
１０３ｄ ：挿入孔
１０３ｅ ：アダプタ
１０３ｆ ：収容部
１０３ｇ ：開口部
１０３ｈ ：貫通孔
１０３ｉ ：陥没部
１０３ｊ ：陥没部
２０ ：光ケーブル
２０３ ：光結合部材
２１ ：リング部材
２１１ ：貫通孔
２１２ ：テーパ部
２１３ ：切欠き部
２１３ａ ：凹部
２２ ：ケーブル本体部
２２１ ：被覆部
２２２ ：電気配線ブロック
２２２ａ ：溝部
２２２ｂ ：凹部

Claims (7)

1. 筒状の保持部材と、前記保持部材の一端側に形成された収容部に収容されるレンズと、前記保持部材の他端側に保持される光ファイバとを有する第１の光結合部材を備えた光ケーブルに着脱可能に接続される光コネクタであって、
   前記第１の光結合部材と同一の構成を有する第２の光結合部材と、
   前記第２の光結合部材を位置決めすると共に、前記光コネクタの接続動作に伴って前記第１の光結合部材を前記第２の光結合部材の所定位置に案内して位置決めする位置決め部と、
   前記第２の光結合部材に接続され、光信号又は電気信号を電気信号又は光信号に変換する光電気変換部と、
   前記光電気変換部に接続され、電気信号の入出力を行う入出力部と、
   を有することを特徴とする光コネクタ。
2. 前記位置決め部は、前記第２の光結合部材の一部を収容する溝部を有し、
   前記溝部は、前記第１の光結合部材を前記第２の光結合部材の所定位置に案内することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
3. 前記溝部は、断面視にてＶ字形状部を有し、当該Ｖ字形状部は、前記光ケーブル側の端部にテーパ形状部を有することを特徴とする請求項２に記載の光コネクタ。
4. 前記位置決め部には、前記光ケーブルの一部に係合し、当該光ケーブルに対する前記光コネクタの接続角度を規制する係合片が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光コネクタ。
5. 前記係合片は、前記光ケーブル内に設けられた電気配線と電気的に接続される電気接続部を構成することを特徴とする請求項４に記載の光コネクタ。
6. 請求項１に記載の光コネクタに接続される光ケーブルであって、
   前記第１の光結合部材と、
   前記光コネクタの前記位置決め部により前記第１の光結合部材が位置決めされた状態で前記光ケーブルを前記光コネクタに固定する固定部材と、
   を有することを特徴とする光ケーブル。
7. 請求項５に記載の光コネクタに接続される光ケーブルであって、
   前記係合片を収容する収容部と、
   前記収容部に収容された前記係合片と電気的に接続される電気接続部と、
   を有することを特徴とする光ケーブル。

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