JP4222568B2 - 光コネクタ - Google Patents

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_１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_２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_２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_１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_１）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_２）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_１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_２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、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と、前記光送信モジュールを内蔵し、前記光送信モジュールからの光信号の光路を包囲する第１の筐体と、を有し、
   前記第２のコネクタは、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と、前記光受信モジュールを内蔵し、前記光受信モジュールへの光信号の光路を包囲する第２の筐体と、を有し、
   前記第１の筐体及び前記第２の筐体が光信号を通過させる開口部を持ち、前記第１の筐体の開口部に前記第２の筐体の開口部を嵌合させることで、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとを着脱可能とし、前記第１の筐体及び前記第２の筐体のそれぞれに形成された２つの電気経路で前記第１の筐体と前記第２の筐体とを電気的に接続して前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間で給電を可能とするとともに、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の開口部を通じ、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部で光信号の伝搬が可能であることを特徴とする光コネクタ。
2. 前記第１のコネクタの前記第１の筐体は、複数の光送信モジュールが配設され、前記第２のコネクタの前記第２の筐体は、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、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と、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と、前記光送信モジュール及び前記光受信モジュールを内蔵し、前記光送信モジュールからの光信号の光路及び前記光受信モジュールへの光信号の光路を包囲する第１の筐体と、を有し、
   前記第２のコネクタは、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と、前記光受信モジュールを内蔵し、前記光受信モジュールへの光信号の光路及び前記光送信モジュールからの光信号の光路を包囲する第２の筐体と、を有し、
   前記第１の筐体及び前記第２の筐体が光信号を通過させる開口部を持ち、前記第１の筐体の開口部に前記第２の筐体の開口部を嵌合させることで、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとを着脱可能とし、前記第１の筐体及び前記第２の筐体のそれぞれに形成された２つの電気経路で前記第１の筐体と前記第２の筐体とを電気的に接続して前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間で給電を可能とするとともに、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の開口部を通じ、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部で光信号の伝搬が可能である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、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、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、及び前記第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、を含む光送受信モジュールと、前記光送受信モジュールを内蔵し、前記光送受信モジュールに入出力する光信号の光路を包囲する第１の筐体と、を有し、
   前記第２のコネクタは、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、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、及び前記第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、を含む光送受信モジュールと、前記光送受信モジュールを内蔵し、前記光送受信モジュールに入出力する光信号の光路を包囲する第２の筐体と、を有し、
   前記第１の筐体及び前記第２の筐体が光信号を通過させる開口部を持ち、前記第１の筐体の開口部に前記第２の筐体の開口部を嵌合させることで、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とし、前記第１の筐体及び前記第２の筐体のそれぞれに形成された２つの電気経路で前記第１の筐体と前記第２の筐体とを電気的に接続して前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間で給電を可能とするとともに、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の開口部を通じ、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の内部で光信号の伝搬が可能である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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