JP6325875B2 - コネクタ、レセプタクルコネクタ、電子機器及びコネクタ接続方法 - Google Patents
コネクタ、レセプタクルコネクタ、電子機器及びコネクタ接続方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、コネクタ、レセプタクルコネクタ、電子機器及びコネクタ接続方法に関する。
近年、ネットワークや端末のデジタル化は急速に進展し、インターネットやデジタル放送で配信される映像・音楽・データなどを大型の高精細ディスプレイや個人のパソコンなどで楽しむ機会が増えている。このようなサービスをさらに高度化・多機能化するためには、FTTHに代表されるネットワーク・インフラとデジタルTV、パソコン間をシームレスに接続する毛細血管的ネットワークの開発と実用化が不可欠である。
わが国で発明されたプラスチック光ファイバー（POF）は、取り扱いが容易で、しかも高速・大容量の信号を低コストで伝送することができるため、このような毛細血管的ネットワークを実現する伝送媒体として有望視されている。既に、研究・開発では40Gbpsを超える超高速伝送が実証され、実用面では車載ネットワークや情報家電インターフェースへとその適用領域を広げている。また、大規模のマンションや病院などでもPOFネットワークの導入事例が増加している。さらに、POFネットワーク分野に加えて、光センサーやディスプレイなど、各種のオプティクス分野においても有効に活かされると期待されている。
このようなPOF の研究開発と普及促進を目的に、大学、POFメーカー、デバイスメーカー、総合家電、総合商社などが結集し、1994年2月にPOFコンソーシアムが設立されている。
このようなPOF の研究開発と普及促進を目的に、大学、POFメーカー、デバイスメーカー、総合家電、総合商社などが結集し、1994年2月にPOFコンソーシアムが設立されている。
POFコンソーシアムのご案内、［平成 26 年 3 月 31 日検索］、インターネット〈URL：http://www.pof-con.org/pofconinfo.html>
本発明は、上述の背景技術に鑑みてなされたものであり、拡張性の点で優れるコネクタなどを提供することを目的とする。
この発明によれば、上述の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載のとおりの構成を採用している。以下、この発明を詳細に説明する。
本発明の第1の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグとレセプタクルとが電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第2の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグとレセプタクルとが接することで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第3の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが接することで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第4の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第5の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと、
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第6の側面は、
前記光ファイバーは、グレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーであることを特徴とする請求項1から5 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第7の側面は、
請求項1から6 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタを有することを特徴とする電子機器。
にある。
本発明の第8の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するレセプタクルコネクタに、
プラグと、前記プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタを差し込む場合に、
プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズと前記プラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することによって、
前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを電気的かつ光学的に接続することを特徴とするコネクタ接続方法。
本発明の他の側面としては下記の場合であってもよい。
他の第1の側面は、
導電性のホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと
を備えるコネクタであって、
前記ホルダを通じて他のコネクタと電気的に接続し、
前記レンズを介して他のコネクタに光学的に接続することを特徴とするコネクタ
にある。
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグとレセプタクルとが電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第2の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグとレセプタクルとが接することで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第3の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが接することで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第4の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第5の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと、
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第6の側面は、
前記光ファイバーは、グレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーであることを特徴とする請求項1から5 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタ。
にある。
本発明の第7の側面は、
請求項1から6 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタを有することを特徴とする電子機器。
にある。
本発明の第8の側面は、
導電性を有するレセプタクルと、前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するレセプタクルコネクタに、
プラグと、前記プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタを差し込む場合に、
プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズと前記プラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することによって、
前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを電気的かつ光学的に接続することを特徴とするコネクタ接続方法。
本発明の他の側面としては下記の場合であってもよい。
他の第1の側面は、
導電性のホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと
を備えるコネクタであって、
前記ホルダを通じて他のコネクタと電気的に接続し、
前記レンズを介して他のコネクタに光学的に接続することを特徴とするコネクタ
にある。
他の第2の側面は
略筒形状を有する導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定され、前記レンズと光学的に接続されたグレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーと
を備えるコネクタであって、
他のコネクタの備える導電性のホルダと前記ホルダとが接することにより他のコネクタと電気的に接続し、
前記ボールペンレンズを介して他のコネクタに光学的に接続することを特徴とするコネクタ
にある。
略筒形状を有する導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定され、前記レンズと光学的に接続されたグレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーと
を備えるコネクタであって、
他のコネクタの備える導電性のホルダと前記ホルダとが接することにより他のコネクタと電気的に接続し、
前記ボールペンレンズを介して他のコネクタに光学的に接続することを特徴とするコネクタ
にある。
他の第3の側面は
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
前記レセプタクルの内側に設けられた導電性のバネと
を有し、
プラグが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグのホルダに前記バネが接し、プラグのホルダと前記レセプタクルとが電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
前記レセプタクルの内側に設けられた導電性のバネと
を有し、
プラグが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグのホルダに前記バネが接し、プラグのホルダと前記レセプタクルとが電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
他の第4の側面は
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、両端が開口している導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定され、前記ボールペンレンズと光学的に接続された光ファイバーと、
前記レセプタクルの内側に設けられた少なくとも1つの導電性のバネと
を有し、
前記ホルダは前記バネを介して前記レセプタクルと電気的に接続し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、前記バネがプラグコネクタのホルダに接し、プラグに収容されたホルダとレセプタクルに収容されたホルダとが前記レセプタクルを介して電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、両端が開口している導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定され、前記ボールペンレンズと光学的に接続された光ファイバーと、
前記レセプタクルの内側に設けられた少なくとも1つの導電性のバネと
を有し、
前記ホルダは前記バネを介して前記レセプタクルと電気的に接続し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、前記バネがプラグコネクタのホルダに接し、プラグに収容されたホルダとレセプタクルに収容されたホルダとが前記レセプタクルを介して電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
他の第5の側面は
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容された導電性のホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと
を有し、
プラグが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグのホルダの先端面と前記レセプタクルに収容されたホルダの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容された導電性のホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと
を有し、
プラグが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグのホルダの先端面と前記レセプタクルに収容されたホルダの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
他の第6の側面は
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグに収容されたホルダの先端面と前記レセプタクルに収容されたホルダの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグに収容されたホルダの先端面と前記レセプタクルに収容されたホルダの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
他の第7の側面は
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
他の第8の側面は
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと、
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
レセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと、
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ
にある。
他の第9の側面は
前記レセプタクルの一端の形状が漏斗状であり、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、には、漏斗状形状が設けられた部分からプラグコネクタを差し込まれることを特徴とする請求項6記載のレセプタクルコネクタ
にある。
前記レセプタクルの一端の形状が漏斗状であり、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、には、漏斗状形状が設けられた部分からプラグコネクタを差し込まれることを特徴とする請求項6記載のレセプタクルコネクタ
にある。
他の第10の側面は
前記光ファイバーは、グレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーであることを特徴とする請求項9記載のレセプタクルコネクタ
にある。
前記光ファイバーは、グレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーであることを特徴とする請求項9記載のレセプタクルコネクタ
にある。
他の第11の側面は
請求項3から10 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタを有することを特徴とする電子機器
にある。
請求項3から10 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタを有することを特徴とする電子機器
にある。
他の第12の側面は
レセプタクルと、前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するレセプタクルコネクタに、
プラグと、前記プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタを差し込む場合に、
前記プラグに収容されたホルダの先端面と前記レセプタクルに収容されたホルダの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズと前記プラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することによって、
前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを電気的かつ光学的に接続することを特徴とするコネクタ接続方法
にある。
レセプタクルと、前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するレセプタクルコネクタに、
プラグと、前記プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口している導電性のホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタを差し込む場合に、
前記プラグに収容されたホルダの先端面と前記レセプタクルに収容されたホルダの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズと前記プラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することによって、
前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを電気的かつ光学的に接続することを特徴とするコネクタ接続方法
にある。
本発明によれば、拡張性の点で優れるコネクタなどが得られる。
本発明のさらに他の目的、特徴又は利点は、後述する本発明の実施の形態や添付する図面に基づく詳細な説明によって明らかになるであろう。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
[本発明に至る経緯]
あたかもその場にいるような臨場感を得るために、解像度、色深度、フレームレートなどを向上させた映像技術が、ディスプレイ産業界で開発されている。日本では、8Kx4Kの解像度を持つ8K-UHDTVの試験放送が2020年に開催されるオリンピックへ向けて計画されている。
既存の4K-UHDTVの放送機器のインターフェースは、4K映像をHDサイズに分割し、4本の3G-SDIを用いて、総計11.88Gbpsで伝送している。8K-UHDTVの放送機器は、まだ多くないため、特定の方式はないが、4K-UHDTVと同様に考えると、16本の3G-SDIを用いて総計47.52Gbpsで伝送することが必要となる。
しかしながら、放送機器に用いられるような、同軸ケーブルやガラスファイバーを使用したインターフェースは、家電機器として、サイズ、柔軟性、安全性、重量および価格において、適していない。
そこで、本発明者らは、8K-UHDTV映像を伝送するための120GbpsのGI-POF（グレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバー、Graded Index Plastic Optical Fiber）用いた家電向け伝送機器等に適する新たなインターフェースを提案してきた。ここで開発されたのは、120Gbpsの高速な光伝送方式の一つである10Gbpsの並列方式等にも適用できるユニークなボールペンレンズを使用し低価格化可能なコネクタである。
図1は、120Gbps光コネクタ（左レセプタクルコネクタ、右プラグコネクタ）の写真である。
GI-POFの端面に、コネクタ精度の緩和、端面保護、ごみ対策、静電対策などの目的のために、ボールペンの技術を用いたレンズを付けたケーブルを12本用いた120Gbpsの光インターフェース用コネクタを開発した。コネクタの形状は、HDMI TypeA（HDMIは登録商標）より小型で、また機器へ+5V/2Aの電源供給を可能にする電源線を含めた。動作検証によって、このコネクタは、小型、軽量、安全でかつ、低価格で出来ることが、実証された。
H. Takizuka, T. Torikai, A. Mitsui, H. Suzuki, Y. Watanabe, T. Toma, and Y. Koike, A Study on 120Gbps GI-POF interface for 8K-UHD Video Transmission, 18th Microoptics Conference (MOC’13), Tokyo, Japan, Oct. 27 - 30, 2013
本実施形態はこの開発をさらに大きく進めたものであり、新たなインターフェースとなるコネクタ等を提案するものである。
[概要]
本実施形態では、ボールペンレンズが収容され、GI-POFが挿入され、所定位置に固定されている一組のホルダが使用される。一方のGI-POFを通じた光がボールペンレンズを透過し、このボールペンレンズと向かい合う位置にある他方のボールペンレンズから他方のGI-POFへと伝搬される。これにより、対向する2つのボールペンレンズを通じて光を伝搬することができる。
図2は、本実施形態の構造の概要を示す図である。
略円筒形状を有する金属性のホルダ201はその両端が開口している。ホルダ201の一端には、ボールペンレンズ202が収容され、他端に形成された挿入孔からはGI-POF203が挿入され所定位置に固定されている。金属性のホルダ201には、一組の導体204、205が電気的に接続している。金属性のホルダ201は、他のボールペンレンズが収容された他のホルダと金属製の導体204を介して電気的に接続している。すなわち、2つのボールレンズを通じて2つのGI-POFが光学的に接続し、さらに、2つのホルダが電気的に接続している。
ボールレンズを通じて2つのGI-POFを光学的に接続することでラフに位置合わせができるようになる。光ファイバーのフッ素樹脂はホコリがつきやすいが、レンズがホコリからの保護を担うこともできる点でも優れている。また、端面が硬い物によって傷付くのをレンズにより防ぐこともできる。
なお、ガラスファイバーで同様ものを作ると、かしめる際にガラスファイバーが折れやすいが、POFを使用すれば嵌りやすいという利点がある。また、ガラスファイバーなら接着剤が必要であり高コストになる。
本実施形態によれば、ホルダ201の導電性を利用することによって、光の伝搬ができるだけでなく、新たな端子を設けなくとも電力や電気信号をやりとりすることによって、コネクタの小型化、利便性をも向上させることができる。また、電気信号のやりとりをホルダで兼用することでコネクタの部材数も減らすことができる。
さらに、インターフェースの情報をやりとりすることができる。伝搬の成立等の特定の条件があった場合に電気信号を伝送する、またはその反対に、電気信号を伝送が成立した場合に光信号を伝搬するということ等ができるようになるという利点がある。
例えば、ボールレンズを包み込む筒状ホルダでコネクタ間の電気的接触を実現し、光が動作する時点でケーブル接触を示す信号を流す、光コネクタの本数を示す信号を流す、必要最小限の本数を知らせる等の利用方法が考えられる。
特に、本実施形態は拡張性の点で優れている。光伝搬に用いるコネクタは今後も多くの種類の規格が生み出されることが予想される。しかしながら、本実施形態であれば、例えば、将来、伝送経路の本数が増えて速度が上がる場合でも極めて容易に対応できる。規格の進歩にも同一コネクタで対応できる。このことは、本実施形態の構造はシンプルな構造にもかかわらず、いわゆる互換性を持たせることができることを示しており、新規規格の追加等の規格の変化への対応が容易になるという優れた利点をもたらしている。
また、ボールレンズ間距離は数100μm以上でもよく、例えば500μmでも可である。
[ホルダを利用した電力又は電気信号の伝送]
ホルダ201の導電性を利用することによって電力又は電気信号の伝送が可能になる。具体的には、電源 (例えば、28AWG…φ320um, max1.4A, 213Ω/km)からの電力の供給、及び、情報の伝達（例えば、接続又は非接続の有無、インターフェースのパラメータ情報の通知）が可能になる。電源（500mW, 1W, 5W, 10W等）、速度、本数 Tx, Rx、変調方式 on-off, WDM(λ,n), PAM等を適宜選択することもできる。
[接続形態]
図3は、本実施形態の接続形態の1例（接続形態1）を示す図である。
接続形態1では、2つのPinを使用している。接続形態1を利用し、電力の伝送を行う場合、使用する電流容量によってPin数増加させることも可能である。また、GND（アース）は、Pinを介さずシールドを介して伝送することも可能である。その場合は1Pinとなる。
図4は、本実施形態の接続形態の1例（接続形態2）を示す図である。
接続形態2では、3つのPinを使用している。接続形態1を利用し、電気信号の伝送を行う場合、3Pinを使用するが、電流容量によってPin数増加させることも可能である。また、GNDは、Pinを介さずシールドを介して伝送することも可能である。その場合は2Pinとなる。例えば、伝送方式I2C(Inter-Integrated -Circuit）でも使用できる。
接続形態1と接続形態2は併用可能である。信号のやりとりにはクロックとデータラインそれぞれで最低でも2本 プラス電源で3本の伝搬経路があることが好ましい。
[接続形状]
（接続形状1）
図5は、本実施形態の接続形状の1例（接続形状1）を示す断面図である。
接触形状1では、レセプタクルコネクタ210aとプラグコネクタ220aとが嵌合している。レセプタクルコネクタ210aのレセプタクル211aとプラグコネクタ220aのプラグ212aとには、それぞれ円筒形状を有する金属性のホルダ201aが収容されている。レセプタクル211aは導体でできている。ホルダ201aはその両端が開口している。ホルダ201aの一端には、ボールペンレンズ202aが収容され、他端に形成された挿入孔からはGI-POFが挿入され所定位置に固定されている。レセプタクル211a内には導体のバネ213aが2つ設けられており、それぞれのバネ213aがレセプタクル211a内で双方のホルダ201aと接触している。レセプタクル211aはバネ213aと電気的に接続している。レセプタクル211aの端部には端子214aが付けられており、レセプタクル211aと端子214aとは電気的に接続している。
レセプタクル211aにプラグ212aが差し込まれると、レセプタクル211a内のバネ213aが押し上げられプラグのホルダの側面に接し、レセプタクル211aを介してプラグ212aのホルダと電気的に接続される。図中の導線に示すとおり、レセプタクルに付けた端子214aに電流を導くことができる。また、レセプタクル211aにプラグ212aが差し込まれると、2つのボールペンレンズは対面するように近くに位置し、これらを通じて光を伝搬することもできる。
接続形状1によれば、バネによる押し付けで確実に電導させることができるという利点がある。
（接続形状2）
図6は、本実施形態の接続形状の1例（接続形状2）を示す断面図である。
接続形状2では、レセプタクルコネクタ210bとプラグコネクタ220bとが嵌合している。接続形状1と同様の構造を利用しているが、導体でできたレセプタクル211b内部において、レセプタクルコネクタ210b、プラグコネクタ220b双方のホルダの先端面が接触している。軸方向の導電性のバネを設け、そのバネにより電気的接続を設けてもよい。
接続形状2では、レセプタクルコネクタ210bとプラグコネクタ220bとが嵌合している。接続形状1と同様の構造を利用しているが、導体でできたレセプタクル211b内部において、レセプタクルコネクタ210b、プラグコネクタ220b双方のホルダの先端面が接触している。軸方向の導電性のバネを設け、そのバネにより電気的接続を設けてもよい。
レセプタクル211bにプラグ212bが差し込まれると、2つのボールペンレンズのホルダの先端がつき合わされ、さらにレセプタクル211bへ接触させ、レセプタクル211bに付けた端子214bに電流が導かれる。また、レセプタクル211bにプラグ212bが差し込まれると、2つのボールペンレンズは対面するように近くに位置し、これらを通じて光を伝搬することもできる。
接続形状2によれば、形状を小さくできるという利点がある。
（接続形状3）
図7は、本実施形態の接続形状の1例（接続形状3）を示す断面図である。
接続形状3では、レセプタクルコネクタ210cとプラグコネクタ220cとが嵌合している。接続形状1と同様の構造を利用しているが、導体製のレセプタクル211cの先端面が導体製のプラグ212cの先端面と接触している。
接続形状3では、レセプタクルコネクタ210cとプラグコネクタ220cとが嵌合している。接続形状1と同様の構造を利用しているが、導体製のレセプタクル211cの先端面が導体製のプラグ212cの先端面と接触している。
レセプタクル211cにプラグ212cが差し込まれると、レセプタクル211cの先端とプラグ212cの先端がつき合わされ、レセプタクル211cに付けた端子214cに電流が導かれる。また、レセプタクル211cにプラグ212cが差し込まれると、2つのボールペンレンズは対面するように近くに位置し、これらを通じて光を伝搬することもできる。
接続形状3によれば、ボールペンレンズの少なくとも一部がホルダ内部から外部に突き出た場合でも接触できるという利点がある。また、2つのボールペンレンズ間にスペースを設けやすいという点も利点である。さらに、電気的な接触面を大きく取りやすいという点でも優れている。
（接続形状4）
図8は、本実施形態の接続形状の1例（接続形状4）を示す断面図である。図中で最も下にある図は、図に示すA-Aにおける断面図である。
接触形状4では、上述の接触形状3と同様のレセプタクル及びプラグを利用する。ただし、円筒状のレセプタクルの一端の形状を先広がり（漏斗状）とし、割りスリーブにして電気的接続部分をしっかりと接触させている。レセプタクル及びプラグは接触形状2と同様のものを使用してもよい。
接続形状4によれば、レセプタクルの一端が漏斗状形状であるため、その形状部分からプラグが挿入しやすくなり、さらに電気的接続の確実性が増すという利点がある。
また、端面接触でなくともよく、プラグ側のホルダとレセプタクルとの接触又はレセプタクル側のホルダとプラグとの接触を利用すれば、接触面をさらに大きく取りやすいという利点もある。
[ホルダの構造]
本実施形態のホルダとしては、例えば、次の文献に記載された光コリメータ用のホルダを利用することができる。
以下、ホルダを備える光コリメータについて説明する。
図9は、光コリメータ10の側面図である。図10は、図9に示すA-Aにおける断面図である。図9に示すように、光コリメータ10は、概して円筒形状を有する保持部材としてのホルダ11と、このホルダ11の一端部に保持されるコリメータレンズ12と、ホルダ11の他端部に設けられた挿入孔11aから挿入される光ファイバー13とを含んで構成されている。なお、光コリメータ10においては、光ファイバー13としてプラスチック光ファイバーが好適に挿入される。
ホルダ11は、例えば、ステンレス等の金属材料で形成される。特に加工性の点から、ホルダ11は、オーステナイト系ステンレスで形成されることが好ましい。図10に示すように、ホルダ11におけるコリメータレンズ12側の端部には、開口部11bが設けられている。この開口部11bの内側には、コリメータレンズ12を収容する収容部11cが設けられている。この収容部11cは、コリメータレンズ12の直径よりも僅かに小さい寸法に設けられ、コリメータレンズ12が圧入可能に構成されている。収容部11cは、コリメータレンズ12の表面の損傷を防止するためにコリメータレンズ12全体をその内側に収容可能な寸法に設けられている。また、ホルダ11の内部には、光ファイバー13の外径よりも僅かに大径の貫通孔11dが設けられている。この貫通孔11dは、挿入孔11aに連通すると共に、収容部11cに連通して設けられている。さらに、ホルダ11には、その外周部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11eが設けられている。これらの陥没部11eは、収容部11cと、貫通孔11dとの間に設けられ、コリメータレンズ12及び光ファイバー13の位置決めに利用される。
コリメータレンズ12は、例えば、ガラス材料で形成され、球形状を有するボールペンレンズで構成されている。図10に示すように、コリメータレンズ12は、ホルダ11の収容部11c内に収容された状態において、開口部11bからアダプタ108の開口部106に臨む一方、貫通孔11dに挿入された光ファイバー13の先端部に臨むように配置されている。
光ファイバー13は、例えば、プラスチック光ファイバーで構成され、その中心を貫通して設けられるコア13aと、このコア13aを被覆するクラッド13bと、このクラッド13bを被覆して補強する補強層13cとから構成されている。光ファイバー13のコリメータレンズ12に対向する端面においては、コア13a、クラッド13b及び補強層13cが同一平面上に配置されている。すなわち、コリメータレンズ12に対向する端面において、コア13a、クラッド13b及び補強層13cが揃って配置されている。
また、光ファイバー13は、挿入孔11aを介して貫通孔11dに挿入され、その先端部がコリメータレンズ12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。この場合において、光ファイバー13は、例えば、貫通孔11dの内周面との間に塗布された接着剤によりホルダ11に固定される。なお、ホルダ11に対する光ファイバー13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。
光コリメータ10において、光ファイバー13は、例えば、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバーで構成され、ファイバー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13a及びクラッド13b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。これらのように光ファイバー13を全フッ素置換光学樹脂で構成すると共に、ＧＩ型光ファイバーで構成することにより高速且つ大容量通信を実現することができるものとなっている。
例えば、上記の説明においては、コリメータレンズがガラス材料で構成される場合等について説明しているが、コリメータレンズの構成については、これ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、コリメータレンズをプラスチック材料で構成するようにしても良いし、その形状も球形レンズに限られない。
また、プラスチック光ファイバーを光ファイバーの一例として説明しているが、光ファイバーは、プラスチック光ファイバーに限定されるものではない。ガラス光ファイバーを適用することも可能である。
[権利解釈]
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施形態の修正又は代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
また、この発明の説明用の実施形態が上述の目的を達成することは明らかであるが、多くの変更や他の実施例を当業者が行うことができることも理解されるところである。特許請求の範囲、明細書、図面及び説明用の各実施形態のエレメント又はコンポーネントを他の１つまたは組み合わせとともに採用してもよい。特許請求の範囲は、かかる変更や他の実施形態をも範囲に含むことを意図されており、これらは、この発明の技術思想および技術的範囲に含まれる。
201 ホルダ
202ボールペンレンズ
204 導体
205 導体
203 GI-POF
201a ホルダ
210a レセプタクルコネクタ
220a プラグコネクタ
211a レセプタクル
212a プラグ
213a バネ
214a 端子
210b レセプタクルコネクタ
220b プラグコネクタ
211b レセプタクル
212b プラグ
214b 端子
210c レセプタクルコネクタ
220c プラグコネクタ
211c レセプタクル
212c プラグ
10 光コリメータ
11 ホルダ
11a 挿入孔
11b 開口部
11c 収容部
11d 貫通孔
11e 陥没部
12 コリメータレンズ
13 光ファイバー
13a コア
13b クラッド
13c 補強層
202ボールペンレンズ
204 導体
205 導体
203 GI-POF
201a ホルダ
210a レセプタクルコネクタ
220a プラグコネクタ
211a レセプタクル
212a プラグ
213a バネ
214a 端子
210b レセプタクルコネクタ
220b プラグコネクタ
211b レセプタクル
212b プラグ
214b 端子
210c レセプタクルコネクタ
220c プラグコネクタ
211c レセプタクル
212c プラグ
10 光コリメータ
11 ホルダ
11a 挿入孔
11b 開口部
11c 収容部
11d 貫通孔
11e 陥没部
12 コリメータレンズ
13 光ファイバー
13a コア
13b クラッド
13c 補強層
Claims (8)
- 導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグとレセプタクルとが電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。 - 導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグとレセプタクルとが接することで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。 - 導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが接することで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。 - 導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容されたホルダと、
前記ホルダに収容されたレンズと、
前記ホルダに収容された光ファイバーと、
を有し、
プラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのレンズとプラグのレンズとが対向するように位置することを特徴とするレセプタクルコネクタ。 - 導電性を有するレセプタクルと、
前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、
前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、
前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーと、
を有し、
プラグと、プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタが前記レセプタクルに差し込まれる場合には、プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズとプラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することを特徴とするレセプタクルコネクタ。 - 前記光ファイバーは、グレーデッドインデックス型プラスチック製光ファイバーであることを特徴とする請求項1から5 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタ。
- 請求項1から6 のいずれかに記載のレセプタクルコネクタを有することを特徴とする電子機器。
- 導電性を有するレセプタクルと、前記レセプタクルに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するレセプタクルコネクタに、
プラグと、前記プラグに収容され、略円筒形状を有し、両端が開口しているホルダと、前記ホルダの一端に収容されたボールペンレンズと、前記ホルダの他端に形成された挿入孔から挿入され所定位置に固定された光ファイバーとを有するプラグコネクタを差し込む場合に、
プラグの先端面とレセプタクルの先端面とが突き合わされることで電気的に接続し、前記レセプタクルのボールペンレンズと前記プラグのボールペンレンズとが対向するように位置し光学的に接続することによって、
前記レセプタクルコネクタと前記プラグコネクタとを電気的かつ光学的に接続することを特徴とするコネクタ接続方法。
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|---|---|---|---|
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