WO2016111115A1 - 光コネクタ - Google Patents

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中嶋　康久
山本　真也
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ソニー株式会社
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers

Definitions

  • This disclosure relates to an optical connector.
  • optical data transmission is mainly used for data transmission in infrastructure systems with a large amount of data transmission and data transmission between data servers, and has not yet been widely used for consumer use.
  • the safety standard JIS C6802
  • the connection between the device and the optical cable has a structure in which only the reliability of the connection is prioritized, and the actual situation is that the structure is not easily usable by general users.
  • Patent Document 1 proposes a laser beam blocking method for reducing the danger to the human body when the optical fiber is disconnected from the optical connector terminal.
  • Patent Document 1 describes a laser light blocking method for minimizing the influence on the human body.
  • the proposal is not a proposal for improving transmission quality, but any improvement in transmission quality. It was not considered.
  • a plurality of optical transmission paths for transmitting optical signals the end faces of which are arranged in a predetermined area, correspond to a transmission channel or a reception channel, and the light of the transmission channel is provided.
  • An optical connector is provided in which the optical transmission lines of the transmission channel are distributed and arranged around the predetermined area as compared with the case where the transmission lines are concentrated in the center of the predetermined area.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the prescribed values in “class 1” of laser light obtained from Equation 1 for each of two arrangement examples of a transmission channel Tx and a reception channel Rx at the end of the optical connector 300.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example in which the arrangement of transmission channels (Tx) is expanded in the horizontal direction with respect to FIG. 6. It is a schematic diagram which shows the example at the time of carrying out concentrated arrangement
  • the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) are alternately arranged in the horizontal direction, and the same channel is arranged in the upper and lower stages in the vertical direction, but the upper and lower channels are arranged differently only in the outermost arrangement
  • the system according to the present embodiment includes an optical transmission / reception device 100 and an optical transmission / reception device 200.
  • the optical transmission / reception device 100 includes a connector unit 102
  • the optical transmission / reception device 200 includes a connector unit 202.
  • the connector part 102 of the optical transceiver 100 and the connector part 202 of the optical transceiver 200 are connected by an optical cable 300.
  • the optical transmission / reception apparatus 100 includes a light emitting unit 110 for optical data, a lens 120, a light emitting end 130, a light receiving end 140, a lens 150, and a light receiving unit 160 for optical data.
  • the optical transceiver 200 includes a light receiving end 210, a lens 220, a light receiving unit 230, a light emitting end 240, a lens 250, and a light emitting unit 260 for optical data.
  • FIG. 1 shows a configuration in which the optical transmission / reception device 100 and the optical transmission / reception device 200 include one light emitting unit, one lens, and one light emitting end corresponding to the optical cable 300 having one optical transmission line
  • 300 includes a plurality of optical transmission lines (optical fibers 400)
  • the light emitting units, lenses, and light emitting ends of the optical transmission / reception apparatus 100 and the optical transmission / reception apparatus 200 correspond to the number of optical transmission lines (number of channels). A plurality are provided.
  • the optical transmission / reception device 100 and the optical transmission / reception device 200 include one light receiving end, one lens, and one light receiving unit corresponding to the optical cable 300 having one optical transmission line.
  • the optical cable 300 includes a plurality of optical transmission paths
  • a plurality of light receiving ends, lenses, and light receiving portions of the optical transmission / reception apparatus 100 and the optical transmission / reception apparatus 200 are provided corresponding to the number of optical transmission paths.
  • the lens 120 may be disposed at the light emitting end 130, and the lens 250 may be disposed at the light emitting end 240.
  • the light emitting end 130 and the light emitting end 240 indicate interfaces where light is emitted toward the connector portions 102 and 202.
  • the lens 150 may be disposed at the position of the light receiving end 140, and the lens 220 may be disposed at the position of the light receiving end 210.
  • the light receiving end 140 and the light receiving end 210 indicate interfaces that receive light incident from the connector portions 102 and 202.
  • FIG. 2 shows an example of light loss on the transmission path in the optical fiber system 1000 (light emitting unit 110 ⁇ lens 120 ⁇ light emitting end 130 ⁇ optical cable 300 ⁇ light receiving end 210 ⁇ lens 220 ⁇ light receiving unit 230).
  • Optical energy in the light emitting unit 110 for optical data is attenuated by the lens unit 120 and the light emitting end 130 of the optical transceiver 100. Further, the optical energy attenuates in proportion to the length of the optical cable 300 as well. Further, the light energy is attenuated also at the light receiving end 210 and the lens 220 of the optical transceiver 200, and the energy that has reached the light receiving unit 230 after being attenuated is photoelectrically converted to generate a desired data signal. The same applies to the optical loss on the transmission path from the optical transceiver 200 to the optical transceiver 100 via the optical cable 300.
  • the bit error rate (BER) of video / audio data and other data transmitted in the optical cable system is desirably 10 ⁇ 10 to 10 ⁇ 12 or less.
  • the light energy in the light emitting unit 110 of the optical transmission / reception device 100 must be increased. I must.
  • the optical cable 300 is detached from the connector unit 102 of the optical transmission / reception device 100 or the connector unit 202 of the optical transmission / reception device 200 or the optical cable 300 itself is disconnected. If the light energy in the light emitting unit 110 is increased, in such a case, the possibility that the light energy may harm the human body, particularly the retina of the eyeball, cannot be denied.
  • laser safety standards include “JIS C6802: Laser Product Safety Standards” and “JIS C6803: Laser Product Safety—Optical Fiber”. "Communication system safety” is defined. This JIS C6802 defines seven “classes” that are determined by the amount of laser exposure when a single device is used, for the purpose of expressing the risk during operation of the device equipped with a laser light source.
  • the optical fiber system used for consumer use must correspond to “Class 1” (hazard level 1) or “Class 1M” (hazard level 1M) in this “class”.
  • the “Class 1” risk level is such that the retina is not damaged even if the laser beam is continuously viewed for 100 seconds without blinking.
  • “Class 1M” is the same as “Class 1”, but a loupe, etc. If an auxiliary optical system is used, there is a possibility of danger, so a warning display is required.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the maximum cutoff time and the light energy of laser light in an automatic power attenuation function (hereinafter referred to as an APR function) that functions when a cable is disconnected or an optical connector is disconnected.
  • an APR function an automatic power attenuation function
  • the automatic power attenuation function is a function that attenuates the light output within the maximum cutoff time compared to the normal data transmission period when cable disconnection or optical connector disconnection occurs.
  • data transmission with an optical output higher than class 1 is permitted by the standard (JIS C6803, IEC 60825).
  • FIG. 3 shows case 1 of the APR function with a short maximum shutoff time and case 2 of the APR function with a maximum shutoff time longer than case 1.
  • the optical output during a normal data transmission period is limited to P1 or less.
  • the power of the light emitted to the outside is defined to be a certain value or less.
  • the light output is reduced to P4 after the maximum cutoff time has elapsed.
  • the maximum cutoff time T1 for case 1 is set shorter than the maximum cutoff time T2 for case 2.
  • the light output in the normal data transmission period is larger in case 1 where the maximum cutoff time T1 is shorter than in case 2 where the maximum cutoff time T1 is long can do.
  • the prescribed value of laser light output (Accessible Emission Limit, hereinafter referred to as AEL) in “Class 1” and “Class 1M” is calculated by the following formula 1 when the light wavelength is 700 nm to 1050 nm and the light source is dispersed. Is done. Equations 2 to 4 are equations for calculating C 4 , C 6 , and T 2 in Equation 1.
  • Equation 1 ⁇ is the light wavelength of the light source used for transmission. Further, as shown in FIG. 4, A is a light source diameter that is a light emission end face dimension of the optical connector 300, and ⁇ is a viewing angle determined by the measurement distance D (70 mm / 100 mm / 2000 mm) and the light source diameter A.
  • the light source diameter A is an average value in the vertical and horizontal directions when a plurality of light sources are dispersedly arranged.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the prescribed values in the “class 1” of the laser light obtained from Equation 1 for each of two arrangement examples of the transmission channel Tx and the reception channel Rx at the end of the optical connector 300.
  • an optical fiber transmission line having an optical wavelength of 850 nm, an optical path diameter of 0.18 mm, a transmission channel 12ch, a reception channel 12ch, an optical path length of 100 mm, and a cutoff time of 0.01 seconds is assumed.
  • the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) in the unit 202 are arranged with a pitch of 0.25 mm in the horizontal direction and a pitch of 1 mm in the vertical direction.
  • the case where the transmission channels (Tx) of (1) are concentrated in the center and the transmission of (2) are shown.
  • the case where the channel (Tx) is dispersed in the horizontal direction is shown.
  • each optical fiber 400 constituting the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) is configured by coating a glass material that transmits light with a resin film.
  • each optical fiber 400 has an outermost diameter of 0.25 mm and is arranged at a pitch of 0.25 mm by arranging outermost coatings in close contact with each other in the lateral direction.
  • the vertical direction is 1 mm pitch, the vertical direction may also be arranged at a 0.25 mm pitch.
  • the optical transmission path is not limited to the optical fiber 400, and may transmit light with another configuration.
  • the light source diameter A is an average value in the vertical and horizontal directions when a plurality of light sources are distributed, the light source diameter A becomes larger when the transmission channel (Tx) is distributed, Since the viewing angle ⁇ is also increased, the light output can be increased.
  • the transmission channel (Tx) shown in (2) when the transmission channel (Tx) shown in (2) is dispersed in the lateral direction, the light source diameter A becomes larger, so that the output (specified value) of the laser beam is increased. can do. As a result, the margin shown in FIG. 2 can be increased and good transmission is possible.
  • the transmission channel (Tx) of (2) when the transmission channel (Tx) of (2) is dispersed in the horizontal direction, the laser light output becomes (0.6 mW) when the above-described conditions are applied to Equation 1, while (1) ) Transmission channels (Tx) are concentrated in the center, the output of the laser beam is (0.4 mW).
  • the maximum output in the data transmission period when the maximum cutoff time is 0.01 [sec] is (3.7 mW) when the transmission channel (Tx) of (2) is dispersed in the horizontal direction, On the other hand, when the transmission channels (Tx) of (1) are concentrated in the center, (2.5 mW) is obtained.
  • the output is increased by distributing the transmission channels (Tx) in the horizontal direction.
  • Tx transmission channels
  • the margin shown in FIG. 2 can be increased and good transmission is possible.
  • the APR function it is possible to increase the output of the laser beam during the normal data transmission period, and it is possible to further increase the margin for satisfying the BER value.
  • FIG. 6 shows an arrangement example of the optical fibers 400 of the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) in the connector unit 102 and the connector unit 202 having a transmission channel 12ch, a reception channel 12ch, and a total of 24 channels.
  • a connector for consumer use is required to have a small size in order to be mounted on a device such as a portable terminal.
  • N is the number of terminals in the horizontal direction (number of optical fibers 400)
  • M is the number of terminals in the vertical direction (number of optical fibers 400).
  • the arithmetic average area of the region where the transmission channel (Tx) is arranged becomes small with respect to the connector arranged with a space between the adjacent optical fibers 400. Therefore, the laser light source The output of becomes smaller. In order to maximize the output of the laser light source in the above equation 1, it is necessary to increase the lateral arrangement length D of the transmission channel (Tx).
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example in which the arrangement of transmission channels (Tx) is expanded in the horizontal direction with respect to FIG.
  • the arrangement length D of the transmission channel (Tx) is longer than that in FIG. 6, the output of the laser light source can be increased as compared with FIG.
  • the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) are distributed in the periphery in the region where the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) are arranged.
  • the arithmetic average area of the region where the transmission channel (Tx) is arranged can be expanded. According to the arrangement shown in FIG.
  • the output level of the laser light source can be maximized.
  • FIGS. 8 to 11 the same applies to FIGS. 8 to 11 below.
  • the occupied area area of the region surrounded by the one-dot chain line in FIG. 6 when the optical fiber 400 of the transmission channel (Tx) is concentrated in the center of the arrangement region is larger.
  • the area occupied by the optical fiber 400 of the transmission channel (Tx) distributed to the periphery is larger (the area of the region surrounded by the one-dot chain line in FIG. 7).
  • the output level of the laser light source can be increased by a specified value defined by the laser safety standard, so that a margin of the bit error rate of the transmission signal can be increased and transmission quality is improved. Therefore, user convenience can be greatly improved.
  • the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) are arranged point-symmetrically in order to further free the vertical insertion direction.
  • connection is possible even when the optical cable 300 is inserted upside down with respect to the connector sections 102 and 202 (when rotated by 180 ° and inserted).
  • N 12
  • N 13
  • 8 to 11 are arrangements in which the transmission channel (Tx) is point-symmetric with respect to the center point C in the drawing, and the horizontal arrangement length D of the transmission channel (Tx) is maximized.
  • FIG. 8 shows an example in which transmission channels (Tx) are arranged in half at the upper left and lower right.
  • FIG. 9 shows an example in which an even number of transmission channels (Tx) and reception channels (Rx) are alternately arranged in the horizontal direction, and staggered arrangement is performed in the upper and lower stages. Since FIG. 8 and FIG. 9 have the same arrangement length D in the horizontal direction, an equivalent light output can be obtained.
  • FIG. 10 shows an example in which the transmission channel (Tx) and the reception channel (Rx) are alternately arranged in the horizontal direction, and the same channel is arranged in the vertical direction in the vertical direction. Also in this case, it is possible to secure the maximum arrangement length D in the horizontal direction.
  • the number of terminals in the horizontal direction is an odd number, and two transmission channels (Tx) are arranged more than the necessary number (12 in this case), but the arrangement length D of the transmission channels is shown in FIGS. It becomes longer than the case.
  • the arrangement length D of the transmission channel (Tx) is the case of FIG. Slightly shorter.
  • the arrangement examples shown in FIGS. 8 to 11 can maximize the arrangement length D of the transmission channel (Tx), but the arrangement shown in FIG. If the arrangement has an arrangement length longer than the length D, the light output can be increased more reliably than the arrangement shown in FIG. Therefore, according to the arrangements shown in FIGS. 8 to 11, the output level of the laser light source can be maximized since the occupied area of the transmission channel (Tx) is the largest among the arrangements that can be assumed.
  • the user can connect to the optical transmission / reception device 100 and the optical transmission / reception device 200 without considering the vertical direction of the optical connector units 102 and 202.
  • the output level of the laser light source (specified value defined by the laser safety standard) can be increased, so that a margin for the bit error rate of the transmission signal can be increased and the transmission quality is improved. Therefore, user convenience can be greatly improved.
  • FIG. 12 shows a modification of the terminal arrangement of the connector portions 102 and 202 of this embodiment.
  • uncompressed video / audio data is assumed as data transmitted from the optical transceiver 100 to the optical transceiver 200.
  • data transmission is performed at a transmission rate on the return channel from the optical transmission / reception device 200 to the optical transmission / reception device 100 at an extremely lower transmission rate than the above-described uncompressed video / audio data.
  • a terminal arrangement as shown in FIG. 12 can be realized.
  • the arrangement shown on the left side of FIG. 12 is the same as that of FIG.
  • the arrangement shown on the right side of FIG. 12 has transmission channels (Tx) arranged at both ends with respect to the arrangement of FIG.
  • the transmission channels (Tx) of the optical transmission / reception apparatus 100 arranged at both ends of the terminal increase the output of the laser light source to secure the above-mentioned uncompressed video / audio data margin and are arranged at the center of the terminal.
  • the output of the laser light source for the return channel of the optical transceiver 200 corresponding to the received reception channel (Rx) may be low.
  • the output level of the laser light source (specified value defined by the laser safety standard) can be increased, a margin for the bit error rate of the transmission signal can be increased, and transmission can be performed. Since the quality is improved, the convenience for the user can be greatly improved. Further, according to the present embodiment, the user can connect to the optical transmission / reception device 100 and the optical transmission / reception device 200 without considering the vertical direction of the optical connector units 102 and 202. Further, according to the present embodiment, therefore, it is possible to connect between devices that perform optical transmission even if the orientation of the connector is changed, and the transmission quality can be improved within the safety standard regulation value required for laser light. It is possible to provide a terminal arrangement of a simple connector terminal.
  • a plurality of optical transmission paths for transmitting optical signals the end faces of which are arranged in a predetermined area
  • the plurality of optical transmission lines correspond to a transmission channel or a reception channel;
  • An optical connector in which the optical transmission lines of the transmission channel are distributed and arranged around the predetermined area, as compared with the case where the optical transmission lines of the transmission channel are concentrated in the center of the predetermined area.
  • (2) The occupying area of the optical transmission path of the transmission channel when the optical transmission path of the transmission channel is concentrated in the center of the predetermined area is distributed and arranged around the predetermined area
  • the optical connector according to (1) wherein the area occupied by the optical transmission path of the transmission channel is larger.
  • the optical connector according to (1) wherein the plurality of optical transmission lines are arranged in N columns and M rows in the predetermined region.
  • the plurality of optical transmission lines are arranged in the predetermined area with even N columns and even M rows, and the transmission channel optical transmission lines are 0 to N / 2 columns, 0 to M / 2 rows. And (N / 2 + 1) to N columns and (M / 2 + 1) to M rows, the optical connector according to (3).
  • the plurality of optical transmission lines are arranged in an even number of N columns and two rows in the predetermined area, and the optical transmission lines of the transmission channel are 0 to N / 2 columns in the first row and the second row. (N / 2 + 1) to N columns of the optical connector according to (3).

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Abstract

　本開示に係る光コネクタは、端面が所定領域内に配列された、光信号を伝送する複数の光伝送路を備え、前記複数の光伝送路は送信チャネル又は受信チャネルに対応し、前記送信チャネルの光伝送路を前記所定領域の中央に集中して配置した場合に比べて、前記送信チャネルの光伝送路が前記所定領域の周辺へ分散されて配置される。この構成により、光信号の出力を高めることができ、安全規格を満足しつつ、安価で伝送品位を向上することが可能となる。

Description

光コネクタ
　本開示は、光コネクタに関する。
　近時における通信容量の急激な増大に伴い、光によるデータ伝送が用いられつつある。しかしながら、光によるデータ伝送は、主としてデータ伝送量が多いインフラの基幹系におけるデータ伝送や、データサーバー間のデータ伝送に使用され、民生用としてはまだ広く普及していない。このため、レーザ管理者の管理下のもと、レーザ光に対する安全規格（JIS　C6802）も高出力のクラス２もしくはクラス３が適用される。そして、機器と光ケーブルとの接続は、接続の確実性のみが優先された構造となっており、一般のユーザが気軽に使えるような構造にはなっていないのが実情である。
　特許文献１には、光ファイバが光コネクタ端子から外れた時の人体に対する危険度を低減するためのレーザ光遮断方法について提案されている。
特許第３９３８６９１号公報
　民生用として用いるために装着が容易なコネクタ構造にして、コネクタ端子から光ケーブルが外れた際に遵守しなければならないレーザ光の安全規格（JIS　C6802）のクラス１又はクラス１Ｍを満足しなければならない。しかしながら、この安全企画を満足するレーザ光出力レベルに設定すると、光ケーブル長やコネクタ端子部での損失により光出力が低下し、十分な伝送品位を確保出来ない可能性がある。
　上記特許文献１に記載された提案は、人体に対する影響を最小限にするためのレーザ光遮断方法について述べられているが、伝送品位を向上させるための提案ではなく、伝送品位の向上については何ら考慮されていなかった。
　そこで、安全規格を満足しつつ、光出力を確保して伝送品位を向上することが望まれていた。
　本開示によれば、端面が所定領域内に配列された、光信号を伝送する複数の光伝送路を備え、前記複数の光伝送路は送信チャネル又は受信チャネルに対応し、前記送信チャネルの光伝送路を前記所定領域の中央に集中して配置した場合に比べて、前記送信チャネルの光伝送路が前記所定領域の周辺へ分散されて配置された、光コネクタが提供される。
　以上説明したように本開示によれば、安全規格を満足しつつ、光出力を確保して伝送品位を向上することが可能となる。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係る光ファイバシステム１０００の構成を示す模式図である。 光ファイバシステムにおける伝送経路上の光損失の一例を示す模式図である。 ケーブル切断時や光コネクタ抜け時に機能する自動パワー減衰機能における最大遮断時間とレーザ光の光エネルギーの関係を表した概念図である。 光源径Ａ、視角α、及び測定距離Ｄの関係を示す模式図である。 式１から求められるレーザ光の「クラス１」における規定値を、光コネクタ３００の端部での送信チャネルＴｘと受信チャネルＲｘの２つの配置例のそれぞれについて示す模式図である。 送信チャネル１２ｃｈ、受信チャネル１２ｃｈ、合計２４ｃｈの光路を持つコネクタ部における、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）の光ファイバの配置例を示す模式図である。 図６に対して送信チャネル（Ｔｘ）の配置を横方向に拡げて配置した例を示す模式図である。 送信チャネル（Ｔｘ）を半分ずつ左上段と右下段に集中配置を行った場合の例を示す模式図である。 送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に偶数個交互に配置し、上段と下段で千鳥配置を行った場合の例を示す模式図である。 送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に交互に配置し、縦方向は上下段同じチャネルの配置を行った場合の例を示す模式図である。 送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に交互に配置し、縦方向は上下段同じチャネルの配置を行った場合に、最も外側の配置のみ上下段異なるチャネルの配置を行った場合の例を示す模式図である。 本実施形態のコネクタ部１０２，２０２の端子配列の変形例を示す模式図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
１．光ファイバシステムの構成
２．伝送路上の光損失
３．レーザ製品に関わる安全基準
４．コネクタ部のチャネル配置
５．本実施形態の変形例
１．光ファイバシステムの構成
　まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る光ファイバシステム１０００の構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るシステムは、光送受信装置１００及び光送受信装置２００を備えている。光送受信装置１００はコネクタ部１０２を備え、光送受信装置２００はコネクタ部２０２を備えている。光送受信装置１００のコネクタ部１０２と光送受信装置２００のコネクタ部２０２とは光ケーブル３００によって接続されている。
また、光送受信装置１００は、光データの発光部１１０、レンズ１２０、発光端１３０、受光端１４０、レンズ１５０および光データの受光部１６０を有している。同様に、光送受信装置２００は、受光端２１０、レンズ２２０、受光部２３０、発光端２４０、レンズ２５０および光データの発光部２６０を有している。
　図１では、１つの光伝送路を有する光ケーブル３００に対応して、光送受信装置１００および光送受信装置２００が１つの発光部、１つのレンズ、１つの発光端を備える構成を示したが、光ケーブル３００は複数の光伝送路（光ファイバ４００）を備えているため、光送受信装置１００および光送受信装置２００の発光部、レンズ及び発光端は、光伝送路の数（チャネル数）に対応して複数設けられる。同様に、図１においては、１つの光伝送路を有する光ケーブル３００に対応して、光送受信装置１００および光送受信装置２００が、１つの受光端、１つのレンズ、１つの受光部を備える構成を示したが、光ケーブル３００が複数の光伝送路を備えているため、光送受信装置１００および光送受信装置２００の受光端、レンズ及び受光部は、光伝送路の数に対応して複数設けられる。
　また、図１では、レンズ１２０は発光端１３０の位置に、レンズ２５０は発光端２４０の位置に配置されていても良い。発光端１３０、発光端２４０は、光がコネクタ部１０２，２０２に向けて発光する界面を示している。また、レンズ１５０は受光端１４０の位置に、レンズ２２０は受光端２１０の位置に配置されていても良い。受光端１４０、受光端２１０は、コネクタ部１０２，２０２から入射する光を受光する界面を示している。
２．伝送路上の光損失
　図２は、光ファイバシステム１０００における伝送経路上（発光部１１０→レンズ１２０→発光端１３０→光ケーブル３００→受光端２１０→レンズ２２０→受光部２３０）の光損失の一例を示す。光データの発光部１１０における光エネルギーは、光送受信装置１００のレンズ部１２０および発光端１３０にて減衰する。さらに、光エネルギーは、光ケーブル３００においても、その長さに比例して減衰する。さらに、光エネルギーは、光送受信装置２００の受光端２１０およびレンズ２２０にても減衰し、受光部２３０に減衰して到達したエネルギーが光電気変換され、所望のデータ信号が生成される。また、光送受信装置２００から光ケーブル３００を介して光送受信装置１００へ達する伝送経路上の光損失も同様である。
　光ケーブルシステムにおいて伝送する映像音声データ及びその他のデータのビットエラーレート（ＢＥＲ）は、１０－１０～１０－１２以下となる事が望ましい。光送受信装置２００の受光部２３０において、このＢＥＲ値を満足する光エネルギーの最小値を超えるマージンを持った光エネルギーとするためには、光送受信装置１００の発光部１１０における光エネルギーを大きくしなければならない。
　しかしながら、光送受信装置１００のコネクタ部１０２や光送受信装置２００のコネクタ部２０２から光ケーブル３００が離脱したり、光ケーブル３００そのものが切断する場合が想定される。発光部１１０における光エネルギーを大きくすると、このような場合に、光エネルギーが人体、特に眼球の網膜に危害を及ぼす可能性を否定できない。
３．レーザ製品に関わる安全基準
　そこで、レーザ製品による使用者への障害発生を防止する目的で、レーザ安全規格として、「JIS　C6802：レーザ製品の安全基準」および「JIS　C6803：レーザ製品の安全―光ファイバ通信システムの安全」が定められている。このJIS　C6802では、レーザ光源を搭載した機器動作時の危険度を表す目的で、機器単体使用時のレーザ被ばく量で決まる「クラス」を７つに区分して規定している。
　民生用で用いる光ファイバシステムは、この「クラス」の中で、「クラス１」（ハザードレベル１）もしくは「クラス１Ｍ」（ハザードレベル１Ｍ）に該当しなければならない。「クラス１」の危険度は、１００秒間レーザ光を瞬きなしに見続けても、網膜に損傷がないレベルであり、「クラス１Ｍ」は、「クラス１」と同じであるが、ルーペ等の補助光学系を用いた場合、危険となる可能性があるので、注意喚起の表示が必要となる。
　各クラスにおける、光エネルギーの出力規制値は、レーザ光の波長とレーザ光の最大遮断時間により細分化されている。図３は、ケーブル切断時や光コネクタ抜け時に機能する自動パワー減衰機能（Automatic　Power　Reduction、以降ＡＰＲ機能と称する）における最大遮断時間とレーザ光の光エネルギーの関係を表した模式図である。
　ここで、自動パワー減衰機能とは、ケーブル切断や光コネクタの抜けが発生した場合に、最大遮断時間内に通常のデータ伝送期間よりも光の出力を減衰させる機能であり、この機能が付いていればクラス１よりも高い光出力でのデータ伝送が規格（ＪＩＳ　Ｃ６８０３，ＩＥＣ６０８２５）により認められている。
　図３では、最大遮断時間が短いＡＰＲ機能のケース１と、最大遮断時間がケース１より長いＡＰＲ機能のケース２を示す。クラス１では、通常のデータ伝送期間における光出力がＰ１以下に制限される。このケース１、ケース２では、時刻ｔ０でケーブル切断、又は光コネクタの抜けが発生した場合に、外界に放出される光のパワーが一定値以下となるように規定されている。ケース１、ケース２は、いずれも最大遮断時間の経過後に光出力がＰ４まで低下される。ケース１の最大遮断時間Ｔ１はケース２の最大遮断時間Ｔ２よりも短く設定されている。時刻ｔ０以降に外界に放出される光のパワーを一定値以下とすると、通常データ伝送期間における光出力は、最大遮断時間Ｔ１が短いケース１の方が最大遮断時間Ｔ１が長いケース２よりも大きくすることができる。
　ケース１では、最大遮断時間Ｔ１が短いため、通常データ伝送期間のレーザ光の出力Ｐ３を大きくすることが可能となり、前述のＢＥＲ値を満足するためのマージンを大きく取ることができる。一方、短い最大遮断時間Ｔ１を実現し、その時間内でレーザ光の出力を十分減衰させるための回路等の構築には多大なコストが必要となる。
　また、ケース２では、最大遮断時間Ｔ２が長いため、通常データ伝送期間のレーザ光の出力Ｐ２を小さくしなければならず、前述のＢＥＲ値を満足するためのマージンも小さくなる。一方、最大遮断時間Ｔ２内でのレーザ光出力の減衰を実現するための回路等のコストは低くなる。
　また、「クラス１」および「クラス１Ｍ」におけるレーザ光の出力の規定値（Accessible　Emission　Limit、以降ＡＥＬと称する）は、光波長が７００ｎｍ～１０５０ｎｍかつ分散光源の場合、以下の式１にて算出される。なお、式２～式４は、式１におけるＣ４，Ｃ６，Ｔ２の算出式である。
Ｐ＝７＊１０－４＊Ｃ４＊Ｃ６＊Ｔ２ －０．２５　（Ｗ）　・・・（式１）
　　　Ｃ４　＝　１００．００２（λ－７００）　・・・（式２）
　　　Ｃ６＝α／０．００１５　・・・（式３）
　　　Ｔ２＝１０×１０［（α－０．００１５）／９８．５］　・・・（式４）
　なお、式１において、λは伝送に使用する光源の光波長である。また、図４に示すように、Ａは光コネクタ３００の光放出端面寸法である光源径であり、αは測定距離Ｄ（７０ｍｍ／１００ｍｍ／２０００ｍｍ）及び光源径Ａで決まる視角である。
　式１によれば、レーザ光の出力Ｐを大きくするためには、波長λの長さと光源径Ａに依存する。波長を固定とすると、光源径を大きくする方法が最も効果的である。ここで、光源径Ａは、複数の光源が分散して配置されている場合は、縦横の平均値となる。
　図５は、式１から求められるレーザ光の「クラス１」における規定値を、光コネクタ３００の端部での送信チャネルＴｘと受信チャネルＲｘの２つの配置例のそれぞれについて示す模式図である。ここでは、一例として、光波長が８５０ｎｍ、光路径が０．１８ｍｍ、送信チャネル１２ｃｈ、受信チャネル１２ｃｈ、光路長１００ｍｍ、遮断時間０．０１秒の光ファイバ伝送路を想定し、コネクタ部１０２およびコネクタ部２０２での送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に０．２５ｍｍピッチ、縦方向に１ｍｍピッチで配列した場合を示している。
　また、測定距離Ｄ＝１００ｍｍとした場合を示しており、送信チャネルＴｘと受信チャネルＲｘの配置例として、（１）の送信チャネル（Ｔｘ）を中央に密集させた場合と、（２）の送信チャネル（Ｔｘ）を横方向に分散させた場合を示している。
　図５において、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を構成する各光ファイバ４００は、光を伝送するガラス材が樹脂被膜によって被膜されて構成されている。一例として、各光ファイバ４００は、最外周の直径が０．２５ｍｍであり、横方向では最外被膜が互いに密着して配置されることで０．２５ｍｍピッチに配列される。なお、縦方向は１ｍｍピッチとしているが、縦方向についても０．２５ｍｍピッチで配列しても良い。なお、光伝送路としては光ファイバ４００に限定されるものではなく、他の構成で光を伝送するものであっても良い。
　上述したように、光源径Ａは、複数の光源が分散して配置されている場合は、縦横の平均値となるため、送信チャネル（Ｔｘ）を分散した方が、光源径Ａが大きくなり、視角αも大きくなるため、光出力を高めることができる。
　このため、図５に示すように、（２）に示す送信チャネル（Ｔｘ）を横方向に分散させた場合の方が、光源径Ａが大きくなるため、レーザ光の出力（規定値）を大きくすることができる。これにより、図２に示したマージンを増やすことができ、良好な伝送が可能となる。具体的には、（２）の送信チャネル（Ｔｘ）を横方向に分散させた場合は、上述した条件を式１に当てはめると、レーザ光の出力が（０．６ｍＷ）となり、一方、（１）の送信チャネル（Ｔｘ）を中央に密集させた場合は、レーザ光の出力が（０．４ｍＷ）となる。また、最大遮断時間を０．０１［ｓｅｃ］とした場合のデータ伝送期間における最大出力は、（２）の送信チャネル（Ｔｘ）を横方向に分散させた場合は、（３．７ｍＷ）となり、一方、（１）の送信チャネル（Ｔｘ）を中央に密集させた場合は、（２．５ｍＷ）となる。
　以上の結果に基づき、本実施形態では、コネクタ部１０２，２０２の光ケーブルの配置において、送信チャネル（Ｔｘ）を横方向に分散させることで、出力を増大させる。これにより、図２に示したマージンを増やすことができ、良好な伝送が可能となる。また、ＡＰＲ機能を用いることにより、通常データ伝送期間のレーザ光の出力を大きくすることが可能となり、ＢＥＲ値を満足するための更にマージンを大きく取ることが可能になる。
４．コネクタ部のチャネル配置
　図６は、送信チャネル１２ｃｈ、受信チャネル１２ｃｈ、合計２４ｃｈの光路を持つコネクタ部１０２およびコネクタ部２０２における、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）の光ファイバ４００の配置例を示す。民生用途のコネクタには、携帯端末等の機器に搭載するために、サイズが小さいことが求められる。配置例では、合計２４ｃｈの端子配列において、横方向に１２個（Ｎ＝１２）、縦方向に２段（Ｍ＝２）の配列とすることで、縦方向の厚みを極力薄くしている。また、この配置例において、それぞれの光ファイバ４００の最も外側の被覆同士を接触させることで、コネクタ部１０２，２０２の大きさを極力小さくしている。ここで、Ｎは横方向の端子数（光ファイバ４００の数）であり、Ｍは縦方向の端子数（光ファイバ４００の数）である。
　上述したように、式１でレーザ光源の出力を最大とするためには、送信チャネル（Ｔｘ）の横方向の配置長が大きくなるようにして、送信チャネル（Ｔｘ）を分散させることが望ましい。
　図６では、横方向の端子数Ｎを偶数（＝１２）とした場合に、送信チャネル（Ｔｘ）を中央に密集させた場合を示している。上述のように送信チャネル（Ｔｘ）の横方向の配置長が大きくほど出力が大きくなる。図６に示す配置例は、Ｎ＝１２、Ｍ＝２の配置において、送信チャネル（Ｔｘ）の横方向の配置長Ｄが最小であるため、送信チャネル（Ｔｘ）の出力が最も小さくなる配置である。また、図６に示す例では、隣接する光ファイバ４００の間にスペースを設けて配置したコネクタに対し、送信チャネル（Ｔｘ）が配置された領域の算術平均面積が小さくなってしまうため、レーザ光源の出力が小さくなる。上述の式１でレーザ光源の出力を最大とするためには、送信チャネル（Ｔｘ）の横方向の配置長Ｄが大きくなるようにする必要がある。
　図７は、図６に対して送信チャネル（Ｔｘ）の配置を横方向に拡げて配置した例を示す模式図である。図７に示す例では、送信チャネル（Ｔｘ）の配置長Ｄが図６よりも長くなっているため、図６に比べてレーザ光源の出力を増大することができる。図７に示すように、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）が配置された領域内で、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を周辺に分散して配置することで、送信チャネル（Ｔｘ）の配列長Ｄを長くして、送信チャネル（Ｔｘ）が配置された領域の算術平均面積を拡大することができる。図７に示す配置によれば、送信チャネル（Ｔｘ）の占有面積が想定できる配置の中で最大となるため、レーザ光源の出力レベルを最大にすることができる。以下の図８～図１１においても同様である。図７に示す例によれば、送信チャネル（Ｔｘ）の光ファイバ４００をその配置領域の中央に集中して配置した場合の占有面積（図６中に一点鎖線で囲んだ領域の面積）よりも、周辺へ分散されて配置された送信チャネル（Ｔｘ）の光ファイバ４００の占有面積（図７中に一点鎖線で囲んだ領域の面積）の方が大きくなる。これにより、レーザ光源の出力レベルとして、レーザ安全規格で定める規定値を大きくすることができるため、伝送信号のビットエラーレートのマージンを大きく取ることができ、伝送品位が向上する。従って、ユーザの利便性を大幅に高めることができる。
　この様な配列において、さらに縦方向の上下の挿入方向を自由にするため、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）は点対称で配置する。これにより、コネクタ部１０２，２０２に対して光ケーブル３００が上下逆向きで挿入された場合（１８０°回転して挿入された場合）も接続が可能となる。図８～図１１では、この点に鑑み、横方向の端子数を偶数（Ｎ＝１２）とした場合（図８、図９）と奇数（Ｎ＝１３）とした場合（図１０、図１１）について、送信チャネル（Ｔｘ）の光ファイバ４００が点対称となる配列を示している。図８～図１１は、いずれも送信チャネル（Ｔｘ）が図中の中心点Ｃに対して点対称となり、送信チャネル（Ｔｘ）の横方向の配列長Ｄが最大となる配置である。
　図８は、送信チャネル（Ｔｘ）を半分ずつ左上段と右下段に集中配置を行った場合の例を示す。図９は、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に偶数個交互に配置し、上段と下段で千鳥配置を行った場合の例を示す。図８と図９は横方向の配列長Ｄが同じであるため、同等の光出力を得ることができる。
　図１０は、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に交互に配置し、縦方向は上下段同じチャネルの配置を行った場合の例を示す。この場合も横方向の配列長Ｄを最大限確保することができる。図１０の場合、横方向の端子数を奇数とし、送信チャネル（Ｔｘ）が必要数（この場合、１２個）より２個多く配置されるが、送信チャネルの配置長Ｄは図７および図８の場合よりも長くなる。図１０の場合、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）の配列を逆にした場合も、同様に配置可能であるが、この場合、送信チャネル（Ｔｘ）の配置長Ｄが図１０の場合よりも若干短くなる。
　図１１は、送信チャネル（Ｔｘ）と受信チャネル（Ｒｘ）を横方向に交互に配置し、縦方向は上下段同じチャネルの配置を行った場合に、最も外側の配置のみ上下段異なるチャネルの配置を行った場合の例を示す。図１１の場合、受信チャネルが必要数（この場合、１２個）より２個多く配置されるが、送信チャネル（Ｔｘ）の配置長Ｄは図８および図９の場合よりも長くなる。
　なお、Ｎ＝１２またはＮ＝１３、Ｍ＝２の配列において、図８～図１１に示す配置例が送信チャネル（Ｔｘ）の配置長Ｄを最も長くすることができるが、図６に示す配置長Ｄよりも長い配置長の配列であれば、図６に示す配置よりも確実に光出力を高めることができる。従って、図８～図１１に示す配置によれば、送信チャネル（Ｔｘ）の占有面積が想定できる配置の中で最大となるため、レーザ光源の出力レベルを最大にすることができる。
　従って、本実施形態によれば、ユーザは光コネクタ部１０２，２０２の上下の向きを考慮することなく光送受信装置１００、光送受信装置２００へ接続することができる。また、本実施形態によれば、レーザ光源の出力レベル（レーザ安全規格で定める規定値）を大きくすることができるため、伝送信号のビットエラーレートに対するマージンを大きく取ることができ、伝送品位が向上するため、ユーザの利便性を大幅に高めることができる。
５．本実施形態の変形例
　図１２は、本実施形態のコネクタ部１０２，２０２の端子配列の変形例を示す。図１の光ファイバシステム１０００において、光送受信装置１００から光送受信装置２００へ伝送されるデータとしては、例えば非圧縮の映像音声データが想定される。この場合、光送受信装置２００から光送受信装置１００へのリターンチャネルでの伝送レートは上述の非圧縮の映像音声データよりも極端に低い伝送レートでデータ送信が行われることが想定される。この様な伝送方向によって非対象となる伝送レートのシステムにおいては、図１２に示すような端子配列も実現可能となる。ここで、図１２の左側に示す配列は図６と同様であり、図１２の右側に示す配列は図６の配列に対して送信チャネル（Ｔｘ）を両端に配置している。この際、端子の両端に配置された光送受信装置１００の送信チャネル（Ｔｘ）は、レーザ光源の出力を大きくして、上述の非圧縮の映像音声データのマージンを確保し、端子の中央に配置された受信チャネル（Ｒｘ）に対応する光送受信装置２００のリターンチャネル用のレーザ光源の出力は低くてもよい。
　以上説明したように本実施形態によれば、レーザ光源の出力レベル（レーザ安全規格で定める規定値）を大きくすることができるため、伝送信号のビットエラーレートに対するマージンを大きく取ることができ、伝送品位が向上するため、ユーザの利便性を大幅に高めることができる。また、本実施形態によれば、ユーザは光コネクタ部１０２，２０２の上下の向きを考慮することなく光送受信装置１００、光送受信装置２００へ接続することができる。また、本実施形態によれば、従って、光伝送を行う機器間の接続において、コネクタの向きを変えても接続が可能となり、かつレーザ光に求められる安全規格規制値内で伝送品位を向上可能なコネクタ端子の端子配置を提供することができる。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）　端面が所定領域内に配列された、光信号を伝送する複数の光伝送路を備え、
　前記複数の光伝送路は送信チャネル又は受信チャネルに対応し、
　前記送信チャネルの光伝送路を前記所定領域の中央に集中して配置した場合に比べて、前記送信チャネルの光伝送路が前記所定領域の周辺へ分散されて配置された、光コネクタ。
（２）　前記送信チャネルの光伝送路を前記所定領域の中央に集中して配置した場合の前記送信チャネルの光伝送路の占有面積よりも、前記所定領域の周辺へ分散されて配置された前記送信チャネルの光伝送路の占有面積の方が大きい、前記（１）に記載の光コネクタ。
（３）　前記複数の光伝送路は、前記所定領域内にＮ列、Ｍ行で配置される、前記（１）に記載の光コネクタ。
（４）　前記複数の光伝送路は前記所定領域内に偶数のＮ列、偶数のＭ行で配置され、前記送信チャネルの光伝送路は、０～Ｎ／２列、０～Ｍ／２行と、（Ｎ／２＋１）～Ｎ列、（Ｍ／２＋１）～Ｍ行に配置される、前記（３）に記載の光コネクタ。
（５）　前記複数の光伝送路は前記所定領域内に偶数のＮ列、２行で配置され、前記送信チャネルの光伝送路は、１行目の０～Ｎ／２列と、２行目の（Ｎ／２＋１）～Ｎ列に配置される、前記（３）に記載の光コネクタ。
（６）　前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置される、前記（３）に記載の光コネクタ。
（７）　Ｎが偶数であり、行方向及び列方向において前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置される、前記（６）に記載の光コネクタ。
（８）　Ｎが奇数であり、行方向において前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置され、任意の列の列方向に配置される光伝送路は前記送信チャネル又は受信チャネルのいずれか一方である、前記（６）に記載の光コネクタ。
（９）　両端の列においては、列方向に前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置される、前記（８）に記載の光コネクタ。
（１０）　両端の列においては、列方向に前記送信チャネルの光伝送路が配置される、前記（８）に記載の光コネクタ。
（１１）　隣接する前記光伝送路の最外被膜が密着して配置された、前記（１）～（１０）のいずれかに記載の光コネクタ。
　１０２，２０２　　コネクタ部
　４００　　光ファイバ（光伝送路）

Claims (11)

  1. 　端面が所定領域内に配列された、光信号を伝送する複数の光伝送路を備え、
    　前記複数の光伝送路は送信チャネル又は受信チャネルに対応し、
    　前記送信チャネルの光伝送路を前記所定領域の中央に集中して配置した場合に比べて、前記送信チャネルの光伝送路が前記所定領域の周辺へ分散されて配置された、光コネクタ。
  2. 　前記送信チャネルの光伝送路を前記所定領域の中央に集中して配置した場合の前記送信チャネルの光伝送路の占有面積よりも、前記所定領域の周辺へ分散されて配置された前記送信チャネルの光伝送路の占有面積の方が大きい、請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 　前記複数の光伝送路は、前記所定領域内にＮ列、Ｍ行で配置される、請求項１に記載の光コネクタ。
  4. 　前記複数の光伝送路は前記所定領域内に偶数のＮ列、偶数のＭ行で配置され、前記送信チャネルの光伝送路は、０～Ｎ／２列、０～Ｍ／２行と、（Ｎ／２＋１）～Ｎ列、（Ｍ／２＋１）～Ｍ行に配置される、請求項３に記載の光コネクタ。
  5. 　前記複数の光伝送路は前記所定領域内に偶数のＮ列、２行で配置され、前記送信チャネルの光伝送路は、１行目の０～Ｎ／２列と、２行目の（Ｎ／２＋１）～Ｎ列に配置される、請求項３に記載の光コネクタ。
  6. 　前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置される、請求項３に記載の光コネクタ。
  7. 　Ｎが偶数であり、行方向及び列方向において前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置される、請求項６に記載の光コネクタ。
  8. 　Ｎが奇数であり、行方向において前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置され、任意の列の列方向に配置される光伝送路は前記送信チャネル又は受信チャネルのいずれか一方である、請求項６に記載の光コネクタ。
  9. 　両端の列においては、列方向に前記送信チャネル及び受信チャネルの光伝送路が交互に配置される、請求項８に記載の光コネクタ。
  10. 　両端の列においては、列方向に前記送信チャネルの光伝送路が配置される、請求項８に記載の光コネクタ。
  11. 　隣接する前記光伝送路の最外被膜が密着して配置された、請求項１に記載の光コネクタ。
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