WO2020121770A1 - 光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器 - Google Patents

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WO2020121770A1
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light
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connector
lens
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寛 森田
一彰 鳥羽
山本　真也
雄介 尾山
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present technology relates to optical connectors, optical cables and electronic devices. More specifically, the present invention relates to an optical connector or the like that can alleviate the power loss of light with respect to axis deviation.
  • optical coupling connector is a system in which the optical axis is aligned with the end of each optical fiber and a lens is attached to each of the optical fibers to transmit an optical signal as parallel light between the opposing lenses.
  • optical coupling connector since the optical fibers are optically coupled in a non-contact state, adverse effects on transmission quality due to dust entering between the optical fibers are suppressed, and frequent and careful cleaning is not required.
  • an optical coupling type optical connector for example, when the core diameter of the optical fiber is very small as in single mode, a deviation between the lens optical axis and the optical fiber optical path on the transmitting side, so-called axial deviation, is a large optical signal on the receiving side. There was a problem that it led to a power loss.
  • the purpose of this technology is to satisfactorily reduce the coupling loss of the optical power on the receiving side against the axis deviation on the transmitting side.
  • the concept of this technology is It has an optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and a lens that collects the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit and makes it incident on the light receiver. It is an optical connector equipped with a connector body.
  • a connector main body having an optical path adjusting unit and a lens is provided.
  • the optical path adjusting unit the optical path is adjusted with respect to the incident light so that the diameter becomes small while maintaining the incident angle.
  • the lens the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit is condensed and made incident on the light receiving body.
  • the light incident on the optical path adjusting unit may be collimated light.
  • the optical path of the incident light is adjusted by the optical path adjusting unit so that the diameter is reduced while maintaining the incident angle, and the light whose path has been adjusted is collected by the lens and received. It is incident on the body. Therefore, it is possible to reduce the focal length of the lens and reduce the coupling loss of the optical power on the receiving side with respect to the axis deviation on the transmitting side, while making the incident angle of light on the light receiving body satisfy NA. Become.
  • the optical path adjusting unit may have a through hole in the central portion.
  • the optical path adjusting unit since the light in the central portion is originally contained within the diameter of the light obtained by adjusting the optical path in the optical path adjusting unit, it is not necessary to adjust the optical path.
  • the optical path adjusting unit By thus configuring the optical path adjusting unit to have a through hole in its central portion, it is possible to prevent the optical path adjustment for the light in the central portion and reduce the amount of light that is lost due to the optical path adjustment. It will be possible.
  • the optical path adjusting unit may include an optical path changing unit. Since the optical path adjusting unit includes the optical path changing unit as described above, the optical path can be efficiently adjusted, and the amount of lost light can be reduced.
  • the connector main body may be configured to include a first optical unit having an optical path adjusting unit and a second optical unit having a lens. Since the connector body is made up of the first and second optical parts in this way, the optical path adjusting part and the lens can be easily manufactured.
  • the light receiving body may be an optical fiber
  • the connector body may have an insertion hole for inserting the optical fiber. Since the connector body has the insertion hole into which the optical fiber as the light receiving body is inserted, the optical axis of the optical fiber and the lens can be easily aligned.
  • the connector body has an optical path changing portion for changing the optical path at the bottom of the insertion hole, and the light condensed by the lens is changed in the optical path by the optical path changing portion and is incident on the optical fiber. May be done.
  • the insertion hole may be an insertion hole for inserting the ferrule in which the optical fiber is inserted and fixed. This makes it easy to keep the distance between the optical fiber and the optical path changing unit constant in the optical axis direction.
  • the light receiver may be a light receiving element that converts an optical signal into an electric signal.
  • the light-receiving element as the light-receiving element in this manner, an optical fiber is not required when the transmitted light is incident on the light-receiving element, and the cost can be reduced.
  • the light receiving element may be connected to the connector body, and the light condensed by the lens may enter the light receiving element without changing the optical path.
  • the connector body has an optical path changing portion for changing the optical path, the light receiving element is fixed to the substrate, and the light condensed by the lens is changed in the optical path by the optical path changing portion and is incident on the light receiving element. You may do so. In this way, the light condensed by the lens is changed in the optical path by the optical path changing unit and is incident on the light receiving element fixed to the substrate, so that the mounting becomes easy and the degree of freedom in design can be increased.
  • the connector main body may be made of a light-transmissive material and integrally have the optical path adjusting unit and the lens. In this case, the positional accuracy of the optical path adjusting unit and the lens with respect to the connector body can be improved.
  • the connector body may have a plurality of combinations of the optical path adjusting unit and the lens.
  • the connector main body is configured to have a plurality of combinations of the optical path adjusting unit and the lens, so that the number of channels can be easily increased.
  • the connector body may have a concave light incident portion, and the optical path adjusting portion may be located at the bottom portion of the light incident portion.
  • the optical path adjusting portion By thus positioning the optical path adjusting portion at the bottom of the light incident portion, it is possible to prevent the surface of the optical path adjusting portion from accidentally hitting the mating connector or the like and being damaged.
  • the connector body may be integrally provided on the front surface side with a convex or concave position restriction portion for aligning with the connector of the connection partner. This facilitates optical axis alignment when connecting to the mating connector.
  • a light receiver may be further provided. With such a configuration including the light receiving body, it is possible to save the labor for mounting the light receiving body.
  • optical cable having an optical connector as a plug
  • the optical connector is It has an optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and a lens that collects the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit and makes it incident on the light receiver.
  • An optical cable with a connector body is an optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and a lens that collects the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit and makes it incident on the light receiver.
  • an electronic device having an optical connector as a receptacle
  • the optical connector is It has an optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and a lens that collects the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit and makes it incident on the light receiver. It is in an electronic device equipped with a connector body.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a generation of a coupling loss of optical power due to an optical axis shift and a method of reducing the coupling loss in an optical coupling connector using collimated light. It is a figure for demonstrating the method of controlling the incident angle of the incident light to an optical fiber using two lenses. It is a figure for demonstrating the problem in the method of using two lenses. It is a figure for demonstrating the method of shortening the distance between a lens and an optical fiber, satisfying NA of an optical fiber.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a generation of a coupling loss of optical power due to an optical axis shift and a method of reducing the coupling loss in an optical coupling connector using converged light (light bent in a focusing direction).
  • FIG. 1 shows an outline of an optical coupling type optical connector (hereinafter referred to as “optical coupling connector”).
  • This optical coupling connector is composed of a transmitting side optical connector 10 and a receiving side optical connector 20.
  • the transmitting side optical connector 10 has a connector body 12 having a lens 11.
  • the receiving side optical connector 20 has a connector body 22 having a lens 21.
  • the optical fiber 15 is attached to the connector body 12 so that the emitting end thereof is located at the focal position on the optical axis of the lens 11.
  • the optical fiber 25 is attached to the connector body 22 so that the incident end thereof is located at the focal position on the optical axis of the lens 21.
  • the light emitted from the optical fiber 15 on the transmission side is incident on the lens 11 via the connector body 12, and the light shaped into collimated light is emitted from the lens 11.
  • the light thus shaped into the collimated light is incident on the lens 21 and is condensed, and is incident on the incident end of the optical fiber 25 on the receiving side via the connector body 22.
  • the light (optical signal) is transmitted from the optical fiber 15 on the transmitting side to the optical fiber 25 on the receiving side.
  • the optical coupling connector as shown in FIG. 1 when the core diameter of the optical fiber is as small as about 8 ⁇ m ⁇ such as single mode, the deviation of the optical fiber optical path from the lens optical axis on the transmission side (optical axis deviation) is It has a great effect on the coupling loss of optical power at. Therefore, in the case of this optical coupling connector, high accuracy of parts is required in order to suppress the axis shift on the transmitting side, which results in an increase in cost.
  • the focal length of the lens 21 on the receiving side is shortened so that the focusing point from this lens 21, that is, the optical fiber 25 on the receiving side. It is conceivable to shorten the distance to the incident end of.
  • FIG. 2A shows a state where the distance from the lens 21 to the condensing point Q is not shortened on the receiving side.
  • the position of the light source P on the transmitting side deviates by A to P′
  • the position of the condensing point Q on the receiving side shifts by Y to Q′.
  • FIG. 2B shows a state in which the curvature of the lens 21 is increased to shorten the focal length and the distance from the lens 21 to the condensing point Q is shortened on the receiving side.
  • the position of the light source P on the transmission side deviates by A to P′
  • the position of the condensing point Q on the reception side deviates by Y′ to Q′, but Y′ becomes smaller than Y.
  • Formula (1) below generally represents the relationship between the light source P and the condensing point Q.
  • A is the positional displacement amount of the light source P
  • B is the distance from the light source P to the lens 11
  • X is the distance from the lens 12 to the condensing point Q
  • Y is the positional displacement amount of the condensing point Q.
  • the positional deviation of the condensing point on the receiving side with respect to the positional deviation of the light source on the transmitting side can be reduced.
  • the collimator aperture is constant, the angle of incidence on the optical fiber 25 is widened. At this time, the light entering at the incident angle of NA or more of the optical fiber 25 cannot be transmitted into the optical fiber 25 and becomes a loss. Therefore, even if the distance between the lens 21 on the receiving side and the optical fiber 25 is made too short, the coupling loss of the optical power increases.
  • FIG. 4B a method of controlling the incident angle of the light incident on the optical fiber 25 by using two lenses, that is, the first lens 21A and the second lens 21B can be considered.
  • the first lens 21A collects the collimated light at an angle equal to or larger than the NA of the optical fiber 25, and the second lens 21B converts the incident angle into an angle satisfying the NA of the optical fiber 25, and then the optical fiber 25 is obtained.
  • This is a method of shortening the distance from the first lens 21A to the optical fiber 25 by making the light incident.
  • FIG. 4A shows the same receiving side as the receiving side of FIG. 3A.
  • FIG. 5A is the same as FIG. 4B.
  • FIG. 5B is an enlarged view of FIG. Focusing on the second lens 21B, the distance X on the emission side is longer than the distance B on the incidence side, because the second lens 21B is installed for the purpose of narrowing the emission angle of the incident light.
  • the position variation amount Y of the condensing point becomes larger than the position variation amount A on the light source side, as shown in the above mathematical expression (1). Therefore, even if the distance from the first lens 21A to the optical fiber 25 can be shortened, the position variation amount of the condensing point remains large. The effect of using two lenses is small.
  • the diameter of the collimated light incident from the transmission side optical connector is reduced.
  • the diameter of the collimated light has a certain size, but in that case, the distance between the lens 21 and the optical fiber 25 becomes long in order to satisfy NA, and the light collection point due to the optical axis shift. It becomes difficult to reduce the amount of deviation.
  • FIG. 7 shows a principle configuration of the receiving side optical connector 300R in the present technology.
  • the optical path adjusting unit 26 is arranged on the front side of the lens 21.
  • the optical path adjusting unit 26 adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle. In this case, the light on the outer peripheral side of the incident light is translated to the inner peripheral side by the optical path adjusting unit 26, and as a result, the diameter is reduced.
  • FIG. 8 shows the optical path adjusting unit 26 in an enlarged manner.
  • the incident surface has a step shape in which the first surface 26a and the second surface 26b are alternately arranged in the radial direction.
  • the first surface 26a is parallel to the emission surface 26c. Therefore, the light incident on the first surface 26a has the path shown in the figure, is translated in the inner peripheral side, and is emitted.
  • the diameter of the input collimated light is A, but the optical path is adjusted by the optical path adjusting unit 26 so that the diameter of the collimated light incident on the lens 21 becomes B ( ⁇ A) and is transmitted through the lens 21. It is possible to narrow the angle of incidence of the light after the incidence on the optical fiber 25. Therefore, the distance between the lens 21 and the optical fiber 25 can be shortened by increasing the curvature of the lens 21 while satisfying the NA, and the shift of the light-collecting point on the receiving side relative to the shift of the optical axis on the transmitting side can be reduced. , It is possible to satisfactorily reduce the coupling loss of optical power.
  • the diameter is narrowed at the stage of collimated light, and as a result, the distance between the lens and the optical fiber can be shortened without using two lenses as shown in FIG. Since the diameter of the collimated light generated can also be kept large, the structure is resistant to dust.
  • FIG. 9 shows a configuration example of the electronic device 100 and the optical cables 200A and 200B as the embodiment.
  • the electronic device 100 includes an optical communication unit 101.
  • the optical communication unit 101 includes a light emitting unit 102, an optical transmission line 103, a transmission side optical connector 300T as a receptacle, a reception side optical connector 300R as a receptacle, an optical transmission line 104, and a light receiving unit 105.
  • Each of the optical transmission path 103 and the optical transmission path 104 can be realized by an optical fiber.
  • the light emitting unit 102 includes a laser element such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) or a light emitting element such as an LED (light emitting diode).
  • the light emitting unit 102 converts an electric signal (transmission signal) generated by a transmission circuit (not shown) of the electronic device 100 into an optical signal.
  • the optical signal emitted by the light emitting unit 102 is sent to the transmission side optical connector 300T via the optical transmission path 103.
  • the light emitting section 102, the optical transmission path 103, and the transmission side optical connector 300T constitute an optical transmitter.
  • the optical signal received by the receiving side optical connector 300R is sent to the light receiving unit 105 via the optical transmission path 104.
  • the light receiving section 105 includes a light receiving element such as a photodiode.
  • the light receiving unit 105 converts an optical signal sent from the receiving side optical connector 300R into an electric signal (reception signal) and supplies the electric signal to a reception circuit (not shown) of the electronic device 100.
  • the receiving side optical connector 300R, the optical transmission line 104, and the light receiving unit 105 constitute an optical receiver.
  • the optical cable 200A includes a receiving side optical connector 300R as a plug and a cable body 201A.
  • the optical cable 200A transmits the optical signal from the electronic device 100 to another electronic device.
  • the cable body 201A can be realized by an optical fiber.
  • the one end of the optical cable 200A is connected to the transmission side optical connector 300T of the electronic device 100 by the reception side optical connector 300R, and the other end is connected to another electronic device (not shown).
  • the transmission side optical connector 300T and the reception side optical connector 300R connected to each other form an optical coupling connector.
  • the optical cable 200B includes a transmission side optical connector 300T as a plug and a cable body 201B.
  • the optical cable 200B transmits an optical signal from another electronic device to the electronic device 100.
  • the cable body 201B can be realized by an optical fiber.
  • the one end of the optical cable 200B is connected to the receiving side optical connector 300R of the electronic device 100 by the transmitting side optical connector 300T, and the other end is connected to another electronic device (not shown).
  • the transmission side optical connector 300T and the reception side optical connector 300R connected to each other form an optical coupling connector.
  • the electronic device 100 is, for example, a mobile electronic device such as a mobile phone, a smartphone, a PHS, a PDA, a tablet PC, a laptop computer, a video camera, an IC recorder, a portable media player, an electronic notebook, an electronic dictionary, a calculator, and a portable game machine.
  • Equipment and other electronic equipment such as desktop computers, display devices, television receivers, radio receivers, video recorders, printers, car navigation systems, game consoles, routers, hubs, optical line termination units (ONUs), etc. it can.
  • the electronic device 100 constitutes a part or all of an electric product such as a refrigerator, a washing machine, a clock, an intercom, an air conditioner, a humidifier, an air purifier, a lighting device, a cooking appliance, or a vehicle as described below. You can
  • FIG. 10 is a perspective view showing an example of a transmission side optical connector 300T and a reception side optical connector 300R which form an optical coupling connector.
  • FIG. 11 is also a perspective view showing an example of the transmission side optical connector 300T and the reception side optical connector 300R, but is a view seen from the opposite direction to FIG.
  • the illustrated example corresponds to parallel transmission of optical signals of a plurality of channels.
  • the one corresponding to the parallel transmission of the optical signals of a plurality of channels is shown, the detailed description is omitted, but the one corresponding to the transmission of the optical signal of one channel can be similarly configured.
  • the transmission side optical connector 300T includes a connector body 311 having a substantially rectangular parallelepiped appearance.
  • a plurality of optical fibers 330 corresponding to the respective channels are connected in a state of being aligned in the horizontal direction.
  • the tip end side of each optical fiber 330 is inserted and fixed in the optical fiber insertion hole 320.
  • the optical fiber 330 constitutes a light emitter.
  • an adhesive injection hole 314 having a rectangular opening is formed on the upper surface side of the connector body 311. An adhesive for fixing the optical fiber 330 to the connector body 311 is inserted from the adhesive injection hole 314.
  • a concave light emitting portion (light transmitting space) 315 having a rectangular opening is formed on the front surface side of the connector body 311, and a bottom portion of the light emitting portion 315 corresponds to each channel.
  • a plurality of lenses (convex lenses) 316 are arranged side by side in the horizontal direction. This prevents the surface of the lens 316 from accidentally hitting the mating connector or the like and being damaged.
  • a convex or concave position regulating portion 317 for aligning with the receiving side optical connector 300R which is a convex shape in the illustrated example, is integrally formed.
  • the position restricting portion 317 is not limited to the one integrally formed with the connector body 311, and a pin may be used or another method may be used.
  • the optical connector 300R on the receiving side is provided with a connector body 351 having a substantially rectangular parallelepiped appearance.
  • the connector body 351 is configured by connecting the first optical section 352 and the second optical section 353. Since the connector body 351 is composed of the first and second optical parts 352 and 353 in this way, although not shown in FIGS. 10 and 11, it is easy to manufacture the lens of the connector body 351. It can be carried out.
  • a concave light incident portion (light transmission space) 354 having a rectangular opening is formed on the front surface side of the first optical portion 352, and the bottom portion of the light incident portion 354 corresponds to each channel. Then, the plurality of optical path adjusting portions 355 are formed in a state of being aligned in the horizontal direction. This prevents the surface of the optical path adjusting unit 355 from accidentally hitting the mating connector or the like and being damaged.
  • a position regulation section 356 having a convex shape or a concave shape, which is a concave shape in the illustrated example, for alignment with the transmission side optical connector 300T. ..
  • the position regulating portion 356 is not limited to the one formed integrally with the first optical portion 352, and a pin may be used or another method may be used. ..
  • each optical fiber 370 has its tip end inserted and fixed in the optical fiber insertion hole 357.
  • the optical fiber 370 constitutes a light receiver.
  • an adhesive injection hole 358 having a rectangular opening is formed on the upper surface side of the second optical portion 353. An adhesive for fixing the optical fiber 370 to the second optical portion 353 is inserted from the adhesive injection hole 358.
  • FIGS. 12 and 13 are perspective views showing a state in which the first optical section 352 and the second optical section 353 forming the connector body 351 are separated. 7 and 8 are views seen from opposite directions.
  • a concave space 359 having a rectangular opening is formed on the front surface side of the second optical unit 353, and a plurality of lenses 360 corresponding to each channel are horizontally provided at the bottom of the space 359. Are formed side by side.
  • a circular opening 361 is formed on the back side of the first optical unit 352 so that the light passing through the optical path adjusting unit 355 of each channel is emitted.
  • FIG. 14 is a sectional view showing an example of the transmission side optical connector 300T.
  • the position restricting portion 317 (see FIGS. 10 and 11) is omitted.
  • the transmission side optical connector 300T will be further described with reference to FIG.
  • the transmission side optical connector 300T includes a connector body 311.
  • the connector body 311 is made of, for example, a light-transmitting material such as synthetic resin or glass, or a material such as silicon that transmits a specific wavelength, and has a configuration of a ferrule with a lens.
  • a concave light emitting portion (light transmission space) 315 is formed on the front surface side of the connector body 311.
  • a plurality of lenses (convex lenses) 316 corresponding to the respective channels are integrally formed in the connector body 311 so as to be located at the bottom of the light emitting portion 315 in a state of being aligned in the horizontal direction. .. Thereby, the positional accuracy of the lens 316 with respect to the connector body 311 can be improved.
  • the connector main body 311 is provided with a plurality of optical fiber insertion holes 320 extending from the back side to the front side in line with the lens 316 of each channel in a horizontal direction.
  • the optical fiber 330 has a double structure of a core 331 at the central portion that serves as an optical path and a clad 332 that covers the core.
  • the optical fiber insertion hole 320 of each channel is formed so that the optical axis of the lens 316 corresponding to the core 331 of the optical fiber 330 inserted therein matches.
  • the optical fiber insertion hole 320 of each channel is formed so that its bottom position, that is, the contact position of its tip (incident end) when the optical fiber 330 is inserted matches the focal position of the lens 316. ing.
  • an adhesive injection hole 314 extending downward from the upper surface side is formed in the connector main body 311, so as to communicate with the vicinity of the bottom position of the plurality of optical fiber insertion holes 320 arranged in the horizontal direction. .. After the optical fiber 330 is inserted into the optical fiber insertion hole 320, the adhesive 321 is injected around the optical fiber 330 from the adhesive injection hole 314, so that the optical fiber 330 is fixed to the connector body 311.
  • the lens 316 has a function of shaping incident light into collimated light. As a result, the light emitted from the emission end of the optical fiber 330 with a predetermined NA is incident on the lens 316, shaped into collimated light, and emitted.
  • FIG. 15 is a sectional view showing an example of the receiving side optical connector 300R.
  • the position restricting portion 356 (see FIG. 11) is omitted.
  • the receiving side optical connector 300R will be further described with reference to FIG.
  • the receiving-side optical connector 300R includes a connector body 351 configured by connecting a first optical section 352 and a second optical section 353.
  • the first optical unit 352 is made of a light transmissive material such as synthetic resin or glass, or a material such as silicon that transmits a specific wavelength.
  • a concave light incident portion (light transmission space) 354 is formed on the front surface side of the first optical portion 352. Then, a plurality of optical path adjusting portions 355 corresponding to each channel are integrally formed in the first optical portion 352 so as to be located at the bottom portion of the light incident portion 354 in a state where they are aligned in the horizontal direction. ing. This makes it possible to adjust the position of the optical path adjusting unit 355 with respect to the first optical unit 352 at the same time in a plurality of channels. Further, the first optical unit 352 has a circular opening 361 on the back side thereof, through which the light passing through the optical path adjusting unit 355 of each channel is emitted.
  • the optical path adjusting unit 355 corresponds to the optical path adjusting unit 26 in FIG. 7 described above.
  • the optical path adjusting unit 355 adjusts the optical path of incident light (collimated light) so that the diameter becomes small while maintaining the incident angle. In this case, the light on the outer peripheral side of the incident light is translated to the inner peripheral side by the optical path adjusting unit 355, and as a result, the diameter is reduced.
  • the illustrated optical path adjusting unit 355 is configured to have a through hole 363 in the central portion.
  • the optical path adjusting portion 355 since the light in the central portion is originally within the diameter of the light obtained by adjusting the optical path by the optical path adjusting unit 355, it is not necessary to adjust the optical path.
  • the optical path adjusting portion 355 By thus configuring the optical path adjusting portion 355 to have the through hole 363 in the central portion thereof, it is possible to prevent the optical path adjustment for the light in the central portion and reduce the amount of light that is bounced and lost in the optical path adjustment. ..
  • the second optical unit 353 is made of a light transmissive material such as synthetic resin or glass, or a material such as silicon that transmits a specific wavelength, and has a ferrule structure with a lens. By configuring the ferrule with a lens in this manner, the optical axes of the optical fiber 370 and the lens 360 can be easily aligned. In addition, since the second optical unit 353 is configured as a ferrule with a lens in this way, even in the case of multiple channels, multichannel communication can be easily realized simply by inserting the optical fiber 370 into the ferrule.
  • the second optical section 353 is connected to the first optical section 352 to form the connector body 351. If the thermal expansion coefficients are made uniform, the optical path shift due to the distortion in the two optical parts when the heat is changed is suppressed, so the material of the second optical part 353 is the same as the material of the first optical part 352. It is preferable that there is one, but another material may be used.
  • a concave space 359 having a rectangular opening is formed on the front side of the second optical portion 353, and a plurality of lenses 360 corresponding to the respective channels are provided at the bottom portion of the space 359. They are integrally formed in a state of being aligned in the horizontal direction. As a result, the positional accuracy of the lens 360 with respect to the core 371 of the optical fiber 370 installed in the second optical unit 353 can be simultaneously increased in a plurality of channels.
  • the second optical unit 353 is provided with a plurality of optical fiber insertion holes 357 extending forward from the back surface side in line with the lens 360 of each channel in a horizontal direction.
  • the optical fiber 370 has a double structure of a core 371 in the central portion that serves as an optical path and a clad 372 that covers the periphery thereof.
  • the optical fiber insertion hole 357 of each channel is formed so that the core 371 of the optical fiber 370 inserted therein and the optical axis of the lens 360 corresponding to the core 371 coincide with each other. Further, the optical fiber insertion hole 357 of each channel is formed so that its bottom position, that is, the contact position of its tip (emission end) when the optical fiber 370 is inserted matches the focal position of the lens 360. ing.
  • an adhesive injection hole 358 extending downward from the upper surface side is formed so as to communicate with the vicinity of the bottom position of the plurality of optical fiber insertion holes 357 arranged in the horizontal direction.
  • the adhesive 362 is injected around the optical fiber 370 from the adhesive injection hole 358, so that the optical fiber 370 is fixed to the second optical unit 353.
  • the adhesive 362 is a light transmissive agent and is injected between the tip of the optical fiber 370 and the bottom position of the optical fiber insertion hole 357, whereby reflection can be reduced.
  • the connector main body 351 is configured by connecting the first optical unit 352 and the second optical unit 353.
  • this connection method a method in which a concave portion is newly provided on one side and a convex portion is newly provided on the other side such as a boss, and fitting is performed, or a method of aligning the optical axis positions of the lenses with an image processing system or the like and adhering and fixing the lenses is adopted. obtain.
  • the optical path adjusting unit 355 has a function of adjusting the optical path so that the diameter of the incident light becomes smaller while maintaining the incident angle.
  • the lens 360 has a function of condensing the light whose optical path is adjusted by the optical path adjusting unit 355.
  • the incident collimated light is input to the optical path adjusting unit 355, and the optical path is adjusted so that the diameter is reduced while maintaining the incident angle.
  • the light whose optical path has been adjusted is incident on the lens 360 and is condensed, and the condensed light is incident on the incident end of the optical fiber 370 which is the light receiving body at a predetermined NA.
  • FIG. 16 shows a cross-sectional view of a transmission side optical connector 300T and a reception side optical connector 300R that form an optical coupling connector.
  • the illustrated example shows a state in which the transmission side optical connector 300T and the reception side optical connector 300R are connected.
  • the light transmitted through the optical fiber 330 is emitted from the emission end of the optical fiber 330 with a predetermined NA.
  • the emitted light is incident on the lens 316, shaped into collimated light, and emitted toward the receiving side optical connector 300R.
  • the light (collimated light) emitted from the transmitting side optical connector 300T is incident on the optical path adjusting unit 355, and the optical path is adjusted so that the diameter is reduced while maintaining the incident angle.
  • the light whose optical path has been adjusted enters the lens 360 and is condensed. Then, the condensed light is incident on the incident end of the optical fiber 370 and is sent through the optical fiber 370.
  • the receiving-side optical connector 300R adjusts the optical path of incident light by the optical path adjusting unit 355 so as to reduce the diameter while maintaining the incident angle.
  • the adjusted light is condensed by the lens 360 and is incident on the optical fiber 370 which is a light receiving body. Therefore, while making the incident angle of light on the optical fiber 370 satisfy NA, the focal length of the lens 360 can be shortened to mitigate the coupling loss of the optical power on the receiving side with respect to the axis deviation on the transmitting side. It will be possible.
  • the focal length of the lens 360 by shortening the focal length of the lens 360, the distance from the lens 360 to the focusing point can be shortened, and the shift of the focusing point on the receiving side relative to the axis shift on the transmitting side can be suppressed.
  • the mode field diameter (MFD) of the optical fiber is set to 8 ⁇ m, and an optical system in which the NA of the optical fiber is 0.15 is used.
  • FIG. 17A shows an example in which the collimate diameter is as large as 180 ⁇ m and the focal length of the lens is as long as 0.9 mm.
  • FIG. 17B shows an example in which the collimator diameter is reduced to 90 ⁇ m and the focal length of the lens is reduced to 0.48 mm.
  • the graph in FIG. 18 shows the simulation result of the coupling efficiency of the light input to the optical fiber on the receiving side.
  • the horizontal axis represents the axis shift amount, which indicates the shift amount when the light source shifts in the direction perpendicular to the optical axis, and the vertical axis indicates the light coupling efficiency on the receiving side.
  • the solid line (a) shows the relationship between the amount of axial deviation and the coupling efficiency in the example of FIG.
  • the solid line (b) shows the relationship between the amount of axial deviation and the coupling efficiency in the example of FIG. 17(b).
  • the MFD of the optical fiber is 8 ⁇ m, for example, when the axis deviation is 5 ⁇ m, about 7.5% of the power loss occurs from the solid line (a) in the example of FIG. 17(a). However, in the case of the example of FIG. 17B, the power loss is about 10% from the solid line (b), and the power loss is greatly reduced.
  • the optical path adjusting unit 355 can perform the optical path adjustment so that the diameter becomes small while maintaining the incident angle with respect to the incident light.
  • the optical path adjusting unit 355 includes a mirror 365. Since the optical path adjusting unit 355 includes the mirror 365, the optical path can be efficiently adjusted, and the amount of light that causes loss can be reduced.
  • FIG. 23 is a sectional view showing a receiving side optical connector 300R-1 as another configuration example 1. 23, parts corresponding to those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be appropriately omitted.
  • the light receiving body fixed to the second optical section 353 is not the optical fiber 370 but the light receiving element 380 such as a PD (Photodiode).
  • a plurality of light receiving elements 380 are fixed on the back surface side of the second optical unit 353 so as to be aligned in the horizontal direction in accordance with the lens 360 of each channel. Then, in this case, the light receiving element 380 of each channel is fixed such that the incident portion thereof coincides with the optical axis of the corresponding lens 360. Further, in this case, the thickness and the like of the second optical unit 353 in the optical axis direction are set so that the incident portion of the light receiving element 380 of each channel matches the focal position of the corresponding lens 360.
  • the incident collimated light is input to the optical path adjusting unit 355, and the optical path is adjusted so that the diameter is reduced while maintaining the incident angle. Then, the light whose optical path has been adjusted is incident on the lens 360 and is condensed, and the condensed light is incident on the incident portion (light receiving portion) of the light receiving element 380 which is a light receiving body.
  • FIG. 24 is a sectional view showing a receiving-side optical connector 300R-2 as another configuration example 2. 24, parts corresponding to those in FIGS. 15 and 23 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be appropriately omitted.
  • the substrate 381 on which the light receiving element 380 is mounted is fixed to the lower surface side of the connector body 351. In this case, a plurality of light receiving elements 380 are mounted on the substrate 381 in a state of being aligned in the horizontal direction in accordance with the lens 360 of each channel.
  • the second optical portion 353 has a light receiving element placement hole 366 extending upward from the lower surface side. Then, in order to change the optical path of the light condensed by the lens 360 of each channel to the direction of the corresponding light receiving element 380, the bottom portion of the light receiving element arranging hole 366 is an inclined surface, and a mirror is formed on this inclined surface. 382 is arranged. Regarding the mirror 382, not only the separately generated mirrors may be fixed to the inclined surface, but also the inclined surface may be formed by vapor deposition or the like.
  • the position of the substrate 381 is adjusted and fixed so that the incident portion of the light receiving element 380 of each channel matches the optical axis of the corresponding lens 360. Further, in this case, the formation position of the lens 360 and the formation position/length of the light receiving element arranging hole 366 are set so that the incident portion of the light receiving element 380 of each channel matches the focal position of the corresponding lens 360. Has been done.
  • the incident collimated light is input to the optical path adjusting unit 355, and the optical path is adjusted so that the diameter is reduced while maintaining the incident angle. Then, the light whose optical path has been adjusted is incident on the lens 360 and is condensed, and the condensed light is incident on the incident portion (light receiving portion) of the light receiving element 380 after the optical path is changed by the mirror 382. ..
  • FIG. 25 is a sectional view showing a receiving-side optical connector 300R-3 as another configuration example 3.
  • portions corresponding to those in FIGS. 15 and 24 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be appropriately omitted.
  • the transmission side optical connector 300R-3 a plurality of optical fiber insertion holes 367 extending upward from the lower surface side are formed in the second optical unit 353 in a state of being aligned in the horizontal direction in accordance with the lens 360 of each channel. Has been done.
  • each optical fiber insertion hole 367 is an inclined surface, and the mirror 382 is arranged on this inclined surface. ing.
  • Each optical fiber insertion hole 367 is formed so that the core 371 of the optical fiber 370 inserted therein and the optical axis of the lens 360 corresponding to the core 371 coincide with each other.
  • An optical fiber 370 of a corresponding channel is inserted into each optical fiber insertion hole 367, and is fixed by, for example, injecting an adhesive agent (not shown) around the optical fiber 370.
  • the optical fiber 370 is inserted so that its tip (incident end) is aligned with the focal position of the corresponding lens 360, and thus its tip (incident end) is located at a certain distance from the mirror 382. The position is set.
  • the incident collimated light is input to the optical path adjusting unit 355, and the optical path is adjusted so that the diameter is reduced while maintaining the incident angle. Then, the light whose optical path has been adjusted is incident on the lens 360 and is condensed, and after the optical path of the condensed light is changed by the mirror 382, it is incident on the incident end of the optical fiber 370 with a predetermined NA.
  • the second optical unit 353 is configured as a ferrule with a lens, the optical axes of the optical fiber 370 and the lens 360 can be easily aligned. Further, in the case of this configuration example, since the optical path of the light to the optical fiber 370 is changed by the mirror 382, the mounting is facilitated and the degree of design freedom can be increased.
  • FIG. 26 is a sectional view showing a receiving side optical connector 300R-4 as another configuration example 4. 26, parts corresponding to those in FIGS. 15 and 25 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
  • the diameter of the optical fiber insertion hole 367 formed in the second optical portion 353 is increased.
  • the ferrule 368 to which the optical fiber 370 is fixed by abutting in advance is inserted into the optical fiber insertion hole 367, and is fixed by, for example, an adhesive agent not shown. With such a configuration, it becomes easy to keep the tip position of the optical fiber 370 at a constant distance from the mirror 382.
  • the connector main body 351 included in the reception side optical connector 300R includes the first optical section 352 having the optical path adjusting section 355 and the second optical section 353 having the lens 360 has been described. It is also conceivable to configure the connector body 351 with one optical section having the optical path adjusting section 355 and the lens 360. For example, it is conceivable to manufacture by applying a 3D printer or a technique similar thereto.
  • FIG. 27 shows an optical coupling connector that uses convergent light (light bent in the light collecting direction) instead of collimated light. 27, parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.
  • the present technology may have the following configurations.
  • An optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and the light whose optical path is adjusted by the optical path adjusting unit is condensed and incident on a light receiving body.
  • An optical connector that has a connector body with a lens.
  • the optical path adjusting unit includes an optical path changing unit.
  • the light receiver is an optical fiber
  • the said connector main body is an optical connector in any one of said (1) to (4) which has an insertion hole which inserts the said optical fiber.
  • the connector body has an optical path changing portion for changing an optical path at a bottom portion of the insertion hole, and the light condensed by the lens is changed in the optical path by the optical path changing portion and enters the optical fiber.
  • the optical connector according to (6), wherein the insertion hole is an insertion hole for inserting a ferrule in which the optical fiber is inserted and fixed.
  • the optical connector according to any one of (1) to (4), wherein the light receiver is a light receiving element that converts an optical signal into an electric signal.
  • the light receiving element is connected to the connector body, The optical connector according to (8), wherein the light condensed by the lens is incident on the light receiving element without changing the optical path.
  • the connector body has an optical path changing portion for changing the optical path, The light receiving element is fixed to the substrate, The optical connector according to (8), wherein the light condensed by the lens has its optical path changed by the optical path changing unit and is incident on the light receiving element.
  • the connector body is made of a light transmissive material, The optical connector according to any one of (1) to (11), which integrally includes the optical path adjusting unit and the lens.
  • the connector body has a concave light incident portion, The optical connector according to any one of (1) to (13), wherein the optical path adjusting unit is located at a bottom portion of the light incident unit.
  • the connector body has integrally a convex or concave position regulating portion for aligning with a connector of a connection partner on the front surface side, according to any one of (1) to (14) above.
  • An optical cable having an optical connector as a plug The optical connector is It has an optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and a lens that collects the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit and makes it incident on the light receiver.
  • An optical cable with a connector body An electronic device having an optical connector as a receptacle, The optical connector is It has an optical path adjusting unit that adjusts the optical path so that the diameter of the incident light is reduced while maintaining the incident angle, and a lens that collects the light whose optical path has been adjusted by the optical path adjusting unit and makes it incident on the light receiver.
  • Optical communication unit 102... Light emitting unit 103, 104... Optical transmission line 105... Light receiving unit 200A, 200B... Optical cable 201A, 201B... Cable body 300T ⁇ Transmitting side optical connector 300R, 300R-1 to 300R-4 ⁇ Receiving side optical connector 311 ⁇ Connector body 314 ⁇ Adhesive injection hole 315 ⁇ Light emitting part 316 ⁇ Lens 317 ⁇ Position control part 320 ⁇ Optical fiber insertion hole 321 ⁇ Adhesive 330 ⁇ Optical fiber 331 ⁇ Core 332 ⁇ Clad 351 ⁇ Connector body 352 ⁇ First optics Part 353... Second optical part 354...
  • Light incident part 355 Optical path adjusting part 356... Position regulating part 357... Optical fiber insertion hole 358... Adhesive insertion hole 359... -Space 360... Lens 361... Opening 362... Adhesive 363... Through hole 365... Mirror 366... Light receiving element arrangement hole 367... Optical fiber insertion hole 368... Ferrule 370... Optical fiber 371... Core 372... Clad 380... Light receiving element 381... Substrate 382... Mirror

Landscapes

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Abstract

送信側での軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを良好に緩和する。　光路調整部とレンズを持つコネクタ本体を備える。光路調整部は、入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする。レンズは、光路調整された光を集光して受光体に入射する。例えば、光路調整部に入射される光はコリメート光である。また、例えば、光路調整部は中心部分に貫通孔を有する。受光体への光の入射角がＮＡを満たすようにしつつ、レンズの焦点距離を短くでき、送信側での軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを緩和し得る。

Description

光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器
　本技術は、光コネクタ、光ケーブルおよび電子機器に関する。詳しくは、軸ずれに対する光のパワーロスを緩和可能な光コネクタ等に関する。
　従来、光結合方式による光コネクタ、いわゆる光結合コネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。光結合コネクタは、各光ファイバの先に光軸を合わせてそれぞれレンズを装着し、光信号を対向するレンズ間で平行光として伝送する方式である。この光結合コネクタでは、光ファイバ同士が非接触の状態で光結合されるため、光ファイバ間に侵入したゴミ等による伝送品質への悪影響も抑えられ、頻繁なかつ丁寧なクリーニングは不要になる。
国際公開第２０１７/０５６８８９号
　光結合方式の光コネクタにおいては、例えば、光ファイバのコア径がシングルモードのように非常に小さい場合、送信側におけるレンズ光軸と光ファイバ光路のずれ、いわゆる軸ずれが受信側での大きな光パワーの結合ロスに繋がるという問題があった。
　本技術の目的は、送信側での軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを良好に緩和することにある。
　本技術の概念は、
　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
　光コネクタにある。
　本技術においては、光路調整部とレンズを持つコネクタ本体を備えるものである。ここで、光路調整部では、入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整がされる。また、レンズでは、光路調整部で光路調整された光が集光されて受光体に入射される。例えば、光路調整部に入射される光はコリメート光である、ようにされてもよい。
　このように本技術においては、入射された光に対して光路調整部で入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をし、この光路調整された光をレンズで集光して受光体に入射するものである。そのため、受光体への光の入射角がＮＡを満たすようにしつつ、レンズの焦点距離を短くして、送信側での軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを緩和することが可能となる。
　なお、本技術において、例えば、光路調整部は中心部分に貫通孔を有する、ようにされてもよい。この場合、中心部分の光は、もともと、光路調整部で光路を調整して得られる光の径内に収まっているので、光路調整を行う必要はない。このように光路調整部をその中心部分に貫通孔を有する構成とすることで、中心部分の光に対する光路調整を防止して、光路調整で弾かれてロスとなる光の量を低減することが可能となる。
　また、本技術において、例えば、光路調整部は、光路変更部を含む、ようにされてもよい。このように光路調整部が光路変更部を含むことで、効率よく光路調整を行うことができ、ロスとなる光の量を低減することが可能となる。
　また、本技術において、例えば、コネクタ本体は、光路調整部を持つ第１の光学部と、レンズを持つ第２の光学部とからなる、ようにされてもよい。このようにコネクタ本体が第１、第２の光学部からなるようにされることで、光路調整部やレンズの製造などを容易に行うことができる。
　また、本技術において、例えば、受光体は光ファイバであり、コネクタ本体は、光ファイバを挿入する挿入孔を有する、ようにされてもよい。このようにコネクタ本体が受光体としての光ファイバを挿入する挿入孔を有するようにされることで、光ファイバとレンズとの光軸合わせを容易に行うことができる。
　この場合、例えば、コネクタ本体は、挿入孔の底部分に光路を変更するための光路変更部を持ち、レンズで集光された光は光路変更部で光路変更されて光ファイバに入射される、ようにされてもよい。このように光路変更部が設けられることで、設計自由度を上げることができる。そして、この場合、挿入孔は、光ファイバが挿入固定されたフェルールを挿入するための挿入孔である、ようにされてもよい。これにより、光ファイバと光路変更部の間の光軸方向の距離を一定に保つことが容易となる。
　また、本技術において、例えば、受光体は、光信号を電気信号に変換する受光素子である、ようにされてもよい。このように受光体が受光素子とされることで、伝送されてくる光を受光素子に入射する際に、光ファイバが不要となり、コストの低減が可能となる。
　この場合、例えば、受光素子はコネクタ本体に接続されており、レンズで集光された光は光路変更されずに受光素子に入射される、ようにされてもよい。また、例えば、コネクタ本体は光路を変更するための光路変更部を持ち、受光素子は基板に固定されており、レンズで集光された光は光路変更部で光路変更されて受光素子に入射される、ようにされてもよい。このようにレンズで集光された光を光路変更部で光路変更して基板に固定された受光素子に入射する構成とされることで、実装が容易となり、設計自由度を上げることができる。
　また、本技術において、例えば、コネクタ本体は光透過性材料からなり、光路調整部およびレンズを一体的に持つ、ようにされてもよい。この場合、コネクタ本体に対する光路調整部およびレンズの位置精度を高めることが可能となる。
　また、本技術において、例えば、コネクタ本体は、光路調整部およびレンズの組み合わせを複数持つ、ようにされてもよい。このようにコネクタ本体が光路調整部およびレンズの組み合わせを複数持つような構成とされることで、多チャネル化が容易に可能となる。
　また、本技術において、例えば、コネクタ本体は凹状の光入射部を持ち、光路調整部は光入射部の底部分に位置する、ようにされてもよい。このように光路調整部が光入射部の底部分に位置するようにされることで、光路調整部の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことを防止できる。
　また、本技術において、例えば、コネクタ本体は、前面側に、接続相手側のコネクタとの位置合わせをするための凸状あるいは凹状の位置規制部を一体的に持つ、ようにされてもよい。これにより、相手側のコネクタとの接続時の光軸合わせが容易となる。
　また、本技術において、例えば、受光体をさらに備える、ようにされてもよい。このように受光体を備える構成とされることで、受光体を装着する手間を省くことが可能となる。
　また、本技術の他の概念は、
　プラグとしての光コネクタを有する光ケーブルであって、
　上記光コネクタは、
　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
　光ケーブルにある。
　また、本技術の他の概念は、
　レセプタクルとしての光コネクタを有する電子機器であって、
　上記光コネクタは、
　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
　電子機器にある。
光結合コネクタの概要を示す図である。 送信側での光軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを減らす方法を説明するための図である。 コリメート光を用いた光結合コネクタにおける、光軸ずれによる光パワーの結合ロスの発生とその低減方法を説明するための図である。 ２つのレンズを用いて光ファイバへの入射光の入射角を制御する方法を説明するための図である。 ２つのレンズを用いる方法における問題を説明するための図である。 光ファイバのＮＡを満たしつつレンズと光ファイバ間の距離を短くする方法を説明するための図である。 本技術における受信側光コネクタの原理構成を示す図である。 光路調整部の機能を説明するための図である。 実施の形態としての電子機器および光ケーブルの構成例を示す図である。 光結合コネクタを構成する送信側光コネクタおよび受信側光コネクタの一例を示す斜視図である。 光結合コネクタを構成する送信側光コネクタおよび受信側光コネクタの一例を示す斜視図である。 コネクタ本体を構成する第１の光学部と第２の光学部を分離した状態を示す斜視図である。 コネクタ本体を構成する第１の光学部と第２の光学部を分離した状態を示す斜視図である。 送信側光コネクタの一例を示す断面図である。 受信側光コネクタの一例を示す断面図である。 送信側光コネクタおよび受信側光コネクタを接続した状態の一例を示す断面図である。 光の結合効率のシミュレーションのための受信側光コネクタの構成の一例を示す図である。 光の結合効率のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。 光路調整部の変形例（ミラー含まず）を示す図である。 光路調整部の変形例（ミラー含まず）を示す図である。 光路調整部の変形例（ミラー含む）を示す図である。 光路調整部の変形例（ミラー含む）を示す図である。 他の構成例１としての受信側光コネクタを示す断面図である。 他の構成例２としての受信側光コネクタを示す断面図である。 他の構成例３としての受信側光コネクタを示す断面図である。 他の構成例４としての受信側光コネクタを示す断面図である。 収束光（集光方向に曲げられた光）を用いた光結合コネクタにおける、光軸ずれによる光パワーの結合ロスの発生とその低減方法を説明するための図である。
　以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．実施の形態
　２．変形例
　＜１．実施の形態＞
　［本技術の基本説明］
　まず、本技術に関する技術についての説明をする。図１は、光結合方式の光コネクタ（以下、「光結合コネクタ」という）の概要を示している。この光結合コネクタは、送信側光コネクタ１０と受信側光コネクタ２０で構成されている。
　送信側光コネクタ１０は、レンズ１１を持つコネクタ本体１２を有している。受信側光コネクタ２０は、レンズ２１を持つコネクタ本体２２を有している。送信側光コネクタ１０と受信側光コネクタ２０の接続時には、図示のように、レンズ１１とレンズ２１が対向し、かつ、それぞれの光軸が一致した状態とされる。
　送信側において、光ファイバ１５は、その出射端がレンズ１１の光軸上の焦点位置に位置するように、コネクタ本体１２に取り付けられる。また、受信側において、光ファイバ２５は、その入射端がレンズ２１の光軸上の焦点位置に位置するように、コネクタ本体２２に取り付けられる。
　送信側の光ファイバ１５から出射された光はコネクタ本体１２を介してレンズ１１に入射され、レンズ１１からはコリメート光に成形された光が出射される。このようにコリメート光に成形された光はレンズ２１に入射されて集光され、コネクタ本体２２を介して受信側の光ファイバ２５の入射端に入射される。これにより、送信側の光ファイバ１５から受信側の光ファイバ２５への光（光信号）の伝送が行われる。
　図１に示すような光結合コネクタにおいて、光ファイバのコア径がシングルモードといった８μｍφ程度と非常に小さい場合、送信側でのレンズ光軸に対する光ファイバ光路のずれ（光軸ずれ）が、受信側での光パワーの結合ロスに大きく効いてくる。そのため、この光結合コネクタの場合、送信側での軸ずれを抑えるために、高い部品の精度が必要となり、コストアップとなる。
　送信側での光軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを減らす方法として、受信側のレンズ２１の焦点距離を短くして、このレンズ２１から集光ポイント、つまり受信側の光ファイバ２５の入射端までの距離を短くすることが考えられる。
　送信側の光源Ｐから受信側の集光ポイントＱに光を伝送するとして説明する。図２（ａ）は、受信側において、レンズ２１から集光ポイントＱまでの距離を短くしていない状態を示している。この場合、送信側の光源Ｐの位置がＰ´までＡだけずれたとき、受信側の集光ポイントＱの位置はＱ´までＹだけずれる。
　図２（ｂ）は、受信側において、レンズ２１の曲率を大きくして焦点距離を短くし、レンズ２１から集光ポイントＱまでの距離を短くした状態を示している。この場合、送信側の光源Ｐの位置がＰ´までＡだけずれたとき、受信側の集光ポイントＱの位置はＱ´までＹ´だけずれるが、Ｙ´はＹより小さくなる。
　以下の数式（１）は、光源Ｐと集光ポイントＱの関係を一般的に表している。ここで、Ａは光源Ｐの位置ずれ量、Ｂは光源Ｐからレンズ１１までの距離、Ｘはレンズ１２から集光ポイントＱまでの距離、Ｙは集光ポイントＱの位置ずれ量、である。この数式（１）から、Ａが一定の場合、Ｘを短くすることでＹを減らせることが分かる。例えば、ＸがＸ´と短くなると、ＹはＹ´と短くなる。
　　　　Ｙ/Ａ＝Ｘ/Ｂ　　　・・・（１）
　図２（ａ），（ｂ）で説明した理論を、コリメート光を用いた光結合コネクタで考えてみる。図３（ａ）のように、送信側の光ファイバ１５から出射される光を光源とした場合、その光源の位置がずれると、受信側の集光ポイントも大きくずれる（破線参照）。これは、レンズ１１でコリメートされるはずの光が崩れて光軸に対して平行光とならず、受信側では斜めにレンズ２１に入力されて集光ポイントがずれるためである。
　しかし、図３（ｂ）に示すように、受信側のレンズ２１と光ファイバ２５との間の距離が短い場合、光源の位置がずれても、図３（ａ）の場合に比べて、集光ポイントのずれ量は少なくなる（破線参照）。このとき、受信側のレンズ２１の曲率は図３（ｂ）の方が図３（ａ）の場合に比べて大きくなり、受信側のレンズ２１から光ファイバ２５の入射端に入射される光の入射角は、図３（ｂ）の方が図３（ａ）の場合に比べて急峻になる。
　図３（ｂ）に示すように受信側のレンズ２１と光ファイバ２５との間の距離を短くすれば、送信側の光源の位置ずれに対する受信側の集光ポイントの位置ずれを小さくできるが、コリメート口径が一定であれば、光ファイバ２５への入射角が広がることになる。このとき、光ファイバ２５のＮＡ以上の入射角で入ってきた光は光ファイバ２５内へ伝送できずにロスとなる。従って、受信側のレンズ２１と光ファイバ２５との間の距離を短くしすぎても、光パワーの結合ロスが増加してしまう。
　そこで、図４（ｂ）に示すように、第１のレンズ２１Ａおよび第２のレンズ２１Ｂの２つのレンズを用いることで、光ファイバ２５へ入射する光の入射角を制御する方法が考えられる。これは、第１のレンズ２１Ａでコリメート光を光ファイバ２５のＮＡ以上の角度で集光し、第２のレンズ２１Ｂで光ファイバ２５のＮＡを満たす角度に入射角を変換して光ファイバ２５に入射することで、第１のレンズ２１Ａから光ファイバ２５までの距離を短くする方法である。なお、図４（ａ）は、図３（ａ）の受信側と同様の受信側を示している。
　しかし、図４（ｂ）に示すように２つのレンズを用いる方法には問題がある。図５（ａ）は、図４（ｂ）と同じ図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）を拡大して示した図である。第２のレンズ２１Ｂに着目すると、入射される光の入射角よりも出射角を狭める目的で設置しているため、入射側の距離Ｂよりも出射側の距離Ｘの方が長くなる。
　その結果、上述の数式（１）の通り、光源側の位置変動量Ａに対して集光ポイントの位置変動量Ｙが大きくなる。よって、第１のレンズ２１Ａから光ファイバ２５までの距離を短くできたとしても、集光ポイントの位置変動量は大きいままとなり。２つのレンズを用いたことによる効果は薄い。
　光ファイバのＮＡを満たしつつレンズと光ファイバ間の距離を短くする方法として、図６（ａ）から図６（ｂ）に示すように、送信側光コネクタから入射されるコリメート光の径を小さくする方法が考えられる。この場合、コリメート光の中に埃や塵等のダストが混入した場合、コリメート光の径が小さいとダストの影響が大きくなって通信品質を保ちにくくなるが、コリメート光の径が大きいほど、ダストが混入しても通信パワーを保ちやすくなる。よって、光通信ではコリメート光の径がある程度の大きさを持つ方が望ましいが、その場合ＮＡを満たすためにレンズ２１と光ファイバ２５との間の距離は長くなり、光軸ずれによる集光ポイントのずれ量を小さくすることは困難になる。
　図７は、本技術における受信側光コネクタ３００Ｒの原理構成を示している。この受信側光コネクタ３００Ｒにおいては、レンズ２１の前面側に、光路調整部２６が配置される。この光路調整部２６は、入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をするものである。この場合、入射された光の外周側の光は、光路調整部２６により内周側に平行移動され、その結果として径が小さくされる。
　図８は、光路調整部２６を拡大して示している。この場合、入射面は第１の面２６ａと第２の面２６ｂとが径方向に交互に配置されて階段状となっている。第１の面２６ａは、出射面２６ｃと平行となっている。そのため、第１の面２６ａに入射された光は、図示の経路を持って、内周側に平行移動されて出射される。
　図７に示すように、入力コリメート光の径はＡであるが、光路調整部２６により光路調整がされて、レンズ２１に入射するコリメート光の径はＢ（＜Ａ）となり、レンズ２１を透過した後の光の光ファイバ２５への入射角を狭めることができる。そのため、ＮＡを満たしたまま、レンズ２１の曲率を上げることでレンズ２１と光ファイバ２５との間の距離を短くでき、送信側の光軸ずれに対する受信側の集光ポイントのずれを小さくして、光パワーの結合ロスを良好に緩和できる。
　この場合、コリメート光の段階で径を狭めるものであり、その結果、図４（ｂ）に示すように２つのレンズを使わずにレンズと光ファイバの間の距離を短くでき、かつコネクタに入力されるコリメート光の径も大きく保つことができるため、ダストにも強い構成となる。
　［電子機器および光ケーブルの構成例］
　図９は、実施の形態としての電子機器１００および光ケーブル２００Ａ，２００Ｂの構成例を示している。電子機器１００は、光通信部１０１を備えている。光通信部１０１は、発光部１０２、光伝送路１０３、レセプタクルとしての送信側光コネクタ３００Ｔ、レセプタクルとしての受信側光コネクタ３００Ｒ、光伝送路１０４および受光部１０５を備えている。光伝送路１０３および光伝送路１０４は、それぞれ、光ファイバによって実現することができる。
　発光部１０２は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等のレーザー素子、またはＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子を備えている。発光部１０２は、電子機器１００の図示しない送信回路で発生される電気信号（送信信号）を光信号に変換する。発光部１０２で発光された光信号は、光伝送路１０３を介して、送信側光コネクタ３００Ｔに送られる。ここで、発光部１０２、光伝送路１０３および送信側光コネクタ３００Ｔにより、光送信器が構成されている。
　受信側光コネクタ３００Ｒで受信された光信号は、光伝送路１０４を介して、受光部１０５に送られる。受光部１０５は、フォトダイオード等の受光素子を備えている。受光部１０５は、受信側光コネクタ３００Ｒから送られてくる光信号を電気信号（受信信号）に変換し、電子機器１００の図示しない受信回路に供給する。ここで、受信側光コネクタ３００Ｒ、光伝送路１０４および受光部１０５により、光受信器が構成されている。
　光ケーブル２００Ａは、プラグとしての受信側光コネクタ３００Ｒおよびケーブル本体２０１Ａを備えている。光ケーブル２００Ａは、電子機器１００からの光信号を他の電子機器に伝送する。ケーブル本体２０１Ａは光ファイバによって実現することができる。
　光ケーブル２００Ａの一端は受信側光コネクタ３００Ｒにより電子機器１００の送信側光コネクタ３００Ｔに接続され、その他端は図示しないが他の電子機器に接続されている。この場合、互いに接続される送信側光コネクタ３００Ｔおよび受信側光コネクタ３００Ｒにより、光結合コネクタが構成されている。
　光ケーブル２００Ｂは、プラグとしての送信側光コネクタ３００Ｔおよびケーブル本体２０１Ｂを備えている。光ケーブル２００Ｂは、他の電子機器からの光信号を電子機器１００に伝送する。ケーブル本体２０１Ｂは光ファイバによって実現することができる。
　光ケーブル２００Ｂの一端は送信側光コネクタ３００Ｔにより電子機器１００の受信側光コネクタ３００Ｒに接続され、その他端は図示しないが他の電子機器に接続されている。この場合、互いに接続される送信側光コネクタ３００Ｔおよび受信側光コネクタ３００Ｒにより、光結合コネクタが構成されている。
　なお、電子機器１００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ＰＨＳ、ＰＤＡ、タブレットＰＣ、ラップトップコンピュータ、ビデオカメラ、ＩＣレコーダ、携帯メディアプレーヤ、電子手帳、電子辞書、電卓、携帯ゲーム機等のモバイル電子機器や、デスクトップコンピュータ、ディスプレイ装置、テレビ受信機、ラジオ受信機、ビデオレコーダ、プリンタ、カーナビゲーションシステム、ゲーム機、ルータ、ハブ、光回線終端装置（ＯＮＵ）等の他の電子機器であることができる。あるいは、電子機器１００は、冷蔵庫、洗濯機、時計、インターホン、空調設備、加湿器、空気清浄器、照明器具、調理器具等の電気製品または後述するような車両の一部または全部を構成することができる。
　［光コネクタの構成例］
　図１０は、光結合コネクタを構成する送信側光コネクタ３００Ｔおよび受信側光コネクタ３００Ｒの一例を示す斜視図である。図１１も、送信側光コネクタ３００Ｔおよび受信側光コネクタ３００Ｒの一例を示す斜視図であるが、図１０とは逆の方向から見た図である。図示の例は、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものである。なお、ここでは、複数チャネルの光信号の並行伝送に対応したものを示しているが、詳細説明は省略するが、１チャネルの光信号の伝送に対応するものも同様に構成できる。
　送信側光コネクタ３００Ｔは、外観が略直方体状のコネクタ本体３１１を備えている。コネクタ本体３１１の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ３３０が水平方向に並んだ状態で接続されている。この場合、各光ファイバ３３０は、その先端側が光ファイバ挿入孔３２０に挿入されて固定されている。ここで、光ファイバ３３０は、発光体を構成している。また、コネクタ本体３１１の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔３１４が形成されている。この接着剤注入孔３１４から、光ファイバ３３０をコネクタ本体３１１に固定するための接着剤が挿入される。
　また、コネクタ本体３１１の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光出射部（光伝達空間）３１５が形成されており、その光出射部３１５の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ（凸レンズ）３１６が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、レンズ３１６の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。
　また、コネクタ本体３１１の前面側には、受信側光コネクタ３００Ｒとの位置合わせをするための凸状または凹状、図示の例では凸状の位置規制部３１７が一体的に形成されている。これにより、受信側光コネクタ３００Ｒとの接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。なお、この位置規制部３１７は、コネクタ本体３１１に一体的に形成されるものに限定されるものではなく、ピンを用いても良いし、他の手法で行うものであってもよい。
　受信側光コネクタ３００Ｒは、外観が略直方体状のコネクタ本体３５１を備えている。コネクタ本体３５１は、第１の光学部３５２および第２の光学部３５３が接続されて構成されている。このようにコネクタ本体３５１が第１、第２の光学部３５２，３５３から構成されることで、図１０、図１１には図示されていないが、コネクタ本体３５１が持つレンズの製造などを容易に行うことができる。
　第１の光学部３５２の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の光入射部（光伝達空間）３５４が形成されており、その光入射部３５４の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数の光路調整部３５５が水平方向に並んだ状態で形成されている。これにより、光路調整部３５５の表面が相手側のコネクタ等に不用意に当たって傷つくことが防止される。
　また、第１の光学部３５２の前面側には、送信側光コネクタ３００Ｔとの位置合わせをするための凸状または凹状、図示の例では凹状の位置規制部３５６が一体的に形成されている。これにより、送信側光コネクタ３００Ｔとの接続時の光軸合わせを容易に行い得るようになる。なお、この位置規制部３５６は、第１の光学部３５２に一体的に形成されるものに限定されるものではなく、ピンを用いても良いし、他の手法で行うものであってもよい。
　第２の光学部３５３の背面側には、各チャネルにそれぞれ対応した複数の光ファイバ３７０が水平方向に並んだ状態で接続されている。この場合、各光ファイバ３７０は、その先端側が光ファイバ挿入孔３５７に挿入されて固定されている。ここで、光ファイバ３７０は、受光体を構成している。また、第２の光学部３５３の上面側には長方形の開口部を持つ接着剤注入孔３５８が形成されている。この接着剤注入孔３５８から、光ファイバ３７０を第２の光学部３５３に固定するための接着剤が挿入される。
　図１２および図１３は、コネクタ本体３５１を構成する第１の光学部３５２と第２の光学部３５３を分離した状態を示す斜視図である。図７と図８は、それぞれ反対方向から見た図である。第２の光学部３５３の前面側には、長方形の開口部を持つ凹状の空間３５９が形成されており、その空間３５９の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ３６０が水平方向に並んだ状態で形成されている。また、第１の光学部３５２の背面側には、各チャネルの光路調整部３５５を通過した光が出射される円形の開口部３６１が形成されている。
　図１４は、送信側光コネクタ３００Ｔの一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部３１７（図１０、図１１参照）の図示を省略している。この図１４を参照して、送信側光コネクタ３００Ｔについてさらに説明する。
　送信側光コネクタ３００Ｔは、コネクタ本体３１１を備えている。コネクタ本体３１１は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。
　コネクタ本体３１１には、その前面側に、凹状の光出射部（光伝達空間）３１５が形成されている。そして、このコネクタ本体３１１には、この光出射部３１５の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数のレンズ（凸レンズ）３１６が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。これにより、コネクタ本体３１１に対するレンズ３１６の位置精度を高めることができる。
　また、コネクタ本体３１１には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔３２０が、各チャネルのレンズ３１６に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ３３０は、光路となる中心部のコア３３１と、その周囲を覆うクラッド３３２の二重構造となっている。
　各チャネルの光ファイバ挿入孔３２０は、そこに挿入される光ファイバ３３０のコア３３１と対応するレンズ３１６の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔３２０は、その底位置、つまり光ファイバ３３０を挿入した際に、その先端（入射端）の当接位置がレンズ３１６の焦点位置と合致するように、成形されている。
　また、コネクタ本体３１１には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔３１４が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔３２０の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ３３０が光ファイバ挿入孔３２０に挿入された後、接着剤注入孔３１４から接着剤３２１が光ファイバ３３０の周囲に注入されることで、光ファイバ３３０はコネクタ本体３１１に固定される。
　送信側光コネクタ３００Ｔにおいて、レンズ３１６は、入射される光をコリメート光に成形する機能を持つ。これにより、光ファイバ３３０の出射端から所定のＮＡで出射された光はレンズ３１６に入射されてコリメート光に成形されて出射される。
　図１５は、受信側光コネクタ３００Ｒの一例を示す断面図である。図示の例では、位置規制部３５６（図１１参照）の図示を省略している。この図１５を参照して、受信側光コネクタ３００Ｒについてさらに説明する。
　受信側光コネクタ３００Ｒは、第１の光学部３５２と第２の光学部３５３が接続されて構成されたコネクタ本体３５１を備えている。第１の光学部３５２は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなっている。
　第１の光学部３５２には、その前面側に、凹状の光入射部（光伝達空間）３５４が形成されている。そして、この第１の光学部３５２には、この光入射部３５４の底部分に位置するように、各チャネルに対応した複数の光路調整部３５５が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。これにより、第１の光学部３５２に対する光路調整部３５５の位置を、複数チャネルにおいて全部同時に調整することが可能となる。また、第１の光学部３５２には、その背面側に、各チャネルの光路調整部３５５を通過した光が出射される円形の開口部３６１が形成されている。
　光路調整部３５５は、上述の図７における光路調整部２６に対応するものである。この光路調整部３５５は、入射された光（コリメート光）に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする。この場合、入射された光の外周側の光は、光路調整部３５５により内周側に平行移動され、その結果として径が小さくされる。
　ここで、図示の光路調整部３５５は、中心部分に貫通孔３６３を有する構成となっている。この場合、中心部分の光は、もともと、光路調整部３５５で光路を調整して得られる光の径内に収まっているので、光路調整を行う必要はない。このように光路調整部３５５をその中心部分に貫通孔３６３を有する構成とすることで、中心部分の光に対する光路調整を防止して、光路調整で弾かれてロスとなる光の量を低減できる。
　第２の光学部３５３は、例えば合成樹脂またはガラスなどの光透過性材料、あるいは特定の波長を透過するシリコン等の材料からなり、レンズ付きフェルールの構成となっている。このようにレンズ付きフェルールの構成とされることで、光ファイバ３７０とレンズ３６０との光軸合わせを容易に行うことができる。また、このように第２の光学部３５３がレンズ付きフェルールの構成とされることで、多チャネルの場合でも、光ファイバ３７０をフェルールに挿入するだけで、多チャネル通信を容易に実現できる。
　第２の光学部３５３は、第１の光学部３５２と接続されてコネクタ本体３５１を構成するものである。熱膨張係数を揃えた方が、熱が変化した際の２つの光学部での歪による光路ずれが抑えられるため、第２の光学部３５３の材料は第１の光学部３５２の材料と同一であることが好ましいが、別材料であってもよい。
　第２の光学部３５３には、その正面側に、長方形の開口部を持つ凹状の空間３５９が形成されており、その空間３５９の底部分に、各チャネルにそれぞれ対応して複数のレンズ３６０が水平方向に並んだ状態で一体的に形成されている。これにより、第２の光学部３５３に設置される光ファイバ３７０のコア３７１に対するレンズ３６０の位置精度を、複数チャネルにおいて全部同時に高めることが可能となる。
　また、第２の光学部３５３には、背面側から前方に延びる光ファイバ挿入孔３５７が、各チャネルのレンズ３６０に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数設けられている。光ファイバ３７０は、光路となる中心部のコア３７１と、その周囲を覆うクラッド３７２の二重構造となっている。
　各チャネルの光ファイバ挿入孔３５７は、そこに挿入される光ファイバ３７０のコア３７１と、それに対応するレンズ３６０の光軸が一致するように、成形されている。また、各チャネルの光ファイバ挿入孔３５７は、その底位置、つまり光ファイバ３７０を挿入した際に、その先端（出射端）の当接位置がレンズ３６０の焦点位置と合致するように、成形されている。
　また、第２の光学部３５３には、上面側から下方に延びる接着剤注入孔３５８が、水平方向に並んだ状態にある複数の光ファイバ挿入孔３５７の底位置付近に連通するように、形成されている。光ファイバ３７０が光ファイバ挿入孔３５７に挿入された後、接着剤注入孔３５８から接着剤３６２が光ファイバ３７０の周囲に注入されることで、光ファイバ３７０は第２の光学部３５３に固定される。
　ここで、光ファイバ３７０の先端と光ファイバ挿入孔３５７の底位置との間に空気層が存在すると、レンズ３６０から出射された光はその底位置で反射し易くなり、信号品質の低下が発生する。そのため、接着剤３６２は、光透過剤であって、光ファイバ３７０の先端と光ファイバ挿入孔３５７の底位置との間に注入される方が望ましく、これにより反射を低減することができる。
　上述したように、第１の光学部３５２と第２の光学部３５３が接続されてコネクタ本体３５１が構成される。この接続方法として、ボスのような一方に凹部、もう一方に凸部を新に設けて嵌合する方法、あるいは画像処理システム等でレンズどうしの光軸位置を合わせて接着固定する方法等を採り得る。
　受信側光コネクタ３００Ｒにおいて、光路調整部３５５は、入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする機能を持つ。レンズ３６０は、光路調整部３５５で光路調整された光を集光する機能を持つ。これにより、入射されたコリメート光は光路調整部３５５に入力されて、入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整される。そして、この光路調整された光は、レンズ３６０に入射されて集光され、この集光された光は、受光体である光ファイバ３７０の入射端に所定のＮＡで入射される。
　図１６は、光結合コネクタを構成する送信側光コネクタ３００Ｔおよび受信側光コネクタ３００Ｒの断面図を示している。図示の例では、送信側光コネクタ３００Ｔと受信側光コネクタ３００Ｒが接続された状態を示している。
　送信側光コネクタ３００Ｔにおいて、光ファイバ３３０を通じて送られてくる光はこの光ファイバ３３０の出射端から所定のＮＡで出射される。この出射された光はレンズ３１６に入射されてコリメート光に成形され、受信側光コネクタ３００Ｒに向かって出射される。
　また、受信側光コネクタ３００Ｒにおいて、送信側光コネクタ３００Ｔから出射された光（コリメート光）は、光路調整部３５５に入射され、入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整される。この光路調整された光は、レンズ３６０に入射されて集光される。そして、この集光された光は、光ファイバ３７０の入射端に入射され、光ファイバ３７０を通じて送られていく。
　上述したように構成される光結合コネクタにおいて、受信側光コネクタ３００Ｒは、入射された光に対して光路調整部３５５で入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をし、この光路調整された光をレンズ３６０で集光して受光体である光ファイバ３７０に入射するものである。そのため、光ファイバ３７０への光の入射角がＮＡを満たすようにしつつ、レンズ３６０の焦点距離を短くして、送信側での軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを緩和することが可能となる。ここで、レンズ３６０の焦点距離を短くすることで、レンズ３６０から集光ポイントまでの距離を短くでき、送信側での軸ずれに対する受信側の集光ポイントのずれが抑制される。
　本技術による効果のシミュレーション結果について説明する。ここでは、光ファイバのモードフィールド径（ＭＦＤ：Mode Field Diameter）は８μｍとし、光ファイバのＮＡが０．１５の光学系を用いている。図１７（ａ）は、コリメート径が１８０μｍと大きく、レンズの焦点距離が０．９ｍｍと長い場合の例を示している。図１７（ｂ）は、コリメート径を９０μｍと小さくして、レンズの焦点距離を０．４８ｍｍと短くした場合の例を示している。
　図１８のグラフは、受信側の光ファイバへ入力される光の結合効率のシミュレーション結果を示している。横軸は軸ずれ量で、光軸に対して垂直方向に光源がずれた場合のずれ量を示し、縦軸は受信側での光の結合効率を示している。実線（ａ）は、図１７（ａ）の例における軸ずれ量と結合効率の関係を示している。実線（ｂ）は、図１７（ｂ）の例における軸ずれ量と結合効率の関係を示している。
　光ファイバのＭＦＤが８μｍであるため、例えば、軸ずれが５μｍになると、図１７（ａ）の例の場合には実線（ａ）から７．５割程度のパワーロスが発生する。しかし、図１７（ｂ）の例の場合には実線（ｂ）からパワーロスは１割程度となり、パワーロスが大幅に減少されている。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
　図１９（ａ）～（ｅ）、図２０（ａ）～（ｅ）、図２１（ａ）～（ｅ）、図２２（ａ）～（ｅ）は、光路調整部３５５の変形例を示している。これらの変形例においても、光路調整部３５５は、入射光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整を行うことができる。なお、図２１（ａ）～（ｅ）、図２２（ａ）～（ｅ）の変形例においては、光路調整部３５５はミラー３６５を含んでいる。光路調整部３５５がミラー３６５を含むことで、効率よく光路調整を行うことができ、ロスとなる光の量を低減することが可能となる。
　［受信側光コネクタの他の構成例］
　受信側光コネクタの構成としては、上述した受信側光コネクタ３００Ｒ（図１５参照）の他にも種々の構成が考えられる。
　「他の構成例１」
　図２３は、他の構成例１としての受信側光コネクタ３００Ｒ-1を示す断面図である。この図２３において、図１５と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。受信側光コネクタ３００Ｒ-1においては、第２の光学部３５３に固定される受光体は、光ファイバ３７０ではなく、ＰＤ（Photodiode）などの受光素子３８０である。
　この場合、受光素子３８０は、第２の光学部３５３の背面側に、各チャネルのレンズ３６０に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数固定される。そして、この場合、各チャネルの受光素子３８０は、その入射部が対応するレンズ３６０の光軸に一致するように、固定される。また、この場合、各チャネルの受光素子３８０の入射部がそれぞれ対応するレンズ３６０の焦点位置と合致するように、第２の光学部３５３の光軸方向の厚み等が設定されている。
　この受信側光コネクタ３００Ｒ-1においては、入射されたコリメート光は光路調整部３５５に入力されて、入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整される。そして、この光路調整された光は、レンズ３６０に入射されて集光され、この集光された光は、受光体である受光素子３８０の入射部（受光部）に入射される。
　このように第２の光学部３５３に受光素子３８０が固定される構成とすることで、伝送されてくる光を受光素子３８０に入射する際に、光ファイバが不要となり、コストの低減が可能となる。
　「他の構成例２」
　図２４は、他の構成例２としての受信側光コネクタ３００Ｒ-2を示す断面図である。この図２４において、図１５、図２３と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。送信側光コネクタ３００Ｒ-2においては、コネクタ本体３５１の下面側に、受光素子３８０が載置された基板３８１が固定される。この場合、基板３８１には、受光素子３８０が、各チャネルのレンズ３６０に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数載置されている。
　第２の光学部３５３には、下面側から上方に延びる受光素子配置用孔３６６が形成されている。そして、各チャネルのレンズ３６０で集光された光の光路をそれぞれ対応する受光素子３８０の方向に変更するために、受光素子配置用孔３６６の底部分は傾斜面とされ、この傾斜面にミラー３８２が配置されている。なお、ミラー３８２に関しては、別個に生成されたものを傾斜面に固定するだけでなく、傾斜面に蒸着等で形成することも考えられる。
　ここで、基板３８１は、各チャネルの受光素子３８０の入射部がそれぞれ対応するレンズ３６０の光軸に一致するように、位置が調整されて固定される。また、この場合、各チャネルの受光素子３８０の入射部がそれぞれ対応するレンズ３６０の焦点位置と合致するように、レンズ３６０の形成位置、受光素子配置用孔３６６の形成位置・長さ等が設定されている。
　この受信側光コネクタ３００Ｒ-2においては、入射されたコリメート光は光路調整部３５５に入力されて、入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整される。そして、この光路調整された光は、レンズ３６０に入射されて集光され、この集光された光は、ミラー３８２で光路変更された後に受光素子３８０の入射部（受光部）に入射される。
　このようにコネクタ本体３５１に受光素子３８０が載置された基板３８１が固定されることで、受光素子３８０に光信号を伝送する際に、光ファイバが不要となり、コストの低減が可能となる。また、レンズ３６０で集光された光をミラー３８２で光路変更して受光素子３８０に入射する構成とされることで、実装が容易となり、設計自由度を上げることができる。
　「他の構成例３」
　図２５は、他の構成例３としての受信側光コネクタ３００Ｒ-3を示す断面図である。この図２５において、図１５、図２４と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。送信側光コネクタ３００Ｒ-3においては、第２の光学部３５３には、下面側から上方に延びる光ファイバ挿入孔３６７が、各チャネルのレンズ３６０に合わせて、水平方向に並んだ状態で複数形成されている。
　各チャネルのレンズ３６０で集光された光をそれぞれ対応する光ファイバ３７０の方向に変更するために、各光ファイバ挿入孔３６７の底部分は傾斜面とされ、この傾斜面にミラー３８２が配置されている。また、各光ファイバ挿入孔３６７は、そこに挿入される光ファイバ３７０のコア３７１と、それに対応するレンズ３６０の光軸が一致するように、成形されている。
　各光ファイバ挿入孔３６７には、それぞれ対応するチャネルの光ファイバ３７０が挿入され、例えば図示しない接着剤が光ファイバ３７０の周囲に注入されることで固定される。この場合、光ファイバ３７０は、その先端（入射端）が対応するレンズ３６０の焦点位置と合致するように、従って、その先端（入射端）がミラー３８２から一定距離に位置するように、その挿入位置が設定される。
　この受信側光コネクタ３００Ｒ-3においては、入射されたコリメート光は光路調整部３５５に入力されて、入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整される。そして、この光路調整された光は、レンズ３６０に入射されて集光され、この集光された光は、ミラー３８２で光路変更された後に、光ファイバ３７０の入射端に所定のＮＡで入射される。
　この構成例の場合、第２の光学部３５３がレンズ付きフェルールの構成とされているので、光ファイバ３７０とレンズ３６０との光軸合わせを容易に行うことができる。また、この構成例の場合、光ファイバ３７０への光の光路をミラー３８２で変更する構成であることから、実装が容易となり、設計自由度を上げることができる。
　「他の構成例４」
　図２６は、他の構成例４としての受信側光コネクタ３００Ｒ-4を示す断面図である。この図２６において、図１５、図２５と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。受信側光コネクタ３００Ｒ-4においては、第２の光学部３５３に形成される光ファイバ挿入孔３６７の径が大きくされる。そして、この光ファイバ挿入孔３６７に、光ファイバ３７０が予め突き当てで固定されたフェルール３６８が挿入され、例えば図示しない接着剤によって固定されている。このような構成とすることで、光ファイバ３７０の先端位置をミラー３８２から一定距離に保つことが容易となる。
　＜２．変形例＞
　なお、上述の実施の形態においては、シングルモードの光ファイバを用いる例で説明したが、本技術はマルチモードの光ファイバを用いる場合にも同様に適用でき、また、特定のＮＡに限定されない。また、上述実施の形態におけるミラーは、その他の光路変更部で実現することも考えられる。例えば、屈折率を利用した全反射による光路変更部も考えられる。
　また。上述実施の形態においては、受信側光コネクタ３００Ｒが備えるコネクタ本体３５１が光路調整部３５５を持つ第１の光学部３５２とレンズ３６０を持つ第２の光学部３５３とからなる例を示したが、コネクタ本体３５１を光路調整部３５５とレンズ３６０を持つ１つの光学部で構成することも考えられる。例えば、３Ｄプリンタあるいはそれに類した技術を適用して製造することが考えられる。
　また、上述実施の形態においては、送信側のレンズ３１６がコリメート光に成形する例で説明したが。これに限定されない。図２７は、コリメート光ではなく、収束光（集光方向に曲げられた光）を用いた光結合コネクタについて示している。この図２７において、図３と対応する部分については同一符号を付して示している。
　図２７（ａ）のように、送信側の光ファイバ１５から出射される光を光源とした場合、その光源の位置がずれると、受信側の集光ポイントも大きくずれる（破線参照）。これは、レンズ１１における収束光が崩れて、受信側では斜めにレンズ２１に入力され、集光ポイントがずれるためである。
　しかし、図２７（ｂ）に示すように、受信側のレンズ２１と光ファイバ２５との間の距離が短い場合、光源の位置がずれても、図２７（ａ）の場合に比べて、集光ポイントのずれ量は少なくなる（破線参照）。これにより、送信側のレンズ１１でコリメート光に成形する場合でなくても、受信側のレンズ２１と集光ポイントとの間の距離を短くすることで、送信側での光軸ずれに対する受信側での光パワーの結合ロスを減らすことが可能となる。
　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得る。
　なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
　（１）入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
　光コネクタ。
　（２）上記光路調整部は、中心部分に貫通孔を有する
　前記（１）に記載の光コネクタ。
　（３）上記光路調整部は、光路変更部を含む
　前記（１）または（２）に記載の光コネクタ。
　（４）上記コネクタ本体は、上記光路調整部を持つ第１の光学部と、上記レンズを持つ第２の光学部とからなる
　前記（１）から（３）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（５）上記受光体は光ファイバであり、
　上記コネクタ本体は、上記光ファイバを挿入する挿入孔を有する
　前記（１）から（４）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（６）上記コネクタ本体は、上記挿入孔の底部分に光路を変更するための光路変更部を持ち、上記レンズで集光された光は上記光路変更部で光路変更されて上記光ファイバに入射される
　前記（５）に記載の光コネクタ。
　（７）上記挿入孔は、上記光ファイバが挿入固定されたフェルールを挿入するための挿入孔である
　前記（６）に記載の光コネクタ。
　（８）上記受光体は、光信号を電気信号に変換する受光素子である
　（１）から（４）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（９）上記受光素子は上記コネクタ本体に接続されており、
　上記レンズで集光された光は光路変更されずに上記受光素子に入射される
　前記（８）に記載の光コネクタ。
　（１０）上記コネクタ本体は光路を変更するための光路変更部を持ち、
　上記受光素子は基板に固定されており、
　上記レンズで集光された光は上記光路変更部で光路変更されて上記受光素子に入射される
　前記（８）に記載の光コネクタ。
　（１１）上記光路調整部に入射される光はコリメート光である
　前記（１）から（１０）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（１２）上記コネクタ本体は光透過性材料からなり、
　上記光路調整部および上記レンズを一体的に持つ
　前記（１）から（１１）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（１３）上記コネクタ本体は、上記光路調整部と上記レンズの組み合わせを複数持つ
　前記（１）から（１２）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（１４）上記コネクタ本体は凹状の光入射部を持ち、
　上記光路調整部は上記光入射部の底部分に位置する
　前記（１）から（１３）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（１５）上記コネクタ本体は、前面側に、接続相手側のコネクタとの位置合わせをするための凸状あるいは凹状の位置規制部を一体的に持つ
　前記（１）から（１４）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（１６）上記受光体をさらに備える
　前記（１）から（１５）のいずれかに記載の光コネクタ。
　（１７）プラグとしての光コネクタを有する光ケーブルであって、
　上記光コネクタは、
　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
　光ケーブル。
　（１８）レセプタクルとしての光コネクタを有する電子機器であって、
　上記光コネクタは、
　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
　電子機器。
　１００・・・電子機器
　１０１・・・光通信部
　１０２・・・発光部
　１０３，１０４・・・光伝送路
　１０５・・・受光部
　２００Ａ，２００Ｂ・・・光ケーブル
　２０１Ａ、２０１Ｂ・・・ケーブル本体
　３００Ｔ・・・送信側光コネクタ
　３００Ｒ，３００Ｒ-1～３００Ｒ-4・・・受信側光コネクタ
　３１１・・・コネクタ本体
　３１４・・・接着剤注入孔
　３１５・・・光出射部
　３１６・・・レンズ
　３１７・・・位置規制部
　３２０・・・光ファイバ挿入孔
　３２１・・・接着剤
　３３０・・・光ファイバ
　３３１・・・コア
　３３２・・・クラッド
　３５１・・・コネクタ本体
　３５２・・・第１の光学部
　３５３・・・第２の光学部
　３５４・・・光入射部
　３５５・・・光路調整部
　３５６・・・位置規制部
　３５７・・・光ファイバ挿入孔
　３５８・・・接着剤挿入孔
　３５９・・・空間
　３６０・・・レンズ
　３６１・・・開口部
　３６２・・・接着剤
　３６３・・・貫通孔
　３６５・・・ミラー
　３６６・・・受光素子配置孔
　３６７・・・光ファイバ挿入孔
　３６８・・・フェルール
　３７０・・・光ファイバ
　３７１・・・コア
　３７２・・・クラッド
　３８０・・・受光素子
　３８１・・・基板
　３８２・・・ミラー

Claims (18)

  1. 　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
    　光コネクタ。
  2. 　上記光路調整部は、中心部分に貫通孔を有する
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  3. 　上記光路調整部は、光路変更部を含む
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  4. 　上記コネクタ本体は、上記光路調整部を持つ第１の光学部と、上記レンズを持つ第２の光学部とからなる
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  5. 　上記受光体は光ファイバであり、
    　上記コネクタ本体は、上記光ファイバを挿入する挿入孔を有する
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  6. 　上記コネクタ本体は、上記挿入孔の底部分に光路を変更するための光路変更部を持ち、上記レンズで集光された光は上記光路変更部で光路変更されて上記光ファイバに入射される
    　請求項５に記載の光コネクタ。
  7. 　上記挿入孔は、上記光ファイバが挿入固定されたフェルールを挿入するための挿入孔である
    　請求項６に記載の光コネクタ。
  8. 　上記受光体は、光信号を電気信号に変換する受光素子である
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  9. 　上記受光素子は上記コネクタ本体に接続されており、
    　上記レンズで集光された光は光路変更されずに上記受光素子に入射される
    　請求項８に記載の光コネクタ。
  10. 　上記コネクタ本体は光路を変更するための光路変更部を持ち、
    　上記受光素子は基板に固定されており、
    　上記レンズで集光された光は上記光路変更部で光路変更されて上記受光素子に入射される
    　請求項８に記載の光コネクタ。
  11. 　上記光路調整部に入射される光はコリメート光である
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  12. 　上記コネクタ本体は光透過性材料からなり、
    　上記光路調整部および上記レンズを一体的に持つ
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  13. 　上記コネクタ本体は、上記光路調整部と上記レンズの組み合わせを複数持つ
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  14. 　上記コネクタ本体は凹状の光入射部を持ち、
    　上記光路調整部は上記光入射部の底部分に位置する
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  15. 　上記コネクタ本体は、前面側に、接続相手側のコネクタとの位置合わせをするための凸状あるいは凹状の位置規制部を一体的に持つ
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  16. 　上記受光体をさらに備える
    　請求項１に記載の光コネクタ。
  17. 　プラグとしての光コネクタを有する光ケーブルであって、
    　上記光コネクタは、
    　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
    　光ケーブル。
  18. 　レセプタクルとしての光コネクタを有する電子機器であって、
    　上記光コネクタは、
    　入射された光に対して入射角を維持しながら径が小さくなるように光路調整をする光路調整部と該光路調整部で光路調整された光を集光して受光体に入射するレンズを持つコネクタ本体を備える
    　電子機器。
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