(57)【要約】【課題】光ファイバ長が互いに異なる複数の光ケーブルの間において生じ得る、光信号の伝搬遅延を抑制することが可能な、光伝送路を実現すること。【解決手段】光ケーブルユニット１０において、複合ケーブル２００が有する光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々の屈折率ｎ２は、複合ケーブル１００が有する光ファイバ１１０の屈折率ｎ１よりも低い。【選択図】図１
2014216964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿って延伸する少なくとも１本の光ファイバを有する第１の光ケーブルと、
互いに撚り合わされた複数本の光ファイバを有する第２の光ケーブルと、
を備えた光ケーブルユニットであって、
前記第２の光ケーブルが有する前記複数本の光ファイバの各々の屈折率である第２の屈折率ｎ２は、前記第１の光ケーブルが有する前記１本の光ファイバの屈折率である第１の屈折率ｎ１よりも低い
ことを特徴とする光ケーブルユニット。
【請求項２】
下記数式（１）および下記数式（２）を満たすように、前記第１の屈折率ｎ１および前記第２の屈折率ｎ２が設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ケーブルユニット。
【数１】
2014216964.tif 000014
【数２】
2014216964.tif 000015
但し、ｆは、光信号のクロック周波数を示す。Ｃは、真空中の光の速度を示す。Ｌは、前記第１の光ケーブルのケーブル長を示す。Ｌ＋ΔＬは、前記第２の光ケーブルのケーブル長を示す。すなわち、ΔＬは、前記第１の光ケーブルと前記第２の光ケーブルとの条長差を示す。Ｋは、前記複数本の光ファイバの撚り込み率を示す。Ｐは、前記複数本の光ファイバの撚りピッチを示す。Ｄは、前記複数本の光ファイバの層心径を示す。
【請求項３】
前記条長差ΔＬの絶対値として、製造上生じ得る最大の条長差が生じたとしても、上記数式（１）および上記数式（２）を満たす
ことを特徴とする請求項２に記載の光ケーブルユニット。
【請求項４】
前記第１の光ケーブルが有する光ファイバおよび前記第２の光ケーブルが有する光ファイバの各々は、グレーデッドインデックス型光ファイバであり、
前記第１の屈折率ｎ１および前記第２の屈折率ｎ２の各々は、前記グレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布における最大の屈折率である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ケーブルユニット。
【請求項５】
画像撮像装置と、
画像取り込み装置と、
前記画像撮像装置と前記画像取り込み装置とをCamera Link（登録商標）規格に準拠して互いに接続する、請求項１から４のいずれか一項に記載の光ケーブルユニットと、を備え、
前記第１の光ケーブルを、Base Configuration用のケーブルとして用い、
前記第２の光ケーブルを、Full Configuration用のケーブルとして用いた
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
第１の機器と第２の機器との接続方法であって、
中心軸に沿って延伸する少なくとも１本光ファイバを有する第１の光ケーブルを用いて、前記第１の機器と前記第２の機器とを互いに接続する第１の接続工程と、
互いに撚り合わされた複数本の光ファイバを有する第２の光ケーブルを用いて、前記第１の機器と前記第２の機器とを互いに接続する第２の接続工程と、
を含み、
前記第２の光ケーブルが有する前記複数本の光ファイバの各々の屈折率である第２の屈折率ｎ２は、前記第１の光ケーブルが有する前記１本の光ファイバの屈折率である第１の屈折率ｎ１よりも低い
ことを特徴とする接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光ケーブルを用いて機器間を接続する光伝送システム、ならびに、このような光伝送システムにおいて利用可能な、光ケーブルユニットおよび接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの機器を互いに接続するためのケーブルとして、光ファイバを含んで構成された光ケーブルが利用されている。これにより、２つの機器間において、データの光伝送が可能となり、大量のデータを短時間および低損失で伝送することが可能となる。このような光ケーブルの中には、光ファイバと複数の電線とが統合されたもの（以下、「複合ケーブル」と称する）も存在する。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、中心に配された１本の光ファイバ心線と、当該光ファイバ心線を囲む複数本のメタルワイヤとを備えており、上記メタルワイヤの外周部に巻きつけられた網目状のテープによってこれら複数のメタルワイヤが束ねられた、複合ケーブルが開示されている。このような複合ケーブルを用いることにより、例えば、光ファイバ（光信号）によって映像信号を伝送し、電線（電気信号）によって制御信号を伝送する等、信号の種類に応じた伝送路の使い分けが可能となる。
【０００４】
また、複合ケーブルの中には、複数の光ファイバを含んだものも存在する。例えば、下記特許文献２には、互いに撚り合わされた状態で筒状部材内に配置された２本の光ファイバケーブルと、上記筒状部材の外周部に配置された３本の電線とを備えて構成された、複合ケーブルが開示されている。このような複合ケーブルによれば、光伝送路が多重化されたことにより、より多くのデータをより短時間で伝送することが可能となっている。特に、上記複合ケーブルによれば、複数の光ファイバを互いに撚り合わせる構成を採用したことにより、光ファイバに張力が加わった場合であっても、光ファイバの撚りピッチが一時的に変化することによって光ファイバに係る張力を吸収し、光ファイバの損傷を回避することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３１０７３号公報（２００２年８月１６日公開）
【特許文献２】特開２００５−２５９３６７号公報（２００５年９月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、複数の光ケーブルを用いて２つの機器を並列接続することにより、光伝送路を多重並列化し、大量のデータをより短時間で送信することが可能となる。例えば、２つの機器間において、１本の光ファイバを有する光ケーブル（以下、「１心光ケーブル」と称する）と、２本の光ファイバを有する光ケーブル（以下、「２心光ケーブル」と称する）とを、並列接続することにより、当該２つの機器間に、３本の光伝送路を形成するといった具合である。このような構成は、特に、大量データの高速伝送（例えば、画像撮像装置によって撮像された高解像度の映像データを、リアルタイム送信する場合等）する際に、有効である。
【０００７】
しかしながら、上記２心光ケーブルにおいて、２本の光ファイバが互いに撚り合わされている場合、上記１心光ケーブルと上記２心光ケーブルとのケーブル長を揃えたとしても、両光ケーブル間において、光ファイバの条長差が生じることとなる。上記１心光ケーブル内においては、１本の光ファイバが直線状に延伸しているのに対し、上記２心光ケーブル内においては、２本の光ファイバが螺旋状に延伸しているからである。一方、上記１本の光ファイバのファイバ長と、上記２本の光ファイバのファイバ長とを揃えようとした場合、２心光ケーブルのケーブル長が、１心光ケーブルのケーブル長よりも短くなってしまう。この場合、長い方の１心光ケーブルに不要なたるみが生じたり、短い方の２心光ケーブルに過度な引張力がかかったりする等の問題が生じる虞がある。
【０００８】
（光ファイバの条長差の算出方法）
ここで、図９を参照して、光ファイバの条長差の算出方法について説明する。図９は、従来の光ケーブルの一部構成を示す斜視図である。図９に示す光ケーブル９００は、２本の光ファイバが互いに撚り合わされた２心光ケーブルの一例である。このような２心光ケーブルにおいて、光ファイバの撚りピッチをＰ（ｍｍ）とし、光ファイバの層心径（同心円上に配置された複数本の光ファイバの各々の中心を通る円の直径）をＤ（ｍｍ）とした場合、光ファイバの１撚りピッチあたりの光ファイバ長ｙ（ｍ）は、下記数式（１）によって表すことができる。
【０００９】
【数１】
2014216964.tif 000003
【００１０】
したがって、２心光ケーブルのケーブル長をＬ（ｍ）とした場合、当該２心光ケーブルの光ファイバ長ｘ（ｍ）は、[ｙ：Ｐ＝ｘ：Ｌ]の関係に基づき、下記数式（２）によって表すことができる。
【００１１】
【数２】
2014216964.tif 000004
【００１２】
よって、２心光ケーブルの光ファイバと１心光ケーブルの光ファイバとの間に生じる条長差Δｘは、下記数式（３）によって表すことができる。
【００１３】
【数３】
2014216964.tif 000005
【００１４】
なお、２心光ケーブルにおける光ファイバの撚り込み率Ｋは、下記数式（４）によって表すことができる。
【００１５】
【数４】
2014216964.tif 000006
【００１６】
このような光ファイバの条長差は、２心光ケーブルと１心光ケーブルとの間に、光信号の伝搬遅延（Ｓｋｅｗ）を生じさせる。この伝搬遅延は、光ケーブルのケーブル長が長くなるほど、大きなものとなる。そして、このような伝搬遅延があまりにも大きくなると、その伝送システムは、伝送信号の品質基準を満たさないものとなる虞がある。
【００１７】
（光信号の伝搬遅延の算出例）
例えば、屈折率ｎを有するマルチモード光ファイバのコア内を、真空中の光の速度Ｃを有する光信号が全反射しつつ伝搬する場合、当該光信号の伝搬速度ｖは、[ｖ＝Ｃ／ｎ]で表すことができる。そして、この光ファイバが他の光ファイバ（但し、屈折率は同一のもの）に対して条長差Δｘを有するものである場合、当該光ファイバの上記他の光ファイバに対する伝搬遅延Ｄ１は、[Ｄ１＝Δｘ／ｖ]で表すことができる。ここで、Δｘは、上記数式（３）によって求められるものであるから、上記伝搬遅延Ｄ１は、下記数式（５）によって表すことができる。但し、ｖ５０は、コア径が５０μｍの光ファイバの伝搬速度ｖを意味する。
【００１８】
【数５】
2014216964.tif 000007
【００１９】
例えば、真空中の光の速度Ｃ＝３×１０８（ｍ／ｓ）とし、マルチモード光ファイバ（コア径が５０μｍ）の屈折率ｎ＝１．４６７５３である場合、その光ファイバの伝搬速度ｖ５０は、ｖ５０＝２．０４４×１０８（ｍ／ｓ）となる。
【００２０】
そして、例えば、この光ファイバにおいて、ケーブル長Ｌ＝５００（ｍ）、撚りピッチＰ＝０．０５（ｍ）、層心径Ｄ＝０．００１７（ｍ）とした場合、当該光ファイバに生じる伝搬遅延Ｄ１は、上記数式（５）に基づき、Ｄ１＝１３．９１（ｎｓ）となる。
【００２１】
当該光ファイバを伝送される光信号のクロック周波数が８５ＭＨｚの場合、１クロック周期は１１．７６（ｎｓ）であるから、上記伝搬遅延Ｄ１＝１３．９１（ｎｓ）は、１．１８クロック周期の遅延となる。信号の品質評価として一般的に用いられるＢＥＲ（Bit Error Rate）試験においては、許容される誤り率が１０−１２以下であることが要求されるため、上記のような１クロック周期以上の遅延は、この要求を満たさない可能性がある。
【００２２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバ長が互いに異なる複数の光ケーブルの間において生じ得る、光信号の伝搬遅延を抑制することが可能な、光伝送路を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明に係る光ケーブルユニットは、中心軸に沿って延伸する少なくとも１本の光ファイバを有する第１の光ケーブルと、互いに撚り合わされた複数本の光ファイバを有する第２の光ケーブルと、を備えた光ケーブルユニットであって、前記第２の光ケーブルが有する前記複数本の光ファイバの各々の屈折率である第２の屈折率ｎ２は、前記第１の光ケーブルが有する前記１本の光ファイバの屈折率である第１の屈折率ｎ１よりも低いことを特徴とする。
【００２４】
上記光ケーブルユニットによれば、第１の光ケーブルと第２の光ケーブルとの間の光ファイバの条長差により、第１の光ケーブルと第２の光ケーブルとの間に光信号の伝搬遅延が生じ得る。しかしながら、上記光ケーブルユニットによれば、第２の光ケーブルの上記第２の屈折率ｎ２が、第１の光ケーブルの上記第１の屈折率ｎ１よりも低められているため、上記第２の光ケーブルにおける光信号の伝搬速度は、第１の光ケーブルにおける光信号の伝搬速度よりも高められる。その結果、上記伝搬遅延は短縮されることとなる。
【００２５】
上記光ケーブルユニットにおいて、下記数式（６）および下記数式（７）を満たすように、前記第１の屈折率ｎ１および前記第２の屈折率ｎ２が設定されていることが好ましい。
【００２６】
【数６】
2014216964.tif 000008
【００２７】
【数７】
2014216964.tif 000009
【００２８】
但し、ｆは、光信号のクロック周波数を示す。Ｃは、真空中の光の速度を示す。Ｌは、前記第１の光ケーブルのケーブル長を示す。Ｌ＋ΔＬは、前記第２の光ケーブルのケーブル長を示す。すなわち、ΔＬは、前記第１の光ケーブルと前記第２の光ケーブルとの条長差を示す。Ｋは、前記複数本の光ファイバの撚り込み率を示す。Ｐは、前記複数本の光ファイバの撚りピッチを示す。Ｄは、前記複数本の光ファイバの層心径を示す。
【００２９】
上記構成によれば、上記伝搬遅延を、上記クロック周波数の１クロック周期以内に抑えることができ、よって、伝送信号の品質基準を十分に満たすことが可能となる。
【００３０】
また、上記光ケーブルユニットにおいて、前記条長差ΔＬの絶対値として、製造上生じ得る最大の条長差が生じたとしても、上記数式（６）および上記数式（７）を満たすことが好ましい。
【００３１】
上記構成によれば、第１の光ケーブルと第２の光ケーブルとの間で、製造上生じ得る最大の条長差（絶対値をとっているため、第１の光ケーブルのほうが長い場合、第２の光ケーブルのほうが長い場合の、いずれも当てはまる）が生じたとしても、十分に、上記伝搬遅延を１クロック周期以内に収めることができる。
【００３２】
なお、上記光ケーブルユニットにおいて、前記第１の光ケーブルが有する光ファイバおよび前記第２の光ケーブルが有する光ファイバの各々は、グレーデッドインデックス型光ファイバであり、前記第１の屈折率ｎ１および前記第２の屈折率ｎ２の各々は、前記グレーデッドインデックス型光ファイバの屈折率分布における最大の屈折率であることが好ましい。
【００３３】
また、本発明に係る光伝送システムは、画像撮像装置と、画像取り込み装置と、前記画像撮像装置と前記画像取り込み装置とをCamera Link（登録商標）規格に準拠して互いに接続する、上記光ケーブルユニットと、を備え、前記第１の光ケーブルを、Base Configuration用のケーブルとして用い、前記第２の光ケーブルを、Full Configuration用のケーブルとして用いたことを特徴とする。
【００３４】
上記接続方法によれば、Camera Link（登録商標）規格に準拠した光伝送システムにおいて、上記光ケーブルユニットと同様の効果を奏する光伝送路を、上記画像撮像装置と上記画像取り込み装置と間に構築することができる。
【００３５】
また、本発明に係る接続方法は、第１の機器と第２の機器との接続方法であって、中心軸に沿って延伸する少なくとも１本の光ファイバを有する第１の光ケーブルを用いて、前記第１の機器と前記第２の機器とを互いに接続する第１の接続工程と、互いに撚り合わされた複数本の光ファイバを有する第２の光ケーブルを用いて、前記第１の機器と前記第２の機器とを互いに接続する第２の接続工程と、を含み、前記第２の光ケーブルが有する前記複数本の光ファイバの各々の屈折率である第２の屈折率ｎ２は、前記第１の光ケーブルが有する前記１本の光ファイバの屈折率である第１の屈折率ｎ１よりも低いことを特徴とする。
【００３６】
上記接続方法によれば、上記光ケーブルユニットと同様の効果を奏する光伝送路を、上記２つの機器間に構築することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、光ファイバ長が互いに異なる複数の光ケーブルの間において生じ得る、光信号の伝搬遅延を抑制することが可能な、光伝送路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送システムの構成を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る光ケーブルユニットの一部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る複合ケーブル（第１の光ケーブル）の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合ケーブル（第２の光ケーブル）の断面図である。
【図５】本実施形態の実施例３に係る複合ケーブル（第１の光ケーブル）の機能構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の実施例３に係る複合ケーブル（第２の光ケーブル）の機能構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る複合ケーブル（第２の光ケーブル）の変形例１を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る複合ケーブル（第２の光ケーブル）の変形例２を示す断面図である。
【図９】従来の光ケーブルの一部構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る光ケーブルユニットについて説明する。
【００４０】
〔光伝送システムの構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る光伝送システム１の構成を示す。図１に示す光伝送システム１は、光ケーブルユニット１０、送信器２０、および受信器３０を備えて構成されている。送信器２０は、対象データを受信器３０へ伝送することが可能な機器である。受信器３０は、送信器２０から伝送された対象データを受信することが可能な機器である。送信器２０として、例えば、映像を撮像するデジタルカメラが挙げられる。受信器３０としては、例えば、映像を取り込むフレームグラバ（パソコンの拡張ボード）が挙げられる。送信器２０および受信器３０は、対象データを伝送するため、光ケーブルユニット１０によって互いに接続されている。
【００４１】
光ケーブルユニット１０は、複合ケーブル１００（第１の光ケーブル）および複合ケーブル２００（第２の光ケーブル）を備えて構成されている。複合ケーブル１００，２００は、いずれも、光信号を伝送するための光ファイバと、電気信号を伝送するための電線とが統合されたケーブルである。複合ケーブル１００，２００の各々において、光ファイバは、主に対象データを伝送するために用いられ、電線は、主に、制御信号を伝送するため、および、電源を供給するために用いられる。複合ケーブル１００，２００は、送信器２０と受信器３０との間において、並列接続される。
【００４２】
複合ケーブル１００，２００の各々は、両端にコネクタが設けられている。送信器２０および受信器３０の各々には、複合ケーブル１００のコネクタを接続可能なポート、および、複合ケーブル２００のコネクタを接続可能なポートが、それぞれ設けられている。複合ケーブル１００の送信器２０側のコネクタ１０２は、送信器２０の対応するポートに接続され、受信器３０側のコネクタ１０４は、受信器３０の対応するポートに接続される。同様に、複合ケーブル２００の送信器２０側のコネクタ２０２は、送信器２０の対応するポートに接続され、受信器３０側のコネクタ２０４は、受信器３０の対応するポートに接続される。
【００４３】
コネクタ１０２には、Ｅ／Ｏ変換器（電気／光変換器）１０２Ａが内蔵されている。Ｅ／Ｏ変換器１０２Ａは、送信器２０から送出された電気信号を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバ１１０内へ送出する。コネクタ１０４には、Ｏ／Ｅ変換器（光／電気変換器）１０４Ａが内蔵されている。Ｏ／Ｅ変換器１０４Ａは、光ファイバ１１０を伝送されてきた光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を受信器３０へ送出する。
【００４４】
コネクタ２０２には、Ｅ／Ｏ変換器（電気／光変換器）２０２Ａ，２０２Ａ’が内蔵されている。Ｅ／Ｏ変換器２０２Ａは、送信器２０から送出された電気信号を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバ２１０Ａへ送出する。Ｅ／Ｏ変換器２０２Ａ’は、送信器２０から送出された電気信号を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバ２１０Ｂへ送出する。
【００４５】
コネクタ２０４には、Ｏ／Ｅ変換器（光／電気変換器）２０４Ａ，２０４Ａ’が内蔵されている。Ｏ／Ｅ変換器２０４Ａは、光ファイバ２１０Ａを伝送されてきた光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を受信器３０へ送出する。Ｏ／Ｅ変換器２０４Ａ’は、光ファイバ２１０Ｂを伝送されてきた光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を受信器３０へ送出する。
【００４６】
このように構成された複合ケーブル１００，２００が並列接続されることで、光伝送システム１は、送信器２０と受信器３０との間に３本の光伝送路が形成され、当該３本の光伝送路を介して、大量のデータを、短時間且つ低損失で伝送することが可能となっている。
【００４７】
〔光ケーブルユニットの構成〕
図２は、本発明の一実施形態に係る光ケーブルユニット１０の一部構成を示す斜視図である。図２では、複合ケーブル１００，２００の各々について、その一部の構成が概略的に示されている。
【００４８】
図２に示すように、複合ケーブル１００は、中央に配置された１本の光ファイバ１１０と、光ファイバ１１０を取り囲むように同心円上に配置された複数本の電線とを備えて構成されている。一方、複合ケーブル２００は、中央に配置された２本の光ファイバ２１０Ａ，Ｂと、光ファイバ２１０Ａ，Ｂを取り囲むように同心円上に配置された複数本の電線とを備えて構成されている。
【００４９】
複合ケーブル１００と複合ケーブル２００との第１の相違点は、複合ケーブル１００が１本の光ファイバ１１０を備えているのに対し、複合ケーブル２００は２本の光ファイバ２１０Ａ,Ｂを備えているという点である。また、第２の相違点は、光ファイバ１１０が直線状に延伸しているのに対し、２本の光ファイバ２１０Ａ,Ｂは互いに撚り合せられている、という点である。そして、第３の相違点は、２本の光ファイバ２１０Ａ,Ｂの各々の屈折率は、光ファイバ１１０の屈折率よりも低いという点である。
【００５０】
〔複合ケーブル１００の構成〕
図３を参照して、複合ケーブル１００のより具体的な構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る複合ケーブル１００（第１の光ケーブル）の断面図である。
【００５１】
図３に示すように、複合ケーブル１００は、中央に配置された光ファイバ１１０と、光ファイバ１１０を取り囲むように配置された複数本の電線と、ケーブル束（光ファイバ１１０および複数本の電線の束）を覆う網目状の編組線１３０と、編組線１３０の外周面を覆うＰＶＣ被覆１４０と、を備えて構成されている。
【００５２】
光ファイバ１１０は、その中心側から順に、コア１１２、クラッド１１４、ＵＶ被覆１１５、テンションメンバ１１６、および、外被１１８を備えて構成されている。具体的に説明すると、光ファイバ１１０において、円形状の断面を有するコア１１２は、円環状の断面を有するクラッド１１４によって取り囲まれており、両者の屈折率は、互いに異なるもの（コア１１２の屈折率＞クラッド１１４の屈折率）となっている。これにより、光ファイバ１１０は、そのコア１１２内を光信号が全反射しつつ伝搬する構成となっている。コア１１２およびクラッド１１４の材料には、例えば、石英ガラス、プラスチック等が用いられる。なお、本実施形態では、光ファイバ１１０としてグレーデッドインデックス型のマルチモード光ファイバ（コア径６２．５μｍ、クラッド径１２５μｍ）を用いているが、これに限らない。
【００５３】
クラッド１１４の外周面は、ＵＶ被覆１１５によって覆われており、さらに、テンションメンバ１１６によって覆われている。さらに、テンションメンバ１１６の外周面は、外被１１８によって覆われている。ＵＶ被覆１１５の材料には、例えば、紫外線硬化型樹脂等が用いられる。また、テンションメンバ１１６の材料には、例えば、ケブラー等が用いられる。また、外被１１８の材料には、例えば、ＰＶＣ等が用いられる。
【００５４】
複合ケーブル１００が備える複数の電線の中には、信号供給線と、電源供給線とが含まれる。図３に示す例では、複合ケーブル１００は、後述するCamera Link（登録商標）規格に適合するように、１本の光ファイバ１１０と、７本の信号供給線３０１〜３０７と、２本の電源供給線３１１，３１２とを含んでいる。特に、本例では、信号供給線３０１〜３０７の各々には、互いに撚り合わされた２本の金属製の心線（例えば、断面積が０．１１ｍｍ２の心線）を有する電気ケーブル（差動線）が用いられている。また、電源供給線３１１，３１２の各々には、１本の金属製の心線（例えば、断面積が０．５ｍｍ２の心線）を有する電気ケーブルが用いられている。
【００５５】
〔複合ケーブル２００の構成〕
図４を参照して、複合ケーブル２００のより具体的な構成について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る複合ケーブル２００（第２の光ケーブル）の断面図である。
【００５６】
図４に示すように、複合ケーブル２００は、中央に配置された光ファイバ２１０Ａ，Ｂと、光ファイバ２１０Ａ，Ｂを取り囲むように配置された複数本の電線と、ケーブル束（光ファイバ２１０Ａ，Ｂおよび複数本の電線の束）を覆う網目状の編組線２３０と、編組線２３０の外周面を覆うＰＶＣ被覆２４０と、を備えて構成されている。
【００５７】
光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々は、その中心側から順に、コア２１２、クラッド２１４、ＵＶ被覆２１５、および、外被２１６を備えて構成されている。具体的に説明すると、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々において、円形状の断面を有するコア２１２は、円環状の断面を有するクラッド２１４によって取り囲まれており、両者の屈折率は、互いに異なるもの（コア２１２の屈折率＞クラッド２１４の屈折率）となっている。これにより、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々は、そのコア２１２内を光信号が全反射しつつ伝搬する構成となっている。コア２１２およびクラッド２１４の材料には、例えば、石英ガラス、プラスチック等が用いられる。なお、本実施形態では、光ファイバ２１０Ａ，Ｂとしてグレーデッドインデックス型のマルチモード光ファイバ（コア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ）を用いているが、これに限らない。
【００５８】
クラッド２１４の外周面は、ＵＶ被覆２１５によって覆われており、さらに、外被２１６によって覆われている。ＵＶ被覆２１５の材料には、例えば、紫外線硬化型樹脂等が用いられる。また、外被２１６の材料には、例えば、ＰＶＣ等が用いられる。
【００５９】
複合ケーブル２００が備える複数の電線の中には、信号供給線と、電源供給線とが含まれる。図４に示す例では、複合ケーブル２００は、後述するCamera Link（登録商標）規格に適合するように、２本の光ファイバ２１０Ａ，Ｂと、３本の信号供給線４０１〜４０３と、８本の電源供給線４１１〜４１８とを含んでいる。特に、本例では、信号供給線４０１〜４０３の各々には、互いに撚り合わされた２本の金属製の心線（例えば、断面積が０．１１ｍｍ２の心線）を有する電気ケーブル（差動線）が用いられている。また、電源供給線４１１〜４１８の各々には、１本の金属製の心線（例えば、０．５ｍｍ２の心線）を有する電気ケーブルが用いられている。
【００６０】
〔本実施形態の特徴的な構成〕
ここで、図２に示されているように、複合ケーブル１００においては、その中央に配置された光ファイバ１１０が、直線状に延伸している。本書において、「光ファイバが直線状に延伸している」とは、「光ファイバが複合ケーブルの中心軸に沿ってその複合ケーブル内を延伸している」という意味である。一方、複合ケーブル２００内においては、光ファイバ２１０Ａ，Ｂが互いに撚り合わされており、すなわち、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々が螺旋状に延伸している。このため、複合ケーブル１００と複合ケーブル２００との間には、光ファイバの条長差Δｘが生じている。上述したとおり、このような条長差Δｘは、複合ケーブル１００と複合ケーブル２００との間に、光信号の伝搬遅延Ｄ２を生じさせる要因となる。
【００６１】
そこで、本実施形態では、発明者らによって新たに発明された下記特徴点（ａ）〜（ｃ）を光ケーブルユニット１０に採用した。これにより、本実施形態の光伝送システム１では、上記伝搬遅延Ｄ２の短縮が実現されている。
【００６２】
（ａ）本実施形態では、複合ケーブル２００が有する光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々の屈折率ｎ２は、複合ケーブル１００が有する光ファイバ１１０の屈折率ｎ１よりも、低くなっている。これにより、光ファイバ２１０Ａ，Ｂにおける光信号の伝搬速度ｖ２は、光ファイバ１１０における光信号の伝搬速度ｖ１よりも高められている。その結果、複合ケーブル１００と複合ケーブル２００との間において、上記伝搬遅延Ｄ２は短縮されることとなる。なお、本実施形態では、光ファイバ１１０および光ファイバ２１０Ａ，Ｂには、グレーデッドインデックス型のマルチモード光ファイバを用いている。このため、各光ファイバは、中心から離れるにしたがって屈折率が小さくなる屈折率分布を有している。一般的には、光ファイバ１１０の屈折率ｎ１は、光ファイバ１１０における屈折率分布の最大（ピーク）の屈折率であり、多くの場合、光ファイバ１１０の中心の屈折率である。同様に、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの屈折率ｎ２は、光ファイバ２１０Ａ，Ｂにおける屈折率分布の最大（ピーク）の屈折率であり、多くの場合、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの中心の屈折率である。
【００６３】
（ｂ）特に、本実施形態では、上記数式（６）および上記数式（７）を満たすように、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの各々の屈折率ｎ２、および、光ファイバ１１０の屈折率ｎ１が設定されている。これにより、本実施形態の光伝送システム１では、上記伝搬遅延Ｄ２が動作周波数の１クロック周期以内に抑えられており、よって、伝送信号の品質基準を十分に満たすことが可能となっている。
【００６４】
但し、上記数式（６）および上記数式（７）において、ｆは、当該光ファイバを伝送される光信号のクロック周波数を示す。Ｃは、真空中の光の速度を示す。Ｌは、複合ケーブル１００のケーブル長を示す。Ｌ＋ΔＬは、複合ケーブル２００のケーブル長を示す。すなわち、ΔＬは、複合ケーブル１００と複合ケーブル２００との条長差を示す。Ｋは、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの撚り込み率を示す。Ｐは、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの撚りピッチを示す。Ｄは、光ファイバ２１０Ａ，Ｂの層心径を示す。
【００６５】
光信号のクロック周波数ｆは、１クロック周期Ｔの逆数の関係を有しており、[ｆ＝１／Ｔ]で表すことができるから、上記数式（６）の代わりに、下記数式（８）を用いることもできる。
【００６６】
【数８】
2014216964.tif 000010
【００６７】
（ｃ）さらに、本実施形態では、複合ケーブル１００のケーブル長Ｌと、複合ケーブル２００のケーブル長Ｌ＋ΔＬとを互いに等しくしたまま（すなわち、条長差ΔＬ≒０としたまま）、上記伝搬遅延Ｄ２の短縮を実現する構成も適用範囲内である。この構成によれば、ケーブルの設計変更や、ケーブル長の相違に起因する様々な問題（例えば、長い方のケーブルに不要なたるみが生じたり、短い方のケーブルに過度な引張力がかかる、等）を生じさせることなく、上記伝搬遅延Ｄ２の短縮を実現することができる。
【００６８】
複合ケーブル１００のケーブル長Ｌと、複合ケーブル２００のケーブル長Ｌ＋ΔＬが同一の場合（すなわち、ΔＬ≒０の場合）、上記数式（６）の代わりに、下記数式（９）を満たすように、上記屈折率ｎ２および上記屈折率ｎ１が設定されればよい。
【００６９】
【数９】
2014216964.tif 000011
【００７０】
この場合も、光信号のクロック周波数ｆは、[ｆ＝１／Ｔ]で表すことができるから、上記数式（９）の代わりに、下記数式（１０）を用いることもできる。なお、数式（９）、（１０）は、前述した数式（６）、（８）においてΔＬ＝０を代入した式に他ならない。
【００７１】
【数１０】
2014216964.tif 000012
【００７２】
〔２つの機器の接続方法〕
本実施形態において、送信器２０と受信器３０との物理的な接続は、少なくとも以下の２つの工程を実施することにより実現することができる。但し、下記２つの工程の実施順序は問わないため、下記２つの工程のどちらが先に実施されても構わない。
【００７３】
（第１の接続工程）複合ケーブル１００によって送信器２０と受信器３０とを接続する。具体的には、複合ケーブル１００のコネクタ１０２を、送信器２０の対応するポートに接続し、複合ケーブル１００のコネクタ１０４を、受信器３０の対応するポートに接続する。
【００７４】
（第２の接続工程）複合ケーブル２００によって送信器２０と受信器３０とを接続する。具体的には、複合ケーブル２００のコネクタ２０２を、送信器２０の対応するポートに接続し、複合ケーブル２００のコネクタ２０４を、受信器３０の対応するポートに接続する。
【００７５】
なお、本実施形態の光ケーブルユニット１０は、複合ケーブル１００と複合ケーブル２００とが予め組み合わされた状態で入手されたものであってもよく、複合ケーブル１００と複合ケーブル２００とが別々に入手されたものであってもよい。いずれの場合も、本発明の光ケーブルユニットの範疇に含まれる。
【００７６】
以下、本実施形態に係る光ケーブルユニット１０の実施例について説明する。本実施形態に係る光ケーブルユニット１０は、例えば、以下実施例１〜３に例示するように、実施され得る。
【００７７】
〔実施例１〕
まず、本実施形態に係る光ケーブルユニット１０の実施例１について説明する。本実施例１では、複合ケーブル１００のケーブル長と複合ケーブル２００のケーブル長との間に、条長差ΔＬが無い場合について例示する。本実施例１の光ケーブルユニット１０において、複合ケーブル１００，２００の各々に採用した構成は、以下のとおりである。
【００７８】
（複合ケーブル１００の構成）
ケーブル長Ｌ                  ：５００（ｍ）
撚りピッチＰ                  ：撚られていない
光ファイバのコア径            ：６２．５（μｍ）
光ファイバのクラッド径        ：１２５（μｍ）
光ファイバの中心の屈折率ｎ１  ：１．４８２０６
伝搬速度ｖ１                  ：２．０２４×１０８（ｍ／ｓ）
（複合ケーブル２００の構成）
ケーブル長Ｌ                  ：５００（ｍ）
撚りピッチＰ                  ：０．０５（ｍ）
層心径Ｄ                      ：０．００１７（ｍ）
光ファイバのコア径            ：５０（μｍ）
光ファイバのクラッド径        ：１２５（μｍ）
光ファイバの中心の屈折率ｎ２  ：１．４６７５３
伝搬速度ｖ２                  ：２．０４４×１０８（ｍ／ｓ）
（伝搬遅延）
上記のように構成された本実施例１の光ケーブルユニット１０において、複合ケーブル２００の各光ファイバに生じる伝搬遅延Ｄ2は、下記数式（１１）に基づき、Ｄ２＝１０．３０（ｎｓ）となる。但し、真空中の光の速度Ｃ＝３×１０８（ｍ／ｓ）とする。なお、下記数式（１１）等において、絶対値記号に囲われている部分は、プラス（＋）の値とマイナス（−）の値との双方をとり得る。当該部分がプラス（＋）の値をとる場合は、複合ケーブル２００（撚っている方）の方が遅延していることを示し、当該部分がマイナス（−）の値をとる場合は、複合ケーブル１００（撚っていない方）の方が遅延していることを示す。いずれの場合であっても、当該部分が示す値は伝搬遅延を示すものであることに変わりはないため、下記数式（１１）等においては、当該部分が示す値の絶対値をとる。
【００７９】
【数１１】
2014216964.tif 000013
【００８０】
光信号のクロック周波数ｆが８５ＭＨｚの場合、１クロック周期Ｔは１１．７６ｎｓであるから、上記伝搬遅延Ｄ2は、０．８７クロック周期に相当するものであり、すなわち、本実施例１の光ケーブルユニット１０において、ｆ＝８５（ＭＨｚ）＜|−９７．１|＝９７．１（ＭＨｚ）となり、上記数式（６）を満たすものとなっている。したがって、本実施例１の光ケーブルユニット１０は、上記伝搬遅延Ｄ2が、１クロック周期未満に抑制されたものとなっている。
【００８１】
〔実施例１´〕
なお、上記実施例１では、上記数式（６）における絶対値記号に囲われている部分がマイナス（−）の値をとる構成例（すなわち、複合ケーブル１００の方が遅延する例）を示したが、上記囲われている部分がプラス（＋）の値をとる構成を採用することもできる。例えば、上記実施例１において、複合ケーブル１００における光ファイバの中心の屈折率ｎ１を、ｎ１＝１．４７０００に変更し、その他のパラメータは変更せず、これを実施例１´とする。この場合、本実施例１´の光ケーブルユニット１０において、ｆ＝８５（ＭＨｚ）＜|＋１０２．１|＝１０２．１（ＭＨｚ）となり、実施例１と同様に、上記数式（６）を満たすものとなる。したがって、本実施例１´の光ケーブルユニット１０は、上記伝搬遅延Ｄ2が、１クロック周期未満に抑制されたものとなる。
【００８２】
〔実施例２〕
次に、本実施形態に係る光ケーブルユニット１０の実施例２について説明する。本実施例２では、複合ケーブル１００のケーブル長と複合ケーブル２００のケーブル長との間に、条長差ΔＬが有る場合について例示する。本実施例２の光ケーブルユニット１０において、複合ケーブル１００，２００の各々に採用した構成は、以下のとおりである。なお、本実施例２においては、複合ケーブル２００の方が複合ケーブル１００よりも長くなるように（つまり、ΔＬが正の値になるように）複合ケーブル１００、２００が構成されていることを前提とする。
【００８３】
（複合ケーブル１００の構成）
ケーブル長Ｌ                  ：４００（ｍ）
撚りピッチＰ                  ：撚られていない
光ファイバのコア径            ：６２．５（μｍ）
光ファイバのクラッド径        ：１２５（μｍ）
光ファイバの中心の屈折率ｎ１  ：１．４８２０６
伝搬速度ｖ１                  ：２．０２４×１０８（ｍ／ｓ）
（複合ケーブル２００の構成）
ケーブル長Ｌ＋ΔＬ            ：４００＋ΔＬ（ｍ）
撚りピッチＰ                  ：０．０５（ｍ）
層心径Ｄ                      ：０．００１７（ｍ）
光ファイバのコア径            ：５０（μｍ）
光ファイバのクラッド径        ：１２５（μｍ）
光ファイバの中心の屈折率ｎ２  ：１．４６７５３
伝搬速度ｖ２                  ：２．０４４×１０８（ｍ／ｓ）
（伝搬遅延）
上記のように構成された本実施例２の光ケーブルユニット１０において、伝搬遅延Ｄ2を１クロック周期Ｔ（ｓ）以内（光信号のクロック周波数ｆが８５ＭＨｚの場合、１１．７６ｎｓ以内）に収めるために許容可能な条長差ΔＬは、上記数式（８）に基づき、ΔＬ＝４．０６（ｍ）となる。一般的に、複合ケーブルを２本組み合わせて、光ケーブルユニットを構成する場合、コネクタの取り付け直しに伴うケーブル切断等により、これら２本の光ケーブル間において製造上生じ得る条長差（製造上許容される条長差）の最大長は、４（ｍ）程度であると考えるべきである。それ故、このΔＬ＝４．０６（ｍ）は、製造上生じ得る条長差としては十分に大きな値であり、これを上回る条長差は殆ど生じ難いといえる。したがって、本実施例２の光ケーブルユニット１０は、製造上生じ得る殆どの条長差を、許容することができるといえる。
【００８４】
例えば、上記構成を有する本実施例２の光ケーブルユニット１０において、条長差ΔＬとして、製造上生じ得る条長差の最大長「４（ｍ）」を設定したとする。この場合、本実施例２の光ケーブルユニット１０において生じる伝搬遅延Ｄ2は、０．９７クロック周期に相当するものであり、すなわち、本実施例２の光ケーブルユニット１０において、ｆ＝８５（ＭＨｚ）＜|＋８７．４|＝８７．４（ＭＨｚ）となり、上記数式（６）を満たすものとなる。したがって、本実施例２の光ケーブルユニット１０は、製造上生じ得る条長差が最大に生じた場合であっても、上記伝搬遅延Ｄ2を、１クロック周期未満に抑制することが可能となっている。
【００８５】
なお、上記数式（６）を満たすことが可能な条長差ΔＬは、屈折率ｎ１および屈折率ｎ２によっても決定付けられるため、もし、製造上生じ得る条長差の最大長（例えば、上記実施例では「４ｍ」）が予め定められている場合は、その最大値をΔＬに設定しつつ、上記数式（６）を満たすように、屈折率ｎ１および屈折率ｎ２の各々を設定すればよい。
【００８６】
〔比較例〕
実施例２の比較例として、複合ケーブル１００の屈折率ｎ１を、複合ケーブル２００の屈折率ｎ２と同じ値（１．４６７５３）に変更したとする。この場合、伝搬遅延Ｄ2を１クロック周期以内（１１．７６ｎｓ以内）に収めるために許容可能な条長差ΔＬは、上記数式（８）に基づき、ΔＬ＝０．１２（ｍ）となる。
【００８７】
上記のとおり、本実施例２の光ケーブルユニット１０は、ΔＬ＝４．０６（ｍ）までを許容できるから、製造上生じ得る最大の条長差（４（ｍ））が生じたとしても、十分に、伝搬遅延Ｄ2を１クロック周期Ｔ（ｓ）以内に収めることができる。一方、上記比較例の光ケーブルユニット１０は、ΔＬ＝０．１２（ｍ）までしか許容できないから、製造上の条長差が上記許容値以上に生じた場合、伝搬遅延Ｄ2を１クロック周期Ｔ（ｓ）以内に収めることができなくなる虞がある。
【００８８】
なお、光ケーブルユニット１０においては、複合ケーブル２００の方が複合ケーブル１００よりも長くなるような製造誤差のみならず、複合ケーブル２００の方が複合ケーブル１００よりも短くなるような製造誤差が生じ得る。すなわち、光ケーブルユニット１０において、ΔＬ＝＋δＬ（δＬは正の値）の製造誤差が生じ得る場合、ΔＬ＝−δＬの製造誤差も生じ得るということである。但し、ΔＬ＝＋δＬの場合において、上記数式（６）を満たすのであれば、当然、ΔＬ＝−δＬの場合においても、上記数式（６）を満たすこととなる。複合ケーブル１００と複合ケーブル２００とでケーブル長が同一の場合、必ず、複合ケーブル２００の方がファイバ長が長くなるため、ΔＬの増加は、両ファイバの条長差を増加させるように作用する（すなわち、伝搬遅延を増加させるように作用する）のに対し、ΔＬの減少は、両ファイバの条長差を減少させるように作用する（すなわち、伝搬遅延を減少させるように作用する）からである。したがって、光ケーブルユニット１０において、ΔＬ＝＋δＬの場合に上記数式（６）を満たすように、屈折率ｎ１および屈折率ｎ２の各々を設定すれば、ΔＬ＝−δＬの場合においても、上記数式（６）を満たすことができる。ΔＬ＝−δＬの製造誤差が生じ得る場合においても同様に、製造上生じ得る条長差の最大長（ここでは、ΔＬの絶対値の最大長である−δＬ）をΔＬに設定しつつ、上記数式（６）を満たすように屈折率ｎ１および屈折率ｎ２の各々を設定すれば、上記最大長未満の如何なる製造誤差が実際に生じたとしても、伝搬遅延を１クロック周期以内に収めることができるのは当然のことである。
【００８９】
〔実施例３〕
次に、本実施形態に係る光ケーブルユニット１０の実施例３について説明する。本実施例３では、本実施形態に係る光ケーブルユニット１０の、Camera Link（登録商標）規格（Full Configuration）に準拠した光伝送システムへの適用例を説明する。Camera Link規格とは、画像処理用デジタルインターフェースの規格の一つであって、産業用デジタルカメラのデータ伝送方式を定めたものである。Camera Link規格では、Base Configuration、Medium Configuration、および、Full Configurationが規定されている。このうち、高解像度映像の高速伝送が要求されるＦＡ（Factory Automation）システム等においては、６４ビットのデータ伝送が可能なFull Configurationの利用が推奨されている。
【００９０】
Full Configurationでは、１つのデータ伝送チャンネルを有するBase Configuration用のケーブルに加え、２つのデータ伝送チャンネルを有するFull Configuration用のケーブルが用いられる。すなわち、Full Configurationでは、上述の実施形態と同様に２本のケーブルが用いられ、これにより、３つのデータ伝送チャンネルによる並列伝送が可能である。本実施例３では、上述の実施形態の光ケーブルユニット１０を、光伝送システムにおける、Full Configurationによるカメラ（送信器２０および画像撮像装置の一例）とフレームグラバ（受信器３０および画像取り込み装置の一例）との接続に適用する例を説明する。
【００９１】
上述したとおり、実施形態の複合ケーブル１００は、１本の光ファイバを有している。また、実施形態の複合ケーブル２００は、２本の光ファイバを有している。したがって、本実施例３では、複合ケーブル１００をBase Configuration用のケーブルとして用いる。また、複合ケーブル２００をFull Configuration用のケーブルとして用いる。
【００９２】
（複合ケーブル１００の機能構成）
図５は、本実施形態の実施例３に係る複合ケーブル１００（第１の光ケーブル）の機能構成を示すブロック図である。
【００９３】
図５の複合ケーブル１００において、カメラ側のコネクタ１０２は、Camera Link規格（Base Configuration）に準拠するコネクタであり、Camera Link規格に規定されている各端子（２６ピン）に加えて、Ｅ／Ｏ変換器１０２Ａ、シリアライザ１０２Ｂ、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１０２Ｃ、および、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２Ｄを備えている。一方、図５の複合ケーブル１００において、フレームグラバ側のコネクタ１０４は、Camera Link規格（Base Configuration）に準拠するコネクタであり、Camera Link規格に規定されている各端子（２６ピン）に加えて、Ｏ／Ｅ変換器１０４Ａ、デシリアライザ１０４Ｂ、ＭＣＵ１０４Ｃ、および、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４Ｄを備えている。
【００９４】
（映像データ信号Ｘ０〜Ｘ３およびクロック信号Ｘｃｌｋ）
コネクタ１０２のシリアライザ１０２Ｂには、カメラから出力された、映像データ信号Ｘ０〜Ｘ３（パラレル信号）およびクロック信号Ｘｃｌｋが入力される。クロック信号Ｘｃｌｋの周波数は、仕様により、２０ＭＨｚ〜８５ＭＨｚの範囲内に規定されている。シリアライザ１０２Ｂは、クロック信号Ｘｃｌｋをトリガとして映像データ信号Ｘ０〜Ｘ３をシリアライズすることにより、上記映像データのシリアル信号を生成する。Ｅ／Ｏ変換器１０２Ａは、シリアライザ１０２Ｂから送出されたシリアル信号（電気信号）を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバ１１０内へ送出する。
【００９５】
コネクタ１０４のＯ／Ｅ変換器１０４Ａは、コネクタ１０２から光ファイバ１１０を介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する。デシリアライザ１０４Ｂは、Ｏ／Ｅ変換器１０４Ａから出力された電気信号（シリアル信号）をデシリアライズすることによって、映像データ信号Ｘ０〜Ｘ３（パラレル信号）およびクロック信号Ｘｃｌｋを復元し、当該映像データ信号Ｘ０〜Ｘ３およびクロック信号Ｘｃｌｋを、フレームグラバへ送出する。
【００９６】
（ＭＣＵ）
コネクタ１０２のＭＣＵ１０２Ｃは、および、コネクタ１０４のＭＣＵ１０４Ｃは、複合ケーブル１００の内部的な処理を行うためのものである。本例では、ＭＣＵ１０２ＣとＭＣＵ１０４Ｃとは、信号供給線３０１によって互いに接続されており、これにより、互いに通信が可能となっている。
【００９７】
（ＳｅｒＴＣ，ＳｅｒＴＦＧ）
制御信号ＳｅｒＴＣ，ＳｅｒＴＦＧは、非同期のシリアル通信用の制御信号であり、例えば、カメラとフレームグラバとの初期設定等に使用される。このうち、制御信号ＳｅｒＴＣは、フレームグラバからカメラを制御するための制御信号である。そして、制御信号ＳｅｒＴＦＧは、カメラからフレームグラバを制御するための制御信号である。図５に示す例では、制御信号ＳｅｒＴＣの伝送用に、複合ケーブル１００の信号供給線３０２が用いられている。また、制御信号ＳｅｒＴＦＧの伝送用に、信号供給線３０３が用いられている。
【００９８】
（ＣＣ１〜ＣＣ４）
制御信号ＣＣ１〜ＣＣ４は、フレームグラバからカメラを制御するための制御信号であり、例えば、カメラのシャッター制御等に使用される。図５に示す例では、制御信号ＣＣ１〜ＣＣ４の伝送用に、複合ケーブル１００の信号供給線３０４〜３０７が用いられている。
【００９９】
（電源）
フレームグラバからカメラへは、カメラの電源用として、＋１２Ｖ電圧、および、ＧＮＤ（グラウンド）電圧（例えば、０Ｖ電圧）が供給される。図５に示す例では、＋１２Ｖ電圧の供給用に、複合ケーブル１００の電源供給線３１１が用いられている。また、ＧＮＤ電圧の供給用に、複合ケーブル１００の電源供給線３１２が用いられている。
【０１００】
（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
コネクタ１０２の内部においては、上記電源が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２Ｄに供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２Ｄに供給された電源は、当該ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２Ｄによって所定の動作電圧に降圧され、動作用電源として、コネクタ１０２内の各部へ供給される。同様に、コネクタ１０４の内部においては、上記電源が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４Ｄに供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４Ｄに供給された電源は、当該ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４Ｄによって所定の動作電圧に降圧され、動作用電源として、コネクタ１０４内の各部へ供給される。
【０１０１】
なお、図３に示したとおり、複合ケーブル１００が備える信号供給線３０１〜３０７の各々には、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling：低電圧差動信号）が伝送できるように、差動線が用いられている。これに応じて、図５では、信号供給線３０１〜３０７の各々について、差動線を構成する一方のケーブルには符号の末尾に「ａ」を付しており、他方のケーブルには符号の末尾に「ｂ」を付している。
【０１０２】
（複合ケーブル２００の機能構成）
図６は、本実施形態の実施例３に係る複合ケーブル２００（第２の光ケーブル）の機能構成を示すブロック図である。
【０１０３】
図６の複合ケーブル２００において、カメラ側のコネクタ２０２は、Camera Link規格（Full Configuration）に準拠するコネクタであり、Camera Link規格（Full Configuration）に規定されている各端子（２４ピン）に加えて、Ｅ／Ｏ変換器２０２Ａ、Ｅ／Ｏ変換器２０２Ａ’、シリアライザ２０２Ｂ、シリアライザ２０２Ｂ’、ＭＣＵ２０２Ｃ、および、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２Ｄを備えている。一方、図６の複合ケーブル２００において、フレームグラバ側のコネクタ２０４は、Camera Link規格（Full Configuration）に準拠するコネクタであり、Camera Link規格（Full Configuration）に規定されている各端子（２４ピン）に加えて、Ｏ／Ｅ変換器２０４Ａ、Ｏ／Ｅ変換器２０４Ａ’、デシリアライザ２０４Ｂ、デシリアライザ２０４Ｂ’、ＭＣＵ２０４Ｃ、および、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４Ｄを備えている。
【０１０４】
（映像データ信号Ｙ０〜Ｙ３およびクロック信号Ｙｃｌｋ）
コネクタ２０２のシリアライザ２０２Ｂには、カメラから出力された、映像データ信号Ｙ０〜Ｙ３（パラレル信号）およびクロック信号Ｙｃｌｋが入力される。クロック信号Ｙｃｌｋの周波数は、仕様により、２０ＭＨｚ〜８５ＭＨｚの範囲内に規定されている。シリアライザ２０２Ｂは、クロック信号Ｙｃｌｋをトリガとして映像データ信号Ｙ０〜Ｙ３をシリアライズすることにより、上記映像データのシリアル信号を生成する。Ｅ／Ｏ変換器２０２Ａは、シリアライザ２０２Ｂから送出されたシリアル信号（電気信号）を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバ２１０Ａ内へ送出する。
【０１０５】
コネクタ２０４のＯ／Ｅ変換器２０４Ａは、コネクタ２０２から光ファイバ２１０Ａを介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する。デシリアライザ２０４Ｂは、Ｏ／Ｅ変換器２０４Ａから出力された電気信号（シリアル信号）をデシリアライズすることによって、映像データ信号Ｙ０〜Ｙ３（パラレル信号）およびクロック信号Ｙｃｌｋを復元し、当該映像データ信号Ｙ０〜Ｙ３およびクロック信号Ｙｃｌｋを、フレームグラバへ送出する。
【０１０６】
（映像データ信号Ｚ０〜Ｚ３およびクロック信号Ｚｃｌｋ）
コネクタ２０２のシリアライザ２０２Ｂ’には、カメラから出力された、映像データ信号Ｚ０〜Ｚ３（パラレル信号）およびクロック信号Ｚｃｌｋが入力される。クロック信号Ｚｃｌｋの周波数は、仕様により、２０ＭＨｚ〜８５ＭＨｚの範囲内に規定されている。シリアライザ２０２Ｂ’は、クロック信号Ｚｃｌｋをトリガとして映像データ信号Ｚ０〜Ｚ３をシリアライズすることにより、上記映像データのシリアル信号を生成する。Ｅ／Ｏ変換器２０２Ａ’は、シリアライザ２０２Ｂ’から送出されたシリアル信号（電気信号）を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバ２１０Ｂ内へ送出する。
【０１０７】
コネクタ２０４のＯ／Ｅ変換器２０４Ａ’は、コネクタ２０２から光ファイバ２１０Ｂを介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換する。デシリアライザ２０４Ｂ’は、Ｏ／Ｅ変換器２０４Ａ’から出力された電気信号（シリアル信号）をデシリアライズすることによって、映像データ信号Ｚ０〜Ｚ３（パラレル信号）およびクロック信号Ｚｃｌｋを復元し、当該映像データ信号Ｚ０〜Ｚ３およびクロック信号Ｚｃｌｋを、フレームグラバへ送出する。
【０１０８】
（ＭＣＵ）
コネクタ２０２のＭＣＵ２０２Ｃ、および、コネクタ２０４のＭＣＵ２０４Ｃは、複合ケーブル２００の内部的な処理を行うためのものである。本例では、ＭＣＵ２０２ＣとＭＣＵ２０４Ｃとは、信号供給線４０１によって互いに接続されており、これにより、互いに通信が可能となっている。
【０１０９】
（電源）
フレームグラバからカメラへは、カメラの電源用として、＋１２Ｖ電圧、および、ＧＮＤ（グラウンド）電圧（例えば、０Ｖ電圧）が供給される。図６に示す例では、＋１２Ｖ電圧の供給用に、複合ケーブル２００の電源供給線４１１が用いられている。また、ＧＮＤ電圧の供給用に、複合ケーブル２００の電源供給線４１２が用いられている。
【０１１０】
（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
コネクタ２０２の内部においては、上記電源が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２Ｄに供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２Ｄに供給された電源は、当該ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２Ｄによって所定の動作電圧に降圧され、動作用電源として、コネクタ２０２内の各部へ供給される。同様に、コネクタ２０４の内部においては、上記電源が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４Ｄに供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４Ｄに供給された電源は、当該ＤＣ−ＤＣコンバータ２０４Ｄによって所定の動作電圧に降圧され、動作用電源として、コネクタ２０４内の各部へ供給される。
【０１１１】
なお、図４に示したとおり、複合ケーブル２００が備える信号供給線４０１〜４０３の各々には、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling，低電圧差動信号）が伝送できるように、差動線が用いられている。これに応じて、図６では、信号供給線４０１，４０２の各々について、差動線を構成する一方のケーブルには符号の末尾に「ａ」を付しており、他方のケーブルには符号の末尾に「ｂ」を付している。
【０１１２】
本実施例３では、カメラとフレームグラバとの間に２本の複合ケーブル（Base Configuration、Full Configuration）が並列接続されることで、カメラとフレームグラバとの間に３本の光伝送路（Base Configuration：１本、Full Configuration：２本）が形成され、当該３本の光伝送路を介して、大量の映像データを、短時間且つ低損失で伝送することが可能となっている。特に、本実施例３では、パラレル信号をシリアル信号に変換して光伝送しているので、パラレル信号間の伝搬遅延が生じることはなく、高画質映像の高速な長距離伝送が可能となっている。さらに、本実施例３では、カメラとフレームグラバとを接続するための２本の複合ケーブルに、上述の実施形態の複合ケーブル１００，２００を用いているため、２本の複合ケーブル間の伝搬遅延が抑制されて、伝送信号の品質基準を十分に満たすことが可能となっている。
【０１１３】
〔変形例１〕
図７は、本発明の一実施形態に係る複合ケーブル２００の変形例１を示す断面図である。図７は、上述した実施形態（図４）の複合ケーブル２００の変形例を示すものであり、当該複合ケーブル２００において、複数本の光ファイバが配置された中央部を示すものである。図７に示すように、本変形例１においては、複合ケーブル２００の中央部において、３本の光ファイバが、層心径Ｄを有する同心円上に配置され、且つ互いに撚り合わされている。本発明に係る複合ケーブル（第２の光ケーブル）は、少なくとも２本の光ファイバが互いに撚り合わされていればよく、本変形例１のように、互いに撚り合わされた３本以上の光ファイバを備えてもよい。この場合も、実施形態の各種条件式はそのまま適用することができる。すなわち、上述の実施形態と同様に、各光ファイバの屈折率を、第１の光ケーブルが備える光ファイバの屈折率と異ならせることにより、伝搬遅延の抑制効果を得ることができる。
【０１１４】
〔変形例２〕
図８は、本発明の一実施形態に係る複合ケーブル２００の変形例２を示す断面図である。図８は、上述した実施形態（図４）の複合ケーブル２００の変形例を示すものであり、当該複合ケーブル２００において、複数本の光ファイバが配置された中央部を示すものである。図８に示すように、本変形例２においては、複合ケーブル２００の中心に、１本の心線が配置されている。そして、当該心線の周囲には、６本の光ファイバが、層心径Ｄを有する同心円上に配置され、且つ互いに撚り合わされている。本発明に係る複合ケーブル（第２の光ケーブル）は、少なくとも２本の光ファイバが互いに撚り合わされていればよく、本変形例２のように、中心に配置された心線の周囲において、同心円上に配置される構成であってもよい。この場合も、実施形態の各種条件式はそのまま適用することができる。すなわち、上述の実施形態と同様に、各光ファイバの屈折率を、第１の光ケーブルが備える光ファイバの屈折率と異ならせることにより、伝搬遅延の抑制効果を得ることができる。なお、本変形例２において、複合ケーブル２００の中心に配置される心線は１本であってもよく、複数本であってもよい。
【０１１５】
〔変形例３〕
なお、上述の実施形態では、本発明に係る光ケーブル（第１の光ケーブルおよび第２の光ケーブル）の一例として、いずれも電線を備えている複合ケーブル１００，２００を用いているが、これに限らず、２本の光ケーブルのうちの少なくともいずれか一方は、電線を備えていない光ケーブルであってもよい。
【０１１６】
〔変形例４〕
また、上述の実施形態では、２本の光ケーブルで屈折率を互いに異ならせることにより、２本の光ケーブルの間に生じる伝搬遅延を抑制する構成を採用したが、３本以上の光ケーブルで屈折率を互いに異ならせることにより、３本以上の光ケーブルの間に生じる伝搬遅延を抑制する構成を採用してもよい。
【０１１７】
〔変形例５〕
また、上述の実施形態の複合ケーブル１００は、直線状に延伸する１本の光ファイバ１１０を備えている。本発明に係る複合ケーブル（第１の光ケーブル）は、直線状に延伸する光ファイバを少なくとも１本備えていればよく、したがって、直線状に延伸する光ファイバを複数本備えていてもよい。なお、本発明における直線状に延伸する光ファイバは、光ケーブルの中心軸に沿って延伸していれば良く、必ずしも光ケーブルの中心軸に位置していなくても良い。
【０１１８】
〔変形例６〕
また、本発明の適用対象は、両端に電気コネクタが設けられ、当該電気コネクタから入力された電気信号を光信号に変換して、当該光信号を光ファイバで伝送する光ケーブルに限らず、両端に光コネクタが設けられ、光コネクタから入力された光信号をそのまま（途中でＥ／Ｏ、Ｏ／Ｅ変換しない）光ファイバで伝送する光ケーブルであっても良い。
【０１１９】
〔変形例７〕
上述の実施形態では、第１の光ケーブルが備える光ファイバのコア径と、第２の光ケーブルが備える光ファイバのコア径とが互いに異なる構成を採用したが、両光ファイバのコア径は、互いに同一であってもよい。要するに、各光ファイバのコア径を問わず、コアの屈折率が異なっていれば本発明は成立する。
【０１２０】
〔変形例８〕
第１の光ケーブルが備える光ファイバおよび第２の光ケーブルが備える光ファイバのうち、少なくとも１つは、ステップインデックス型のシングルモード光ファイバであっても良い。また、ＤＳＦ（分散シフトファイバ）、ＤＣＦ（分散補償ファイバ）、偏波保持光ファイバ等（但し、グレーデッドインデックス型であるか、ステップインデックス型であるかは問わない）であっても良い。要するに、各光ファイバの種類を問わず、コアの屈折率が異なっていれば本発明は成立する。
【０１２１】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、２つの機器を接続するための光ケーブルユニットおよび接続方法として、様々な機器間接続に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１        光伝送システム
１０      光ケーブルユニット
２０      送信器（第１の機器）
３０      受信器（第２の機器）
１００    複合ケーブル（第１の光ケーブル）
１０２    コネクタ
１０４    コネクタ
１１０    光ファイバ
１１２    コア
１１４    クラッド
２００    複合ケーブル（第２の光ケーブル）
２０２    コネクタ
２０４    コネクタ
２１０Ａ  光ファイバ
２１０Ｂ  光ファイバ
２１２    コア
２１４    クラッド
３０１〜３０７    信号供給線
３１１，３１２    電源供給線
４０１〜４０３    信号供給線
４１１〜４１８    電源供給線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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