(57)【要約】【課題】通信の高速化を図ることができる光コネクタを提供する。【解決手段】光コネクタ１は、光ファイバ４と、光ファイバ４の光軸方向における端面４ａと対向して配置され、かつ端面４ａから出射される出射光を受光するレンズ３５ａと、端面４ａとレンズ３５ａとの間に配置され、かつ出射光の一部を通過させる貫通孔３６ａを有する光学フィルタ３６とを備える。光学フィルタ３６の貫通孔３６ａの内径をＢ、端面４ａから光学フィルタ３６までの光軸方向における距離をＬ、出射光の最大出射角αより小さくかつ貫通孔３６ａを通過する通過光の最大通過光出射角α´、光ファイバ４のコア４１の外径をＡとすると、Ｂ＝２×Ｌ×ｔａｎα´−Ａ、Ｌ＞Ａ／ｔａｎα´／２を満たす。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
前記光ファイバの光軸方向における端面と対向して配置され、かつ前記端面から出射される出射光を受光する受光体と、
前記端面と前記受光体との間に配置され、かつ前記出射光の一部を通過させる貫通孔を有する光学フィルタと、
を備え、
前記貫通孔の内径をＢ、前記端面から前記光学フィルタまでの前記光軸方向における距離をＬ、前記出射光の最大出射角αより小さくかつ前記貫通孔を通過する通過光の最大通過光出射角α´、前記光ファイバのコアの外径をＡとすると、下記の式（１）および式（２）を満たす
ことを特徴とする光コネクタ。
Ｂ＝２×Ｌ×ｔａｎα´−Ａ          （１）
Ｌ＞Ａ／ｔａｎα´／２              （２） 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両では、各種電子機器間の通信システムを、光ファイバを用いたものに置き換えて通信の高速化が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
光ファイバでは、コアに入射した光がコアとクラッドとの境界で反射を繰り返しながら伝搬していく。光ファイバ内を伝搬していく光のうち、入射角が大きい光（以下、「高次光」とも呼ぶ。）は、高い角度で反射しながら進む一方、入射角が小さい光（以下、「低次光」とも呼ぶ。）は、低い角度で反射しながら進む。高次光は、光ファイバ内で反射を繰り返す回数が多くなることから低次光よりも光路長が長くなる。例えば、コアの屈折率分布を一定にすると、光ファイバ内を進む光の速度が同じになるので、高次光と低次光との間で光ファイバの入射端から出射端までの光の伝搬時間に差が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ファイバから出射される出射光には、上述したように、伝搬時間に差がある高次光と低次光とが混在することから、光信号の波形に劣化が生じ、通信の高速化が図れないという課題がある。
【０００６】
本発明は、通信の高速化を図ることができる光コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る光コネクタは、光ファイバと、前記光ファイバの光軸方向における端面と対向して配置され、かつ前記端面から出射される出射光を受光する受光体と、前記端面と前記受光体との間に配置され、かつ前記出射光の一部を通過させる貫通孔を有する光学フィルタと、を備え、前記貫通孔の内径をＢ、前記端面から前記光学フィルタまでの前記光軸方向における距離をＬ、前記出射光の最大出射角αより小さくかつ前記貫通孔を通過する通過光の最大通過光出射角α´、前記光ファイバのコアの外径をＡとすると、下記の式（１）および式（２）を満たすことを特徴とする。
【０００８】
Ｂ＝２×Ｌ×ｔａｎα´−Ａ          （１）
Ｌ＞Ａ／ｔａｎα´／２              （２）
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光コネクタによれば、通信の高速化を図ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る光コネクタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係る光コネクタの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係る光コネクタの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る光学フィルタの作用を説明するための模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係る光学フィルタの作用を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、実施形態に係る光学フィルタを通過する通過光の最大通過光出射角の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る光コネクタの実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
［実施形態］
図１および図２は、実施形態に係る光コネクタの概略構成を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る光コネクタの概略構成を示す断面図である。図４は、実施形態に係る光学フィルタの作用を説明するための模式図である。図５は、実施形態に係る光学フィルタの作用を説明するための斜視図である。図６は、実施形態に係る光学フィルタを通過する通過光の最大通過光出射角の分布を示す図である。なお、図１は、雄型コネクタと雌型コネクタとが嵌合状態にある光コネクタを示す。図２は、雄型コネクタと雌型コネクタとが非嵌合状態にある光コネクタを示す。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。図６は、縦軸がＥＡＦ（ＥＡＦ：Encircled  Angular  Flux）、横軸がＡｎｇｌｅ［°］で表される。
【００１３】
本実施形態に係る光コネクタ１は、例えば、自動車等の車両に搭載され、通信ケーブルとして用いられる光ファイバと、電子機器とを接続するものである。光コネクタ１は、図１および図２に示すように、雄型コネクタ２と、雌型コネクタ３とを嵌合することによって構成され、この嵌合によって雄型コネクタ２に接続された一対の光ファイバ４と、雌型コネクタ３に接続された電子機器（不図示）とを光学的に接続する。
【００１４】
雄型コネクタ２は、図３に示すように、一対の光ファイバ４と、一対のフェルール２１と、ハウジング２２と、スペーサ２３とを含んで構成される。
【００１５】
一対の光ファイバ４は、一方が送信用であり、他方が受信用である。光ファイバ４は、例えば、透明なプラスチックを利用したプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：Plastic  Optical  Fiber）が用いられる。光ファイバ４は、光の伝送路となるコア（ｃｏｒｅ）４１と呼ばれる芯線の周りを、同じ素材だが屈折率が異なるクラッド（ｃｌａｄ）４２で囲み、これを不透明な保護被覆４３で覆った構造となっている。コア４１は、その外径Ａ［ｍｍ］が、例えば、０．９ｍｍ〜１ｍｍ程度である。光ファイバ４は、例えば、マルチモードファイバ（ＭＭＦ：Multi  Mode  Fiber）で構成されている。
【００１６】
一対のフェルール２１は、金属材料又は合成樹脂材料等で円筒状に成形され、光軸方向に貫通孔を有する。フェルール２１は、接続端部として光ファイバ４の先端に設けられ、貫通孔によって光ファイバを保持する。
【００１７】
ハウジング２２は、合成樹脂等の絶縁性材料で成形され、略直方体形状を有する。ハウジング２２は、光軸方向に貫通する一対の貫通孔が形成され、各貫通孔には、フェルール２１が取り付けられた光ファイバ４がそれぞれ挿入される。
【００１８】
スペーサ２３は、ハウジング２２と同様に、合成樹脂等の絶縁性材料で成形されている。スペーサ２３は、ハウジング２２と別体に設けられ、ハウジング２２に組み付けることによって一対の光ファイバ４をハウジング２２に固定するものである。
【００１９】
雌型コネクタ３は、一対のＦＯＴ３１と、シールドケース３２と、アライニングプレート３３と、ハウジング３４と、レンズユニット３５と、光学フィルタ３６とを含んで構成される。
【００２０】
一対のＦＯＴ（Fiber  Optic  Transceiver）３１は、一方が送信用であり、他方が受信用である。ＦＯＴ３１は、合成樹脂製で略直方体形状を有し、内部に発光素子、受光素子を内蔵している。
【００２１】
シールドケース３２は、導電性を有する金属薄板をプレス加工することにより２面が開口した中空の略直方体形状のカバー部材として成形される。シールドケース３２は、一対のＦＯＴ３１の周辺を覆って電磁波ノイズを外部に漏らさないようにシールドしている。
【００２２】
アライニングプレート３３は、合成樹脂等の絶縁性材料で成形され、内側にシールドケース３２を収容する内部空間を有する。アライニングプレート３３は、ハウジング３４側に設けられた係止部によりハウジング３４に対して係止される。
【００２３】
ハウジング３４は、合成樹脂等の絶縁性材料で成形され、略直方体形状を有する。ハウジング３４は、内部空間内に、一対の光ファイバ４とレンズユニット３５を保持するための一対の円筒状のスリーブ３４ａを有している。
【００２４】
レンズユニット３５は、平板状の基板と、基板から立設された一対のレンズ３５ａとを光学特性を有する透明樹脂により一体に成形されたものである。一対のレンズ３５ａのうちの一方は、受光体であり、光ファイバ４からの光をＦＯＴ３１の受光素子に集光し、他方は、ＦＯＴ３１の発光素子からの光を光ファイバ４側に集光する。
【００２５】
光学フィルタ３６は、一般的な通信用ファイバが利用する波長域（例えば、４００ｎｍ〜１８００ｎｍ）の光信号を通さない合成樹脂等の絶縁性材料で成形され、光ファイバ４の光軸方向における端面４ａとレンズ３５ａとの間に配置される。光学フィルタ３６は、光ファイバ４の端面４ａから光軸方向に距離Ｌ［ｍｍ］分離れた位置に配置される。光学フィルタ３６は、出射光の一部を通過させる貫通孔３６ａを有し、光軸方向から視た場合に円環形状となっている。貫通孔３６ａは、光軸方向に直交する断面の形状が円形であり、内径（直径）Ｂ［ｍｍ］を有する。光学フィルタ３６は、ハウジング３４のスリーブ３４ａの内周面に固定されている。
【００２６】
次に、光コネクタ１の作用について説明する。光コネクタ１は、図４に示すように、貫通孔３６ａの内径をＢ、端面４ａから光学フィルタ３６までの光軸方向における距離をＬ、出射光の最大出射角α［°］より小さくかつ貫通孔３６ａを通過する通過光の最大通過光出射角α´［°］、光ファイバ４のコア４１の外径をＡとすると、下記の式（１）および式（２）を満たすことが好ましい。
【００２７】
Ｂ＝２×Ｌ×ｔａｎα´−Ａ          （１）
Ｌ＞Ａ／ｔａｎα´／２              （２）
【００２８】
光ファイバ４の出射光は、図５に示すように、高次光５１と低次光５２とが混在することから、高次光５１が大きな出射角で出射され、低次光５２が小さい出射角で出射される。つまり、光ファイバ４の出射光は、図４に示す最大出射角α（実際には２α）の範囲で端面４ａから光軸方向に向けて広がりながら、レンズユニット３５のレンズ３５ａに到達する。レンズ３５ａに到達した出射光は、当該レンズ３５ａにより集光され、受光素子を内蔵するＦＯＴ３１の受光面に照射される。本実施形態の光コネクタ１は、端面４ａとレンズ３５ａとの間の光路上に光学フィルタ３６を配置し、光学フィルタ３６の貫通孔３６ａにより光路の一部を遮蔽して出射光の一部を通過させる。貫通孔３６ａの内径Ｂは、距離Ｌ、コア４１の外径Ａ、および出射光の最大出射角αより小さくかつ貫通孔３６ａを通過する通過光の最大通過光出射角α´に基づいて上記式（１）により規定される。距離Ｌは、コア４１の外径Ａおよび最大通過光出射角α´に基づいて上記式（２）により規定される。このように、光学フィルタ３６は、貫通孔３６ａの内径Ｂおよび端面４ａから光学フィルタ３６までの光軸方向における距離Ｌを上記式（１）、式（２）を満たすようにすることで、出射光のうち、高次光５１の通過を遮断または低減することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態に係る光コネクタ１は、光ファイバ４と、光ファイバ４の光軸方向における端面４ａと対向して配置され、かつ端面４ａから出射される出射光を受光するレンズ３５ａと、端面４ａとレンズ３５ａとの間に配置され、かつ出射光の一部を通過させる貫通孔３６ａを有する光学フィルタ３６とを備える。光学フィルタ３６の貫通孔３６ａの内径をＢ、端面４ａから光学フィルタ３６までの光軸方向における距離をＬ、出射光の最大出射角αより小さくかつ貫通孔３６ａを通過する通過光の最大通過光出射角α´、光ファイバ４のコア４１の外径をＡとすると、下記の式（１）および式（２）を満たす。
【００３０】
Ｂ＝２×Ｌ×ｔａｎα´−Ａ          （１）
Ｌ＞Ａ／ｔａｎα´／２              （２）
【００３１】
上記構成を有する本実施形態に係る光コネクタ１は、光ファイバ４の光軸方向における端面４ａとレンズユニット３５のレンズ３５ａとの間の光路上を通過する出射光から高次光５１の通過を遮断または低減することができるので、高次光５１と低次光５２との混在による光信号の波形の劣化を低減または抑止することができ、通信の高速化を図ることが可能となる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、貫通孔３６ａの内径Ｂを、例えば、図６に示すグラフを用いて規定してもよい。図６に示すＥＡＦは、光ファイバ４の端面４ａから出射される出射光の出射角度の強度分布を、中心から出射角度の広がり方向に向かって積分した値である。図６に示すグラフでは、出射角度の増加に対してＥＡＦも増加している。例えば、図６に示すグラフでは、出射角度が１０［°］のときにはＥＡＦが０．４、２０［°］のときにはＥＡＦが０．８４、３０［°］のときにはＥＡＦが約１．０となる。本実施形態における貫通孔３６ａの内径Ｂは、最大通過光出射角α´が図６に示すグラフ上の斜線部分の範囲に収まるように規定されることが好ましい。
【００３３】
また、上記実施形態では、貫通孔３６ａは、光軸方向に直交する断面の形状が円形であるが、これに限定されるものではない。例えば、断面の形状が楕円形であってもよい。また、貫通孔３６ａは、内周面の一部に凹凸があってもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、光学フィルタ３６は、ハウジング３４のスリーブ３４ａの内周面に固定されているが、スリーブ３４ａと一体に成形されていてもよいし、別体としてスリーブ３４ａに組み付ける構成であってもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、光コネクタ１は、光ファイバ４と電子機器とを接続するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、光ファイバ同士を接続する光コネクタに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  光コネクタ
２  雄型コネクタ
３  雌型コネクタ
４  光ファイバ
４ａ  端面
２１  フェルール
２２  ハウジング
２３  スペーサ
３１  ＦＯＴ
３２  シールドケース
３３  アライニングプレート
３４  ハウジング
３４ａ  スリーブ
３５  レンズユニット
３５ａ  レンズ
３６  光学フィルタ
３６ａ  貫通孔
４１  コア
４２  クラッド
４３  保護被覆
５１  高次光
５２  低次光
Ａ  外径
Ｂ  内径
Ｌ  距離
α  最大出射角
α´  最大通過光出射角
【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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