(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、光ケーブルを光素子に高い精度で接続することができる光伝送装置、光モジュール及び光ケーブルを提供する。【解決手段】この光伝送装置１は、複数の発光素子と、複数の発光素子を第１の中心軸２ａに対して所定の位置に配置した発光素子ハウジングと、複数のコア４０ａ〜４０ｄを第２の中心軸４ａに対して所定の位置に配置した光ケーブル４と、複数の受光素子と、複数の受光素子を第３の中心軸３ａに対して所定の位置に配置した受光素子ハウジングと、第１及び第２の中心軸を一致させ、発光素子ハウジングに対して光ケーブル４のフェルールを回転させることで複数の発光部２２ａ〜２２ｄの各光軸と複数のコア４０ａ〜４０ｄの各光軸とを一致し、第２及び第３の中心軸を一致させ、受光素子ハウジングに対して光ケーブル４のフェルールを回転させることで複数の受光部の各光軸と複数のコアの各光軸とが一致する。【選択図】図１
2009020347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光素子と、
前記複数の光素子を第１の中心軸に対して所定の位置に配置した光素子収容部材と、
複数の光伝送路を第２の中心軸に対して所定の位置に配置した光ケーブルと、
前記第１及び第２の中心軸を一致させ、前記光素子収容部材に対して前記光ケーブルを相対的に回転させることで前記複数の光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とを一致させる位置決め機構とを備えた光伝送装置。
【請求項２】
前記複数の光素子のうちの１つの光素子は、前記第１の中心軸上に配置され、
前記複数の光伝送路のうちの１つの光伝送路は、前記第２の中心軸上に配置された請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記第２の中心軸上に配置された光伝送路は、光信号による制御信号又は同期信号を伝送する請求項２に記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記複数の光素子及び前記複数の光伝送路は、前記所定の位置として、前記複数の光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とが一致する回転方向の角度が一意に定まる位置に配置された請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記複数の光素子のうち少なくとも隣り合う１組の光素子は、他の隣合う光素子の組とは前記第１の中心軸からの開き角が異なるように配置され、
前記複数の光伝送路のうち前記少なくとも隣り合う１組の光素子に対応する少なくとも隣り合う１組の光伝送路は、他の隣り合う光伝送路の組とは前記第２の中心軸からの開き角が異なるように配置された請求項４に記載の光伝送装置。
【請求項６】
前記複数の光素子のうち少なくとも１つの光素子は、他の光素子とは前記第１の中心軸から異なる半径の位置に配置され、
前記複数の光伝送路のうち前記少なくとも１つの光素子に対応する少なくとも１つの光伝送路は、他の光伝送路とは前記第２の中心軸から異なる半径の位置に配置された請求項４又は５に記載の光伝送装置。
【請求項７】
前記位置決め機構は、前記光素子収容部材に設けられ、前記第１の中心軸を中心とする穴又は軸による第１の案内部と、
前記光ケーブルの前記光素子収容部材側の端部に設けられ、前記第１の案内部に回転可能に嵌合する軸又は穴による第２の案内部とを備えた請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項８】
前記位置決め機構は、前記第２の案内部を前記第１の案内部に嵌合させたとき、前記第１の案内部に対する前記第２の案内部の回転可能な範囲を、前記複数の光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とが一致する位置を含む所定の範囲に制限する制限機構を備えた請求項７に記載の光伝送装置。
【請求項９】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を第１の中心軸に対して所定の位置に配置した発光素子収容部材と、
複数の光伝送路を第２の中心軸に対して所定の位置に配置した光ケーブルと、
複数の受光素子と、
前記複数の受光素子を第３の中心軸に対して所定の位置に配置した受光素子収容部材と、
前記第１及び第２の中心軸を一致させ、前記発光素子収容部材に対して前記光ケーブルの前記発光素子収容部材側を相対的に回転させることで前記複数の発光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とを一致させる第１の位置決め機構と、
前記第２及び第３の中心軸を一致させ、前記受光素子収容部材に対して前記光ケーブルの前記受光素子収容部材側を相対的に回転させることで前記複数の受光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とを一致させる第２の位置決め機構とを備えた光伝送装置。
【請求項１０】
前記光ケーブルは、前記複数の光伝送路を保持する保持体を備え、
前記保持体は、光信号を伝送しない媒質からなる請求項１又は９に記載の光伝送装置。
【請求項１１】
複数の光素子と、
前記複数の光素子を中心軸に対して回転対称となるように配置した光素子収容部材と、
光ケーブルに設けられた軸又は穴による案内部が回転可能に嵌合するように前記光素子収容部材に設けられ、前記中心軸を中心とする穴又は軸による案内部とを備えた光モジュール。
【請求項１２】
断面円形の複数の光伝送路と、
前記光伝送路と同一の外径を有し、前記複数の光伝送路の横断面における位置が回転対称となるように前記複数の光伝送路の間に配置された複数のダミー部材とを備えた光ケーブル。
【請求項１３】
前記ダミー部材は、前記光伝送路よりも大きい光伝送損失を有する請求項１２に記載の光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置、光モジュール及び光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号を効果的かつ確実に伝送するため、光伝送装置では、一般に位置決め機構を用いて受発光素子の光軸と光伝送路の光軸を一致させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された光伝送装置は、レーザアレイ及び光検知器アレイを保持するレセプタクルと、光ファイバアレイを保持するフェルールとを備え、位置決め機構として、レセプタクルに一対の整列ピンを設け、フェルールに一対の孔を設け、レセプタクルの一対の整列ピンにフェルールの一対の孔を嵌入させることで、レーザアレイ及び光検知器アレイの各チャンネルの光軸と光ファイバアレイの各チャンネルの光軸とを一致させている。
【特許文献１】特開２００４−２８７４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、簡易な構成でありながら、光ケーブルを光素子に高い精度で接続することができる光伝送装置、光モジュール及び光ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光伝送装置及び光ケーブルを提供する。
【０００６】
［１］複数の光素子と、前記複数の光素子を第１の中心軸に対して所定の位置に配置した光素子収容部材と、複数の光伝送路を第２の中心軸に対して所定の位置に配置した光ケーブルと、前記第１及び第２の中心軸を一致させ、前記光素子収容部材に対して前記光ケーブルを相対的に回転させることで前記複数の光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とを一致させる位置決め機構とを備えた光伝送装置。
【０００７】
［２］前記複数の光素子のうちの１つの光素子は、前記第１の中心軸上に配置され、前記複数の光伝送路のうちの１つの光伝送路は、前記第２の中心軸上に配置された前記［１］に記載の光伝送装置。
【０００８】
［３］前記第２の中心軸上に配置された光伝送路は、光信号による制御信号又は同期信号を伝送する前記［２］に記載の光伝送装置。
【０００９】
［４］前記複数の光素子及び前記複数の光伝送路は、前記所定の位置として、前記複数の光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とが一致する回転方向の角度が一意に定まる位置に配置された前記［１］に記載の光伝送装置。
【００１０】
［５］前記複数の光素子のうち少なくとも隣り合う１組の光素子は、他の隣合う光素子の組とは前記第１の中心軸からの開き角が異なるように配置され、前記複数の光伝送路のうち前記少なくとも隣り合う１組の光素子に対応する少なくとも隣り合う１組の光伝送路は、他の隣り合う光伝送路の組とは前記第２の中心軸からの開き角が異なるように配置された前記［４］に記載の光伝送装置。
【００１１】
［６］前記複数の光素子のうち少なくとも１つの光素子は、他の光素子とは前記第１の中心軸から異なる半径の位置に配置され、前記複数の光伝送路のうち前記少なくとも１つの光素子に対応する少なくとも１つの光伝送路は、他の光伝送路とは前記第２の中心軸から異なる半径の位置に配置された前記［４］又は［５］に記載の光伝送装置。
【００１２】
［７］前記位置決め機構は、前記光素子収容部材に設けられ、前記第１の中心軸を中心とする穴又は軸による第１の案内部と、前記光ケーブルの前記光素子収容部材側の端部に設けられ、前記第１の案内部に回転可能に嵌合する軸又は穴による第２の案内部とを備えた前記［１］に記載の光伝送装置。
【００１３】
［８］前記位置決め機構は、前記第２の案内部を前記第１の案内部に嵌合させたとき、前記第１の案内部に対する前記第２の案内部の回転可能な範囲を、前記複数の光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とが一致する位置を含む所定の範囲に制限する制限機構を備えた前記［７］に記載の光伝送装置。
【００１４】
［９］複数の発光素子と、前記複数の発光素子を第１の中心軸に対して所定の位置に配置した発光素子収容部材と、複数の光伝送路を第２の中心軸に対して所定の位置に配置した光ケーブルと、複数の受光素子と、前記複数の受光素子を第３の中心軸に対して所定の位置に配置した受光素子収容部材と、前記第１及び第２の中心軸を一致させ、前記発光素子収容部材に対して前記光ケーブルの前記発光素子収容部材側を相対的に回転させることで前記複数の発光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とを一致させる第１の位置決め機構と、前記第２及び第３の中心軸を一致させ、前記受光素子収容部材に対して前記光ケーブルの前記受光素子収容部材側を相対的に回転させることで前記複数の受光素子のそれぞれの光軸と前記複数の光伝送路のそれぞれの光軸とを一致させる第２の位置決め機構とを備えた光伝送装置。
【００１５】
［１０］前記光ケーブルは、前記複数の光伝送路を保持する保持体を備え、前記保持体は、光信号を伝送しない媒質からなる前記［１］又は［９］に記載の光伝送装置。
【００１６】
［１１］複数の光素子と、前記複数の光素子を中心軸に対して回転対称となるように配置した光素子収容部材と、光ケーブルに設けられた軸又は穴による案内部が回転可能に嵌合するように前記光素子収容部材に設けられ、前記中心軸を中心とする穴又は軸による案内部とを備えた光モジュール。
【００１７】
［１２］断面円形の複数の光伝送路と、前記光伝送路と同一の外径を有し、前記複数の光伝送路の横断面における位置が回転対称となるように前記複数の光伝送路の間に配置された複数のダミー部材とを備えた光ケーブル。
【００１８】
［１３］前記ダミー部材は、前記光伝送路よりも大きい光伝送損失を有する前記［１２］に記載の光ケーブル。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る光伝送装置によれば、簡易な構成でありながら、光ケーブルを光素子に高い精度で接続することができる。
【００２０】
請求項２に係る光伝送装置によれば、中心線上に位置する光素子と光伝送路を用いて回転方向の位置決めを行うことができる。
【００２１】
請求項３に係る光伝送装置によれば、制御信号又は同期信号を用いて回転方向の位置決めを行うことができる。
【００２２】
請求項４に係る光伝送装置によれば、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、クロック信号等のように各光伝送路が異なる信号を伝送する場合に、誤接続を防止することができる。
【００２３】
請求項５に係る光伝送装置によれば、一部の開き角を変えるだけの簡単な構成により、光素子及び光伝送路を回転方向の角度が一意に定まる配置とすることができる。
【００２４】
請求項６に係る光伝送装置によれば、中心軸から光素子及び光伝送路の配置される位置の半径を一部を変えるだけの簡単な構成により、光素子及び光伝送路を回転方向の角度が一意に定まる配置とすることができる。
【００２５】
請求項７に係る光伝送装置によれば、第１の案内部に第２の案内部に嵌合し、回転させるという簡単な構成により、光素子の各光軸と光伝送路の各光軸とを一致させることができる。
【００２６】
請求項８に係る光伝送装置によれば、回転可能な範囲を制限しない場合と比較して、回転調整時間を短縮することができる。
【００２７】
請求項９に係る光伝送装置によれば、簡易な構成でありながら、光ケーブルを発光素子及び受光素子に高い精度で接続することができる。
【００２８】
請求項１０に係る光伝送装置によれば、光信号が保持体に洩れても、光伝送路間でクロストークの発生を抑制することができる。
【００２９】
請求項１１に係る光モジュールによれば、簡易な構成でありながら、光ケーブルを光素子に高い精度で接続することができる。
【００３０】
請求項１２に係る光ケーブルによれば、簡易な構成でありながら、光ケーブルを光素子に高い精度で接続することができ、光伝送路を所望の位置に配置することができる。
【００３１】
請求項１３に係る光ケーブルによれば、光信号がダミー部材に洩れても、光伝送路間でクロストークの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成例を示す斜視図である。なお、同図は、内部構造の理解を容易にするため、光送信部側と光受信部側とで斜視方向が異なり、一部の部品の図示を省略している。
【００３３】
この光伝送装置１は、第１の中心軸２ａに対して所定の位置に配置された複数（例えば４つ）の発光素子２１Ａ〜２１Ｄを有する光送信部２と、第３の中心軸３ａに対して所定の位置に配置された複数（例えば４つ）の受光素子３１Ａ〜３１Ｄを有する光受信部３と、第２の中心軸４ａに対して所定の位置に配置された光伝送路としての複数（例えば４つ）のコア４０ａ〜４０ｄを有し、光送信部２と光受信部３との間を接続する光ケーブル４とを備えて構成されている。なお、発光素子、受光素子、コアの数は、４つに限定されない。
【００３４】
（光送信部）
光送信部２は、基板２０と、基板２０上に実装された上記の複数の発光素子２１Ａ〜２１Ｄと、発光素子２１Ａ〜２１Ｄを駆動して発光素子２１Ａ〜２１Ｄの各発光部２２ａ〜２２ｄから光信号を出力させる駆動回路２３と、後述する発光素子ハウジングとを備える。
【００３５】
基板２０は、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁性材料からなる基材を有し、この基材の表面に配線パターンを形成したものである。なお、基板２０は、配線との間に絶縁部材を配置すれば、金属から形成されていてもよい。
【００３６】
発光素子２１Ａ〜２１Ｄは、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等を用いることができる。本実施の形態では、光信号を出力する光出力面と反対側に実装面を有する面型の発光素子、例えば、面発光レーザを用いる。この面発光レーザは、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層、ｐ側電極を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板の裏面にｎ側電極を形成して作製される。
【００３７】
（光受信部）
光受信部３は、基板３０と、基板３０上に実装された上記の複数の受光素子３１Ａ〜３１Ｄと、受光素子３１Ａ〜３１Ｄの出力信号を増幅する増幅回路３３と、後述する受光素子ハウジングとを備える。
【００３８】
基板３０は、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁性材料からなる基材を有し、この基材の表面に配線パターンを形成したものである。なお、基板３０は、配線との間に絶縁部材を配置すれば、金属から形成されていてもよい。
【００３９】
受光素子３１Ａ〜３１Ｄは、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。本実施の形態では、光信号を入力する光入力面と反対側に実装面を有する面型の受光素子であって、高速応答性に優れたＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードを用いる。このＰＩＮフォトダイオードは、例えば、ＧａＡｓ基板上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層およびＮ層と、Ｐ層に接続されたｐ側電極と、Ｎ層に形成されたｎ側電極とを備える。
【００４０】
（光ケーブル）
光ケーブル４は、複数（例えば４つ）の光伝送路としてのコア４０ａ〜４０ｄと、コア４０ａ〜４０ｄの周囲に形成され、コア４０ａ〜４０ｄの屈折率よりも低い屈折率を有し、光信号を伝送しない媒質からなるクラッド（保持体）４１とから構成されている。なお、クラッド４１の外周に保護層を設けてもよい。光ケーブル４は、コア及びクラッドが石英ガラスから形成された石英ガラス系光ファイバ、コアが石英ガラスから形成され、クラッドがプラスチックから形成されたポリマークラッド光ファイバ、コア及びクラッドがプラスチックから形成されたプラスチック光ファイバ等を用いることができる。
【００４１】
クラッド４１を構成する媒質として、例えば、テトラフルオロエチレン／フッ素化ビニリデン共重合体、フルオロアルキルメタクリレート系ポリマー、ポリメチルメタアクリレート(ＰＭＭＡ：Poly Methyl MethAcrylate）に色素等を分散させた材料等を用いることができる。
【００４２】
図２（ａ）は、図１に示す光伝送装置の縦断面図、図２（ｂ）は、発光素子とコアの位置関係を示す要部断面図である。
【００４３】
光伝送装置１は、図２（ａ）に示すように、発光素子２１を収容する発光素子ハウジング（発光素子収容部材）２４と、受光素子３１を収容する受光素子ハウジング（受光素子収容部材）３４とを有する。
【００４４】
光ケーブル４の両端には、金属、樹脂等から形成されたフェルール（第２の案内部）４２Ａ，４２Ｂが設けられており、フェルール４２Ａ，４２Ｂは、先端側の外周縁に全周に渡って傾斜面４２ａが形成されている。光ケーブル４の両方の端面４ｂは、例えば、フェルール４２Ａ，４２Ｂ、コア４０ａ〜４０ｄ、及びクラッド４１を同時に研磨することにより面一に形成される。
【００４５】
発光素子ハウジング２４は、樹脂、金属等から形成され、光ケーブル４の端部に設けられたフェルール４２Ａが嵌入される嵌入穴（第１の案内部）２４ａと、発光素子２１が実装された基板２０が収容される収容部２４ｄとが形成されている。嵌入穴２４ａの底部には、フェルール４２Ａの端面４ｂが当接してフェルール４２Ａの軸方向を位置決めする当接面２４ｂが形成され、開放端側の内周縁には、フェルール４２Ａの嵌入穴２４ａへの挿入を容易にするための傾斜面２４ｃが全周に渡って形成されている。
【００４６】
図２（ｂ）に示すように、発光部２２ａ〜２２ｄから出射される発光光２１０が他のチャンネルのコア４０ａ〜４０ｄに入射しないように、発光部２２ａ〜２２ｄの間隔、コア４０ａ〜４０ｄの間隔、発光部２２ａ〜２２ｄと光ケーブル４の入射側の端面４ｂとの間の距離、発光部２２ａ〜２２ｄから出射される光信号の広がり角等を設計する必要がある。
【００４７】
受光素子ハウジング３４は、樹脂、金属等から形成され、光ケーブル４の端部に設けられたフェルール４２Ｂが嵌入される嵌入穴（第１の案内部）３４ａと、受光素子３１が実装された基板３０が収容される収容部３４ｄとが形成されている。嵌入穴３４ａの底部には、フェルール４２Ｂの端面４ｂが当接してフェルール４２Ｂの軸方向を位置決めする当接面３４ｂが形成され、開放端側の内周縁には、フェルール４２Ｂの嵌入穴３４ａへの挿入を容易にするための傾斜面３４ｃが全周に渡って形成されている。
【００４８】
なお、嵌入穴２４ａ及びフェルール４２Ａは、第１の位置決め機構を構成し、嵌入穴３４ａ及びフェルール４２Ｂは、第２の位置決め機構を構成する。
【００４９】
図３は、発光部、コア、受光部の位置関係を説明するための図であり、（ａ）は、発光部の位置を示す図、（ｂ）は、光受信部の後方から見たコアの位置を示す横断面図、（ｃ）は、光受信部の後方から見た受光部の位置を示す図である。
【００５０】
光送信部２は、図３（ａ）に示すように、第１の中心軸２ａ上に１つの発光部２２ａが配置され、第１の中心軸２ａから半径ｒの線上の全周を等分した位置（開き角θ＝１２０°）に残りの３つの発光部２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが配置されている。すなわち、４つの発光部２２ａ〜２２ｄは、１回転させたとき、回転対称位置が３回現れる３回回転対称を有する。
【００５１】
光ケーブル４は、図３（ｂ）に示すように、第２の中心軸４ａ上に１つのコア４０ａが配置され、第２の中心軸４ａから半径ｒの線上の全周を等分した位置（開き角θ＝１２０°）に残りの３つのコア４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが配置され、それらのコア４０ａ〜４０ｄの周囲にクラッド４１が配置されている。すなわち、コア４０ａ〜４０ｄは、１回転させたとき、回転対称位置が３回現れる３回回転対称を有する。
【００５２】
光受信部３は、図３（ｃ）に示すように、第３の中心軸３ａ上に１つの受光部３２ａが配置され、第３の中心軸３ａから半径ｒの線上の全周を等分した位置（開き角θ＝１２０°）に残りの３つの受光部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが配置されている。すなわち、受光部３２ａ〜３２ｄは、１回転させたとき、回転対称位置が３回現れる３回回転対称を有する。
【００５３】
（光ケーブルの接続作業）
次に、第１の実施の形態に係る光ケーブル４の接続作業を図４乃至図６を参照して説明する。
【００５４】
図４は、光送信部側の光ケーブルの回転方向の位置調整を説明するための図であり、（ａ）は、調整前、（ｂ）は、調整後を示す図である。図５は、光送信部側の光ケーブルの回転方向の位置調整を説明するための図、図６は、光受信部側の光ケーブルの回転方向の位置調整を説明するための図である。
【００５５】
（１）第１及び第２の中心軸の一致
光ケーブル４の光送信部２側のフェルール４２Ａを発光素子ハウジング２４の嵌入穴２４ａに嵌入させる。このとき、フェルール４２Ａの端面４ｂの外周縁には、傾斜面４２ａが形成され、発光素子ハウジング２４の嵌入穴２４ａの開放端側の内周縁には、傾斜面２４ｃが形成されているため、第１の中心軸２ａと第２の中心軸４ａとが多少ずれていても傾斜面２４ｃ，４２ａによってセルフアライメントが働き、第１の中心軸２ａと第２の中心軸４ａが一致するように案内される。フェルール４２Ａを奥まで嵌入すると、フェルール４２Ａの端面４ｂが発光素子ハウジング２４の当接面２４ｂに当接し、光送信部２の第１の中心軸２ａと光ケーブル４の光送信部２側の第２の中心軸４ａとが一致する。このとき、図４（ａ）に示すように、発光素子ハウジング２４の中央に位置する発光部２２ａの光軸と光ケーブル４の中央に位置するコア４０ａの光軸とは一致しているが、周囲の発光部２２ｂ〜２２ｄの各光軸と周囲のコア４０ｂ〜４０ｄの各光軸は一致していない。
【００５６】
（２）発光部の各光軸とコアの各光軸との一致
次に、図５（ａ）に示すように、光受信部３の代わりにパワーメータ５を配置し、発光素子２１Ａ〜２１Ｄから光信号を発生させ、光ケーブル４の光送信部２側のフェルール４２Ａを回転させながら、図５（ｂ）に示すように、パワーメータ５の出力（光量）が最大となるフェルール４２Ａの角度を探す。すなわち、駆動回路２３により各発光素子２１Ａ〜２１Ｄを駆動し、各発光素子２１Ａ〜２１Ｄの発光部２２ａ〜２２ｄから光信号を出射させる。各発光部２２ａ〜２２ｄから出力された光信号は、光ケーブル４のコア４０ａ〜４０ｄに入射し、パワーメータ５に到達する。パワーメータ５は、受光した光量に応じて電気信号を出力する。従って、パワーメータ５の出力が最大となる位置で、図４（ｂ）に示すように、発光部２２ｂ〜２２ｄの各光軸とコア４０ａ〜４０ｄの各光軸がそれぞれ一致する。次に、発光素子ハウジング２４に対するフェルール４２Ａの位置を封止樹脂等により固定する。なお、フェルール４２Ａに長穴を形成し、発光素子ハウジング２４にねじ穴を形成し、長穴を通してねじ穴にねじ止めしてもよい。
【００５７】
（３）第２及び第３の中心軸の一致
光ケーブル４の光受信部３側のフェルール４２Ｂを受光素子ハウジング３４の嵌入穴３４ａに嵌入させる。このとき、フェルール４２Ｂの端面４ｂの外周縁には、傾斜面４２ａが形成され、受光素子ハウジング３４の嵌入穴３４ａの開放端側の内周縁には、傾斜面３４ｃが形成されているため、第２の中心軸４ａと第３の中心軸３ａとが多少ずれていても傾斜面３４ｃ，４２ａによってセルフアライメントが働き、第２の中心軸４ａと第３の中心軸３ａが一致するように案内される。フェルール４２Ｂを奥まで嵌入すると、フェルール４２Ｂの端面４ｂが受光素子ハウジング３４の当接面３４ｂに当接し、光ケーブル４の光受信部３側の第２の中心軸４ａと光受信部３の第３の中心軸３ａとが一致する。
【００５８】
（４）受光部の各光軸とコアの各光軸との一致
次に、図６（ａ）に示すように、発光素子２１Ａ〜２１Ｄから光信号を発生させ、光ケーブル４の光受信部３側のフェルール４２Ｂを回転させながら、図６（ｂ）に示すように、増幅回路３３から矩形状の信号が出力されるフェルール４２Ｂの角度を探す。すなわち、駆動回路２３により各発光素子２１Ａ〜２１Ｄを駆動し、各発光素子２１Ａ〜２１Ｄの発光部２２ａ〜２２ｄから光信号を出射させる。このとき、発光素子ハウジング２４の中央に位置する発光素子２１Ａは、同期信号による光信号を送信する。各発光部２２ａ〜２２ｄから出射された光信号は、光ケーブル４のコア４０ａ〜４０ｄに入射し、コア４０ａ〜４０ｄを伝播した後、光受信部３の受光素子３１Ａ〜３１Ｄの受光部３２ａ〜３２ｄに入射する。中央の受光素子３１Ａが受信した同期信号に同期して、他の３つの受光素子３１Ｂ〜３１Ｄは、受光した光信号の光量に応じた電気信号を出力する。増幅回路３３は、受光素子３１Ａ〜３１Ｄから出力された電気信号を増幅したのちに２値化された信号を出力する。光ケーブル４のコア４０ａ〜４０ｄの各光軸と受光部３２ａ〜３２ｄの各光軸がそれぞれ一致したとき、図６（ｂ）に示すように、増幅回路３３からそれぞれの光軸が揃ったときに出力される矩形状の信号が得られる。増幅回路３３から矩形状の信号が得られると、受光素子ハウジング３４に対するフェルール４２Ｂの位置を封止樹脂等により固定する。なお、フェルール４２Ｂに長穴を形成し、受光素子ハウジング３４にねじ穴を形成し、長穴を通してねじ穴にねじ止めしてもよい。
【００５９】
［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の要部を示し、（ａ）は、発光部の位置を示す図、（ｂ）は、光受信部の後方からみたコアの位置を示す図、光受信部の後方から見た受光部の位置を示す図である。
【００６０】
本実施の形態は、第１の実施の形態とは、発光部、コア、受光部の配置が異なり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００６１】
発光部２２ａ〜２２ｄは、光ケーブル４のコア４０ａ〜４０ｄとは、発光部２２ａ〜２２ｄのそれぞれの光軸とコア４０ａ〜４０ｄのそれぞれの光軸とが一致する回転方向の角度が一意に定まる位置関係にある。すなわち、発光部２２ａ〜２２ｄは、３６０°回転させたとき、回転対称位置が１回現れる１回回転対称を有する。具体的には、図７（ａ）に示すように、第１の中心軸２ａ上に１つの発光部２２ａが配置され、２つの発光部２２ｂ、２２ｄは、半径ｒ１上に開き角θ１を有して配置され、発光部２２ｃは、半径ｒ２上に発光部２２ｂとは開き角θ２を有し、発光部２２ｄとは開き角θ３を有して配置されている。
【００６２】
コア４０ａ〜４０ｄは、発光部２２ａ〜２２ｄと同様に１回回転対称を有し、図７（ｂ）に示すように、第２の中心軸４ａ上に１つのコア４０ａが配置され、２つのコア４０ｂ、４０ｄは、半径ｒ１上に開き角θ１を有して配置され、コア４０ｃは、半径ｒ２上にコア４０ｂとは開き角θ２を有し、コア４０ｄとは開き角θ３を有して配置されている。
【００６３】
受光部３２ａ〜３２ｄは、発光部２２ａ〜２２ｄと同様に、光ケーブル４のコア４０ａ〜４０ｄとは、受光部３２ａ〜３２ｄのそれぞれの光軸とコア４０ａ〜４０ｄのそれぞれの光軸とが一致する回転方向の角度が一意に定まる位置関係にある。すなわち、受光部３２ａ〜３２ｄは、３６０°回転させたとき、回転対称位置が１回現れる１回回転対称を有する。具体的には、図７（ｃ）に示すように、第３の中心軸３ａ上に１つの受光部３２ａが配置され、２つの受光部３２ｂ、３２ｄは、半径ｒ１上に開き角θ１を有して配置され、受光部３２ｃは、半径ｒ２上に受光部３２ｂとは開き角θ２を有し、受光部３２ｄとは開き角θ３を有して配置されている。
【００６４】
なお、１回回転対称とすることができるのなら、例えば、発光部２２ｂ〜２２ｃ、コア４０ｂ〜４０ｄ、受光部３２ｂ〜３２ｄは、それぞれ第１の中心軸２ａ、第２の中心軸４ａ、第３の中心軸３ａからの半径を同一としてもよい。また、発光部２２ｂ〜２２ｃ、コア４０ｂ〜４０ｄ、受光部３２ｂ〜３２ｄは、それぞれ開き角を等しくしてもよい。
【００６５】
（光ケーブルの接続）
次に、第２の実施の形態に係る光ケーブ４の接続作業を図８を参照して説明する。
【００６６】
図８は、光送信部及び光受信部の回転方向の位置調整を説明するための図であり、（ａ）は、調製前、（ｂ）は、調製後を示す図である。
【００６７】
（１）第１及び第２の中心軸の一致
光ケーブル４の光送信部２側のフェルール４２Ａを発光素子ハウジング２４の嵌入穴２４ａに嵌入させる。これにより、光送信部２の第１の中心軸２ａと光ケーブル４の光送信部２側の第２の中心軸４ａとが一致する。このとき、図８（ａ）に示すように、発光素子ハウジング２４の中央に位置する発光部２２ａの光軸と、光ケーブル４の中央に位置するコア４０ａの光軸と、受光素子ハウシング３４の中央に位置する受光部３２ａの光軸とは一致しているが、周囲の発光部２２ｂ〜２２ｄの各光軸と、コア４０ｂ〜４０ｄの各光軸と、受光部３２ｂ〜３２ｄの各光軸とは一致していない。
【００６８】
（２）発光素子の各光軸とコアの各光軸との一致
次に、図５（ａ）で説明したように、光受信部３の代わりにパワーメータ５を配置し、発光素子２１Ａ〜２１Ｄから光信号を発生させ、光ケーブル４の光送信部２側のフェルール４２Ａ又は光送信部２を回転させながら、図５（ｂ）に示すように、パワーメータ５の出力（光量）が最大となるフェルール４２Ａ又は光送信部２の角度を探す。図８（ａ）に示す場合では、光送信部２をフェルール４２Ａに対して相対的に左へθ４回転させると、図８（ｂ）に示すように、発光部２２ｂ〜２２ｄの各光軸とコア４０ｂ〜４０ｄの各光軸がそれぞれ一致する。次に、発光素子ハウジング２４に対するフェルール４２Ａの位置を封止樹脂等により固定する。
【００６９】
（３）第２及び第３の中心軸の一致
光ケーブル４の光受信部３側のフェルール４２Ｂを受光素子ハウジング３４の嵌入穴３４ａに嵌入させる。これにより、光受信部３の第３の中心軸３ａと光ケーブル４の光受信部３側の第２の中心軸４ａとが一致する。このとき、図８（ａ）に示すように、光ケーブル４の中央に位置するコア４０ａの光軸と受光素子ハウジング３４の中央に位置する受光部３２ａの光軸とは一致しているが、周囲のコア４０ｂ〜４０ｄの各光軸と受光部３２ｂ〜３２ｄの各光軸とは一致していない。
【００７０】
（４）受光素子の各光軸とコアの各光軸との一致
次に、図６（ａ）で説明したように、発光素子２１Ａ〜２１Ｄから光信号を発生させ、光ケーブル４の光受信部３側のフェルール４２Ｂ又は光受信部３を回転させながら、図６（ｂ）に示すように、駆動回路２３から矩形状の信号が出力されるフェルール４２Ｂ又は光受信部３の角度を探す。図８（ａ）に示す場合では、光受信部３をフェルール４２Ｂに対して相対的に左へθ５回転させると、図８（ｂ）に示すように、コア４０ｂ〜４０ｄの各光軸と受光部３２ｂ〜３２ｄの各光軸とがそれぞれ一致する。次に、受光素子ハウジング３４に対するフェルール４２Ｂの位置を封止樹脂等により固定する。この構成により、発光素子２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれを、所望の受光素子３１Ａ〜Ｄへ一意に接続することが可能となる。
【００７１】
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送装置の要部を示し、（ａ）は、発光部の位置を示す図、（ｂ）は、光受信部の後方からみたコアの位置を示す図、光受信部の後方から見た受光部の位置を示す図である。
【００７２】
第１の実施の形態では、第１の中心軸２ａ、第２の中心軸４ａ、第３の中心軸３ａにそれぞれ発光部２２ａ、コア４０ａ、受光部３２ａを配置したが、本実施の形態は、第１の中心軸２ａ、第２の中心軸４ａ、第３の中心軸３ａに発光部２２ａ、コア４０ａ、受光部３２ａを配置せずに周囲にのみ配置したものである。
【００７３】
光送信部２は、図９（ａ）に示すように、第１の中心軸２ａから半径ｒの線上の全周を等分した位置（開き角θ＝９０°）に４つの発光部２２ａ〜２２ｄが配置されている。すなわち、４つの発光部２２ａ〜２２ｄは、１回転させたとき、回転対称位置が４回現れる４回回転対称を有する。
【００７４】
光ケーブル４は、図９（ｂ）に示すように、第２の中心軸４ａから半径ｒの線上の全周を等分した位置（開き角θ＝９０°）に４つのコア４０ａ〜４０ｄが配置され、それらのコア４０ａ〜４０ｄの周囲にクラッド４１が配置されている。すなわち、コア４０ａ〜４０ｄは、１回転させたとき、回転対称位置が４回現れる４回回転対称を有する。
【００７５】
光受信部３は、図９（ｃ）に示すように、第３の中心軸３ａから半径ｒの線上の全周を等分した位置（開き角θ＝９０°）に４つの受光部３２ａ〜３２ｄが配置されている。すなわち、受光部３２ａ〜３２ｄは、１回転させたとき、回転対称位置が４回現れる４回回転対称を有する。
【００７６】
［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成例を示す斜視図である。なお、同図は、内部構造の理解を容易にするため、光送信部側と光受信部側とで斜視方向が異なり、また、一部の部品の図示を省略している。
【００７７】
第１の実施の形態では、独立した４つの発光素子２１Ａ〜２１Ｄを用いたが、本実施の形態は、同一の基板２００上に４つの発光部２２ａ〜２２ｄを形成した発光素子アレイ２５を用いたものである。第１の中心軸２ａに対する発光部２２ａ〜２２ｄの位置は、第１の実施の形態と同じである。
【００７８】
また、第１の実施の形態では、独立した４つの受光素子３１Ａ〜３１Ｄを用いたが、本実施の形態は、同一の基板３００上に４つの受光部３２ａ〜３２ｄを形成した受光素子アレイ３５を用いたものである。第３の中心軸３ａに対する受光部３２ａ〜３２ｄの位置は、第１の実施の形態と同じである。
【００７９】
発光素子アレイ２５は、複数（例えば４つ）の発光素子が所定の位置（回転対称）に配列され、発光素子は、例えば、面型発光ダイオードや面発光レーザ等を用いることができる。本実施の形態では、面発光レーザを用いる。この面発光レーザを用いた面発光レーザアレイは、例えば、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層、ｐ側電極を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板の裏面にｎ側電極を形成したものであり、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層、およびｐ側電極は、発光素子毎に形成されている。
【００８０】
受光素子アレイ３５は、複数（例えば４つ）の受光素子が所定の位置（回転対称）に配列され、受光素子は、例えば、面型のフォトダイオード等を用いることができる。本実施の形態では、高速応答性に優れたＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードを用いる。このＰＩＮフォトダイオードを用いた受光素子アレイ５１２は、例えば、ＧａＡｓ基板上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層およびＮ層と、Ｐ層に接続されたｐ側電極と、Ｎ層に形成されたｎ側電極とを備え、Ｐ層、Ｉ層、Ｎ層、ｐ側電極およびｎ側電極は、受光素子毎に形成されされている。
【００８１】
［第５の実施の形態］
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る光伝送装置の要部を示す斜視図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、発光素子ハウジング２４に溝２４ｅを形成し、フェルール４２Ａに溝２４ｅに入る突部４２ｂを形成し、フェルール４２Ａの回転可能な範囲を所定の範囲に制限したものである。回転可能な所定の範囲には、発光部２２ａ〜２２ｄの各光軸とコア４０ａ〜４０ｄの各光軸とが一致する位置が含まれる。また、受光素子ハウジング３４及び受光素子ハウジング３４側のフェルール４２Ｂも、図示は省略するが、発光素子ハウジング２４及び発光素子ハウジング２４側のフェルール４２Ａと同様に、受光素子ハウジング３４に溝を形成し、フェルール４２Ｂに突部を形成している。
【００８２】
図１１（ｂ）に示すように、溝２４ｅは、幅Ｗと深さＨを有し、突部４２ｂは、溝２４ｅの幅Ｗよりも小さい幅ｗと溝２４ｅの深さＨよりも小さい高さｈを有する。溝２４ｅの幅Ｗと突部４２ｂの幅ｗを適宜選択することにより、フェルール４２Ａの回転可能な範囲を、例えば、１０°に設定することができる。これと同様に、フェルール４２Ｂの回転可能な範囲を、例えば、１０°に設定することができる。
【００８３】
［第６の実施の形態］
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る光ケーブルの横断面図である。本実施の形態の光ケーブルは、光信号を伝送する断面円形の複数のコア４０ａ〜４０ｄと、コア４０ａ〜４０ｄが容易に３回回転対称をなすように、コア４０ａ〜４０ｄと同一の外径を有し、複数のコア４０ａ〜４０ｄの横断面における位置が３回回転対称となるように複数のコア４０ａ〜４０ｄの間に接するように配置された複数のダミー部材４４と、ダミー部材４４を覆うクラッド４１とを備える。なお、１回回転対称、４回回転対称等の他の回転対称となるようにコアを配置してもよい。
【００８４】
ダミー部材４４は、コア４０ａ〜４０ｄよりも大きい光伝送損失を有する。このようなダミー部材４４の材料として、例えば、テトラフルオロエチレン／フッ素化ビニリデン共重合体、フルオロアルキルメタクリレート系ポリマー、ＰＭＭＡに色素等を分散させた材料等を用いることができる。
【００８５】
発光素子から出射された発光光２１０が他のチャンネルのコア４０ａ〜４０ｄに入射しないように、コア４０ａ〜４０ｄ間にダミー用部材４４が配置される。
【００８６】
なお、コア４０ａ〜４０ｄは、光信号の伝送用としてコアとクラッドからなる光ファイバを用いてもよい。また、ダミー用部材４４は、光信号の伝送用の光ファイバと同一の外径を有するダミー用の光ファイバを用いてもよい。
【００８７】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形実施が可能である。例えば、発光素子ハウジング及び受光素子ハウジングに嵌入穴を設け、その嵌入穴にフェルールの外径が嵌入するようにしたが、これとは逆に、フェルールに嵌入穴を設け、この嵌入穴に嵌入する軸をハウジングに設けてもよい。
【００８８】
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。例えば、第５の実施の形態の構成を第１の実施の形態だけでなく、他の実施の形態に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す光伝送装置の縦断面図、図２（ｂ）は、発光素子とコアの位置関係を示す要部断面図である。
【図３】図３は、発光部、コア、受光部の位置関係を説明するための図であり、（ａ）は、発光部の位置を示す図、（ｂ）は、光受信部の後方から見たコアの位置を示す横断面図、（ｃ）は、光受信部の後方から見た受光部の位置を示す図である。
【図４】図４は、光送信部側の光ケーブルの回転方向の位置調整を説明するための図であり、（ａ）は、調整前、（ｂ）は、調整後を示す図である。
【図５】図５は、光送信部側の光ケーブルの回転方向の位置調整を説明するための図である。
【図６】図６は、光受信部側の光ケーブルの回転方向の位置調整を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の要部を示し、（ａ）は、発光部の位置を示す図、（ｂ）は、光受信部の後方からみたコアの位置を示す図、光受信部の後方から見た受光部の位置を示す図である。
【図８】図８は、光送信部及び光受信部の回転方向の位置調整を説明するための図であり、（ａ）は、調製前、（ｂ）は、調製後を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送装置の要部を示し、（ａ）は、発光部の位置を示す図、（ｂ）は、光受信部の後方からみたコアの位置を示す図、（ｃ）は、光受信部の後方から見た受光部の位置を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る光伝送装置の概略の構成例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る光伝送装置の要部を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る光ケーブルの横断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  光伝送装置
２  光送信部
２ａ  第１の中心軸
３  光受信部
３ａ  第３の中心軸
４  光ケーブル
４ａ  第２の中心軸
４ｂ  端面
５  パワーメータ
２０  基板
２１，２１Ａ〜２１Ｄ  発光素子
２２ａ〜２２ｄ  発光部
２３  駆動回路
２４  発光素子ハウジング
２４ａ  嵌入穴
２４ｂ  当接面
２４ｃ  傾斜面
２４ｄ  収容部
２４ｅ  溝
２５  発光素子アレイ
３０  基板
３１，３１Ａ〜３１Ｄ  受光素子
３２ａ〜３２ｄ  受光部
３３  増幅回路
３４  受光素子ハウジング
３４ａ  嵌入穴
３４ｂ  当接面
３４ｃ  傾斜面
３４ｄ  収容部
３５  受光素子アレイ
４０ａ〜４０ｄ  コア
４１  クラッド
４２Ａ，４２Ｂ  フェルール
４２ａ  傾斜面
４２ｂ  突部
４４  ダミー部材
２００  基板
２１０  発光光
３００  基板
【図１】
2009020347.tif 000003
【図２】
2009020347.tif 000004
【図３】
2009020347.tif 000005
【図４】
2009020347.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009020347.tif 000009
【図８】
2009020347.tif 000010
【図９】
2009020347.tif 000011
【図１０】
2009020347.tif 000012
【図１１】
2009020347.tif 000013
【図１２】
2009020347.tif 000014