(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２芯双方向モジュールのアダプタと接続可能な２芯コネクタと、該２芯コネクタのそれぞれと光結合した１芯アダプタとを一体的に備えてなる双方向アダプタであって、
前記２芯コネクタおよび１芯アダプタの間に設けられ、該２芯コネクタおよび１芯アダプタを光学的に接続する光学ユニットを備え、
前記光学ユニットは、反射部がそれぞれ設けられた対向する第１の面と第２の面とを有し、
前記２芯コネクタは、前記第２の面に設けられた反射部に対向するように前記第１の面に取り付けられ、前記１芯アダプタは、前記第１の面に設けられた反射部に対向するように前記第２の面に取り付けられていることを特徴とする双方向アダプタ。
【請求項２】
前記第１の面に設けられた反射部は、反射ミラーであり、前記第２の面に設けられた反射部は、反射ミラーレンズであることを特徴とする請求項１に記載の双方向アダプタ。
【請求項３】
前記１芯アダプタはファイバスタブからなり、該ファイバスタブの前記光学ユニット側の端面は所定の角度で傾斜し、前記第１の面に設けられた反射部は、前記１芯アダプタ又は２芯コネクタから出射された光が前記各反射部を介して対応する前記２芯コネクタ又は１芯アダプタに入射されるように、該所定の角度に対応する角度で傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の双方向アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光通信ですでに普及している２芯双方向モジュールと連結するコネクタ部を持ち、この入出力を単心のレセプタクル部に接続し、もって１芯の双方向通信を可能にする双方向アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信分野においては、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）方式が普及するとの事で、双方向モジュールの研究が精力的に進められ、その低コスト化の開発が進められていた。この方式は、非同期転送モードを採用した転送方式で、交換方式による通信網の根幹をなす技術として注目されているもので、５３バイトの固定長のセルを１つの単位とし、これに、アドレス等を載せ、パケット転送するものである。ところが、インターネットの普及により、交換機によるアクセス網の形成は陳腐化された技術となりつつあり、これにかわって、ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy：ＩＴＵ−Ｔが作成した国際標準の高速中継速度体系。基幹伝送網の通信速度に採用。基本単位ＳＴＭ−１（１５５．５２Ｍｂ／ｓ）)、イ-サネット（バス構造のローカルエリアネットワーク。１つの伝送路をすべてのユーザが共有する。ＩＥＥＥ８０２．３で規格化。）が主流技術として台頭してきている。これら、ＳＤＨ，イサーネットに用いられている送受信モジュールはＳＣコネクタ、ＬＣコネクタ、ＭＴ−ＲＪを用いたレセプタクル型の２芯双方向モジュールで、配線には２線式が用いられている。
【０００３】
さて、光通信分野において、双方向モジュールが採用された理由は、配線コストとモジュールコストとのバランスを見た上で、双方向モジュールが経済的に有利であるとの結論によるもので、この思想が否定されたわけではない。
【０００４】
モジュール構成として、２芯の双方向モジュールが急速に普及しているが、経済性においては、ある領域では、１芯の双方向モジュールが未だに有利となっている技術進歩の矛盾を内在した状態で、１芯の双方向モジュールの普及が進展しない状態にある。
【０００５】
このように、１芯の双方向モジュールが普及しない理由は、該双方向モジュールに使われている、双方向送受信ユニットの高コスト化がその大きな理由となっていた。
【０００６】
図３は従来の双方向ユニットの断面図を示している。出射光と入射光を１つのファイバー１６で入出力される従来の双方向ユニットは、ボデイ８に第１のレンズ９を樹脂、低融点ガラス、あるいは半田で固定し、フィルタ１４を、ボデイ８の図示されている別の位置固定し、キャップ１０をボデイ８の図示されている所定の位置に固定している。
【０００７】
次に、発光素子１に第１の金具２を取り付け、ＹＡＧ溶接できるようにし、第２の金具３を用いて、ボデイ８にｘ、ｙ、ｚ軸を調整しながら、仮にセットしたキャピラリー１３と光学結合が最大になるように調整しながら固定する。
【０００８】
次に、キャピラリー１３を第６の金具に取り付け、第５の金具６を用いて、ｘ、ｙ、ｚ軸を調整し、既に固定している発光素子１の出力が最大になるように固定する。
【０００９】
最後に、受光素子１２に取り付け用第３の金具を取り付け、圧入で第２のレンズ１１が固定された第４の金具５を、位置合わせをして、第３の金具４に取り付けることにより、受光ユニットが出来上がる。ファイバー１６から光を入れ、フィルタ１４で反射された光を受け取れるように受光ユニットのｘ、ｙ軸調整を行い、第３の金具４をボデイ８に取り付けることにより、双方向ユニットが完成する。
【００１０】
この双方向ユニットの機能は次のようなものである。フィルタ１４にハーフミラーをいれると、３ｄＢ出力がダウンするものの、発光側の光をキャピラリー１３に入れる事が出来、またキャピラリー１３からの光をハーフミラーを透して受光素子１２に導く事が出来る。
【００１１】
このフィルタ１４にＷＤＭフィルタ（ここでは１．３μｍの光を透過して、１．５５μｍの光を反射するもの。）を用いると、発光素子１に１．３μｍの光源を用いると、これを透過し、キャピラリー１３からの１．５５μｍの光を受光素子１２に伝える事が出来、波長多重双方向通信が可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の１芯双方向モジュールの欠点は、図３に示すように、双方向ユニットの構造が複雑であり、このユニットに用いられる部品が高額であるのと、組み立て工程が複雑であり、このため、歩留も低く、該双方向ユニットが高額であるため、結果として、１芯双方向モジュールが高額となり、これが、普及を妨げる１つの要因となっていた。
【００１３】
また、光学系においても、発光素子１と受光素子１２を同時にボデイ８に取り付けねばならず、このため、受光素子１２からの反射光が発光素子１に戻り、その結果、発光の安定性が悪くなる等の問題があり、これを回避するためにさらに複雑な構造が要求される。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するもので、２芯双方向モジュールのアダプタと接続可能な２芯のコネクタと、該２芯コネクタのそれぞれと光結合した１芯アダプタとを一体的に備えてなる双方向アダプタであって、２芯コネクタおよび１芯アダプタの間に設けられ、該２芯コネクタおよび１芯アダプタを光学的に接続する光学ユニットを備え、光学ユニットは、反射部がそれぞれ設けられた対向する第１の面と第２の面とを有し、２芯コネクタは、第２の面に設けられた反射部に対向するように前記第１の面に取り付けられ、前記１芯アダプタは、前記第１の面に設けられた反射部に対向するように前記第２の面に取り付けられていることを特徴とした。
【００１５】
第１の面に設けられた反射部は、反射ミラーであり、第２の面に設けられた反射部は、反射ミラーレンズであることを特徴とする。
【００１６】
１芯アダプタはファイバスタブからなり、該ファイバスタブの光学ユニット側の端面は所定の角度で傾斜し、第１の面に設けられた反射部は、１芯アダプタ又は２芯コネクタから出射された光が各反射部を介して対応する２芯コネクタ又は１芯アダプタに入射されるように、該所定の角度に対応する角度で傾斜していることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、現在、普及の著しい２芯双方向モジュールのアダプタに連結し、本双方向アダプタを通して１芯のコネクタと連結し、１芯の双方向モジュールを実現するものである。２芯双方向モジュールはイ−サネット、ＳＤＨの主要部品として使われ、１５５Ｍｂｐｓ，６２４Ｍｂｐｓ，２．５Ｍｂｐｓのモジュールが開発され、１０Ｇｂｐｓもモジュールの開発も目前にせまるレベルとなっている。
【００１８】
このため、低コスト化が進んでおり、モジュールとしての完成度も高いものがある。
【００１９】
一方、単芯による双方向の考え方がなくなったのではなく、高額な双方向ユニットが１つのネックとなっていたわけである。
【００２０】
本発明はこのような課題に対し、その解決策を与えるもので、上記、２芯双方向モジュールに適合する２芯コネクタと１芯アダプタを有する双方向アダプタを、上記２芯双方向モジュールに接続し、１芯双方向モジュールとして使用するものである。本目的を達成するため、双方向アダプタには簡単な構造が要求される事になる。
【００２１】
以下本発明の実施形態を図によって説明する。図１に示すように、２芯双方向モジュールの２芯アダプタとの接続に用いる２芯コネクタをなすフェルールには、円柱棒１７、１７’を用いる。この円柱棒１７、１７’は、先端が２０ｍｍの球面をしており、アダプタのファイバースタブ（不図示）とフィジカルコンタクトの取れる構造となっている。他方の面は、斜め研磨され、反射対策が取られ、その直ぐ側面は角度研摩され、光学ユニット１８とスムーズに接続できる構造となっている。この円柱棒１７，１７’の先端がファイバー（不図示）と接触するので、そこからＮＡ＝０．１で光が入射する。この光は１０ｍｍで２ｍｍφの大きさとなるため、２．５ｍｍφの円柱棒１７、１７’を用いた場合、十分外径内に収まっており、この円柱棒１７が使える事になる。
【００２２】
このような構造を採用した理由は、低コスト化のためである。ここには、ファイバスタブも使えるが、内径にファイバーを入れ、改めて研磨する等の加工口数が増加する事になる。これに対し、本構造であれば、外径加工と球面研磨だけで製品が作れるため低コスト化が実現する。
【００２３】
光学ユニット１８のもう一方の面には、１芯のアダプタとして、ファイバースタブ２２が取り付けられている。このファイバースタブ２２は、フェルール２０の内部に裸ファイバー２１が組み込まれた考象となっている。このファイバースタブ２２の先端は球面加工され、他の面は正確に８°の角度研摩が行われている。
【００２４】
光学ユニット１８は透明体からなり、その役割は、ファイバースタブ２２からの光を本ユニットを通じて、一方の円柱棒１７’に伝送するのと同時に、他方の円柱棒１７からの光をファイバースタブ２２に伝送するものである。またファイバスタブ２２や円柱棒１７、１７’をその側面に当接させることで容易に位置合わせさせることができる。
【００２５】
光学ユニット１８の材質は、低価格で作成するため、モールドレンズと同じように、金型を作成し、型を用いて作成する。したがって、モールドレンズに用いられている硝種、ＮｂＦＤ８２、ＦＣＤ１、Ｍ−ＢａＣＤ５、ＬａＦ８１等が適している。
【００２６】
光学ユニット１８の側面には、反射ミラーレンズ１９と反射ミラー１９’が設けられ、これらによって、上記のようにファイバスタブ２２と円柱棒１７、１７’の光結合が成されている。これらの反射ミラーレンズ１９ならびに反射ミラー１９’は、光学ユニット１８の側面の一部に金属膜を蒸着、スパッタリング、あるいはイオンプレーテイングで形成して作成する。それらの材質として、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ等が適している。
【００２７】
ファイバースタブ２２には、スリーブ２９が取り付けられ、これらの組み立てられたものが、外形ケース２３に収められている。
【００２８】
この双方向アダプタの機能を説明する。
【００２９】
双方向モジュールの片側から出射された光は、円柱棒１７を介して光学ユニット１８中にＮＡ＝０．１で広がり、反射ミラーレンズ１９に到達し、ここで光が絞り込まれる。この集光した光が反射ミラー１９’に当たり、ファイバースタブ２２の端面に集光し、入射される。したがって、円柱棒１７から反射ミラーレンズ１９までの距離と反射ミラーレンズ１９とファイバースタブ２２までの距離を等距離に設定すると本方式が可能となる。
【００３０】
一方、ファイバースタブ２２からの光は、端面を斜め研磨し、その角度面を光学ユニット１８に平行にしているため、その光はｓｉｎ-1（ｎｓｉｎ８°）傾いて、出射される。ここで、ｎはファイバーの屈折率である。この傾いた光に合せて反射ミラー１９’の傾きを設定し、もう一方の反射ミラーレンズ３１に到達させ、円柱棒１７’を介して双方向モジュール他側に到達させる事で、光の信号をファイバースタブ２２から双方向モジュールに伝達する事が出来、したがって、双方向モジュールに本ユニットを勘合させる事により、２芯から１芯の双方向モジュールに変換することが出来る。
【００３１】
本発明の双方向アダプタは、図１に示す構造に限らず、テール構造を有するファイバースタブ（不図示）とレンズの組み合わせ、カプラを用いる方法（不図示）、ＰＬＣ（Plane Light Circuits：不図示）等が考えられるが、コスト、寸法等を考えれば図１に示す構造が最適である。
【００３２】
本発明の双方向アダプタの組み立ては以下のように行われる。２つの円柱棒１７、１７’は規格で決められた距離を保ち、治具で固定して保持し、球面部分にはスリーブを双方に取り付け、ピグテイルを介して、円柱棒１７には光が出射するようにし、円柱棒１７’には光が受光できる状態とする。焦点距離は円柱棒１７，１７’の距離と光学ユニット１８の距離を正確に設計しておけばよく、調整する必要は無い。この状態で円柱棒１７，１７’を光学ユニット１８にセットし、次にファイバースタブ２２にはスリーブを取り付け、ピグテイルを介して、ファイバースタブ２２からの出射光源とファイバースタブ２２への入射光が受光できるようにしておき、これを光学ユニット１８にセットする。次に、ファイバースタブ２２の回転、並びに傾きの調整を行い、最適点でＵＶ樹脂を用いて両者を固定する。
【００３３】
完成したユニットを外形ケースに取り付けて、双方向アダプタの組み立てが完成する。外形ケースの機能としては、円柱棒１７、１７‘ならびにファイバースタブ２２に機械的ストレスが加わらない構造と、円柱棒１７、１７’並びにファイバースタブ２２に０．５〜１Ｋｇの圧力が加わる構造となっていることである。
【００３４】
本双方向アダプタ２５の構成部品として、円柱棒１７を用いたが、これはファイバースタブに変えても良い。
【００３５】
図２に示すように、本発明の双方向アダプタ２５を２芯双方向モジュール３０に取り付けることができる。２芯アダプタには回路基板２８が取り付けられ、送受信モジュールが構成されている。このモジュールに双方向アダプタ２５を挿入し、この双方向アダプタに１芯コネクタを接続することで１芯双方向モジュールへ変身させることができる。図２に示すように、２芯双方向モジュールのアダプタ部の構造は、スリーブ３２とファイバースタブ３３と金具３４でレセプタクルを構成し、このレセプタクルとリング金具３５に取り付けた発光素子３６を光学調整して接合し、このユニットを回路基板２８に取り付けた構造となっている。
【００３６】
本発明の双方向アダプタは円柱棒１７、１７’を双方向アダプタ内にあるスリーブを介して図２に示すように接続する事により結合させている。
【００３７】
２芯双方向モジュールの低コスト化が可能な理由は、光学ユニット部がレセプタクル（スリーブ、スタブ、外形金具で構成したユニット）、キャンタイプのレンズ付き送信あるいは受信素子、並びに、送受信素子を取り付けるためのリング金具から構成され、これらを個別にＹＡＧ溶接で取り付ければよい。
【００３８】
これに対し、図３に示すように、１芯の送受信モジュールは、２種類のレンズ、フィルタ、送受信モジュール、ファイバーピグテイル、ボデイ等の各種金具を用いて組み付ける必要があり、光学調進も送信素子を取り付けた後、受信素子を取り付けなければならず、それだけ、取り付けマージンが無くなり、複雑となる。
【００３９】
また、電気的絶縁が取られておらず、双方向同時通信を行うためには、さらに複雑な構造が要求される。
【００４０】
これに対し、本方式は２芯双方向モジュールを利用して、１芯にするものであり、本ユニットも簡単な構造をしているため、容易に低コスト化が実現する。
【００４１】
【実施例】
本発明実施例として図１に示す双方向アダプタを作製した。光学ユニット１８を成す透明体は、金型を作製し、この金型を用いて形成した。次にこの透明体の片面ずつに、金属の反射膜を形成し、反射ミラーレンズ１９、３１ならびに反射ミラー１９’を形成した。これにより光学ユニット１８が完成した。
【００４２】
次に、２つの円柱棒１７、１７’を治具にセットし、２芯アダプタと等間隔を保ちつつ、光学ユニット１８にセットし、これをUV接着剤で硬化させた。
【００４３】
最後に、各円柱棒１７にスリーブを用いてピグテイル（不図示）を取り付け、同様にスリーブを用いてピグテイルを取り付けたファイバースタブ２２を用意し、このファイバースタブ２２の取り付け位置を調整して、入射光と出射光との結合が十分取れる位置にスタブを位置合わせした後、UV樹脂を硬化させ、ファイバースタブ２２を取り付けた。
【００４４】
出来上がったブロックを外形ケース２３に収め、双方向ユニット２５を完成することが出来た。
【００４５】
この双方向ユニットは送信方向、並びに受信方向の過剰損失を１ｄB以下に抑える事が出来ている。
【００４６】
また、アイソレーションについては２８ｄBを達成する事ができた。このアイソレーションを向上するのは、光学ユニット１８の中央にスリットをいれ、２つの光路を分離すればよい事がわかっている。
【００４７】
【発明の効果】
２芯双方向モジュールは、基本的にＡＴＭにも、またイーサネットにも用いることができるため、非常な勢いで普及しており、技術的にも安定し、また、量産による相乗効果で低コスト化が実現している。
【００４８】
したがって、本発明によれば、このように、すでに普及している２芯双方向モジュールを利用して１芯双方向モジュールに転換する事が出来、経済性に応じて２線式と１線式とを使い分ける事ができるので、大いに、光通信の普及に貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双方向アダプタの断面図である。
【図２】本発明の双方向アダプタを２芯の双方向モジュールに接続した状態の平面図である。
【図３】従来の双方向モジュールの断面図である。
【符号の説明】
１      発光素子
２      第１の金具
３      第２の金具
４      第３の金具
５      第４の金具
６      第５の金具
７      第６の金具
８      ボデイ
９      第１のレンズ
１０      キャップ
１１      第２のレンズ
１２      受光素子
１３      キャピラリー
１４      フィルタ
１５      樹脂
１６      ファイバー
１７      円柱棒
１７’    円柱棒
１８      光学ユニット
１９      反射ミラーレンズ
３１      反射ミラーレンズ
１９’    反射ミラー
２０      フェルール
２１      裸ファイバー
２２      ファイバースタブ
２３      外形ケース
２５      双方向アダプタ
２６      １芯コネクタ
２７        ２芯アダプタ
２８        回路基板
２９        スリーブ
３０        ２芯双方向モジュール
３２        スリーブ
３３        ファイバースタブ
３４        金具
３５        リング金具
３６        発光素子
【図１】
0003833515.tif 000002
【図２】
0003833515.tif 000003
【図３】
0003833515.tif 000004