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公開番号2024125040
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023033104
出願日2023-03-03
発明の名称モード接続器
出願人遠藤工業株式会社,個人
代理人弁理士法人井上国際特許商標事務所,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 6/38 20060101AFI20240906BHJP(光学)
要約【課題】回転環境下にあるマルチモード光ファイバ(MMF)対応型光ファイバーロータリージョイント(FORJ)とシングルモード光ファイバ(SMF)対応型メディアコンバータの異なる光伝播モード間の高速度光通信を可能とさせ、高い耐振動、衝撃性能を有し、低コストで高い製造性を持つ光伝送系を得ることができるモード接続器を提供する。
【解決手段】モード接続器は、回転機構の回転部位の回転側と静止側間でデジタル光信号回線を行う、ボールレンズ適用型コリメータを自動調心する機構を持つFORJに適用するGI(Graded Index)型MMFと、前記回転側と前記静止側にそれぞれ設置したメディアコンバータに対応するSMFの各コアの中心軸合わせを、「コネクタ接続、融着接続、又は光学的接続」で実施することによって、前記MMFと前記SMF内の伝播光をセンターローンチさせて、異なる光伝播モードを接続し光伝送系を構成する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
回転機構の回転部位の回転側と静止側間でデジタル光信号回線を行う、ボールレンズ適用型コリメータを自動調心する機構を持つFORJ(Fiber Optical Rotary Joint)に適用するGI(Graded Index)型マルチモード光ファイバ(MMF；Multi Mode Fiber)と、
前記回転側と前記静止側にそれぞれ設置したメディアコンバータに対応するシングルモード光ファイバ(SMF；Single Mode Fiber)の各コアの中心軸合わせを、
「コネクタ接続、融着接続、又は光学的接続」で実施することによって、前記MMFと前記SMF内の伝播光をセンターローンチ(Center Launch)させて、異なる光伝播モードを接続し光伝送系を構成すること、を特徴とするモード接続器。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記センターローンチは、前記MMFと前記SMFの各コアの中心軸合わせを、コネクタ接続により前記SMFと前記MMFのコア中心をそれぞれ設置し行うことによって、異なる光伝播モードを接続するように実施され前記光伝送系を構成すること、を特徴とする請求項1に記載のモード接続器。
【請求項３】
前記センターローンチは、前記MMFと前記SMFの各コアの中心軸合わせをコア調心型の融着接続機を用いて融着接続で行った後、円筒、或いは矩形状筐体内に収納固定される形態で、異なる光伝播モードを接続するように実施され前記光伝送系を構成すること、を特徴とする請求項1に記載のモード接続器。
【請求項４】
前記センターローンチは、前記MMFと前記SMFの各コアの中心軸合わせを、1/4ピッチのGRIN(GRaded INdex)レンズで構成したコリメータを対向配置し構成した平行ビーム変換系の入出力用焦点に、前記SMFと前記MMFのコア中心をそれぞれ設置し行うことによって、異なる光伝播モードを接続するように実施され前記光伝送系を構成すること、を特徴とする請求項1に記載のモード接続器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機構の回転部位の回転側と静止側間で行う信号回線(signal circuit)を光デジタル通信で行う光ファイバーロータリージョイント(FORJ；Fiber Optical Rotary Joint)の伝送技術に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
メディアコンバータ(MC；Media Converter)等の光デジタル信号伝送器材の性能向上と低価格化は、地上(静止空間)で展開される、インターネットの高速化やIoT(Internet of Things)の拡大に伴い進展著しいが、回転機構の回転部位における光デジタル信号の伝送には、これらの性能向上した光デジタル伝送器材が十分には展開されておらず、未だアナログ信号伝送に依存している状況にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第6977967号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転機構の回転部位における信号回線の高速化を回転型回線器としてのFORJとシングルモード光ファイバ(SMF；Single Mode Fiber)対応型MCとを組み合わせて行うとき、耐振動、衝撃性や低価格性を重視するためにFORJをマルチモード光ファイバ(MMF；Multi Mode Fiber)を用いて構成する場合に課題があった。
その場合、FORJのMMFとMCのSMFの各光ファイバの光伝播モードが異なるので、特殊形状の導波路を用いてモード変換を行うと言われる、市販のモード変換器(MCA；Mode Conversion Adapter)が、現状では最も普通に使用されるものの、MCA本体と付随する接続用光コネクタの必要容積が無視できないので、モード変換器の小型・軽量化と低価格化には課題があった。
【０００５】
このような課題の解決策として以下の2つの案が考えられる。
第1案が、「光ファイバの種類の統一」であって、SMFに統一する場合にはFORJのSMF対応化であり、MMFへの統一にはMCのMMF対応化である。この時、前者にはFORJの耐振動、衝撃性の低下と高コスト化、後者にはMCの低速化を招来させるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は次の第2案「MCAの不要化」を採用する。
本発明は、MMFとSMFとを光伝播モードを変換せずに接続することでMCAの不要化、小型・軽量化及び低価格化、と共にFORJの耐振動、衝撃性の確保が実現可能なモード接続器を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明が提案する手段を以下に述べる。
本発明の請求項1に記載のモード接続器は、
回転機構の回転部位の回転側と静止側間でデジタル光信号回線を行う、ボールレンズ適用型コリメータを自動調心する機構を持つFORJ(Fiber Optical Rotary Joint)に適用するGI(Graded Index)型マルチモード光ファイバ(MMF；Multi Mode Fiber)と、
前記回転側と前記静止側にそれぞれ設置したメディアコンバータに対応するシングルモード光ファイバ(SMF；Single Mode Fiber)の各コアの中心軸合わせを、
「コネクタ接続、融着接続、又は光学的接続」で実施することによって、前記MMFと前記SMF内の伝播光をセンターローンチ(Center Launch)させて、異なる光伝播モードを接続し光伝送系を構成すること、を特徴としている。
これにより、光伝送系のMMF内に、SMF内の光伝播モードを、センターローンチ(Center Launch)させることによって、SMFと伝播モードの異なるMMF間で光通信を行う、モード接続器を得ることができる。
【０００８】
本発明の請求項2に記載のモード接続器は、
前記センターローンチが、前記MMFと前記SMFの各コアの中心軸合わせを、コネクタ接続により前記SMFと前記MMFのコア中心をそれぞれ設置し行うことによって、異なる光伝播モードを接続するように実施され前記光伝送系を構成すること、を特徴としている。
これにより、例えば、MMF適用FORJとSMF対応のMCとを、光LCコネクタ同士の「コネクタ接続」で、センターローンチ(Center Launch)させる手法でSMFとMMF間で光通信を行う、耐振動、衝撃性の確保、小型・軽量化及び低価格化を実現するモード接続器を得ることができる。
【０００９】
本発明の請求項3に記載のモード接続器は、
前記センターローンチが、前記MMFと前記SMFの各コアの中心軸合わせをコア調心型の融着接続機を用いて融着接続で行った後、円筒、或いは矩形状筐体内に収納固定される形態で、異なる光伝播モードを接続するように実施され前記光伝送系を構成すること、を特徴としている。
これにより、例えば、光伝送系のMMF内に、SMF内の光伝播モードを、光ファイバ同士の「融着接続」で、センターローンチ(Center Launch)させる手法によって、SMFと伝播モードの異なるMMF間で光通信を行う、モード接続器を得ることができる。
【００１０】
本発明の請求項4に記載のモード接続器は、
前記センターローンチが、前記MMFと前記SMFの各コアの中心軸合わせを、1/4ピッチのGRIN(GRaded INdex(屈折率分布型))レンズで構成したコリメータを対向配置し構成した平行ビーム変換系の入出力用焦点に、前記SMFと前記MMFのコア中心をそれぞれ設置し行うことによって、異なる光伝播モードを接続するように実施され前記光伝送系を構成すること、を特徴としている。
これにより、例えば、光伝送系のMMF内に、SMF内の光伝播モードを、「GRINレンズで構成する平行ビーム変換光学系」で、センターローンチ(Center Launch)させる手法によって、SMFと伝播モードの異なるMMF間で光通信を行う、モード接続器を得ることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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