KR101272829B1 - 광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판에 관한 것으로, 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이를 포함하는 광 PCB를 기반으로 하는 광 연결 부품에 있어서, 광 PCB가 포함하고 있는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이와 광 PCB 외부의 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이 또는 광원 및/또는 광수신기 사이를 광으로 연결하기 위한 광커넥터에 관한 것으로, 그 내부에 적어도 1개 이상의 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이를 포함하고 있다.
또한, 본 발명은 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 양 끝단에 위치하는 광커넥터와 광원 및/또는 광수신기에 광 연결하는 광커넥터는 수동 광정렬이 가능한 구조이며, 상기 광커넥터를 포함하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이는 3차원으로 구성도 가능하며, 원하는 길이 또는 형상으로 구현이 가능하여 다양한 형태의 광 PCB 구현에 있어서, 광커넥터와 광원 및/또는 광수신기에 광 연결하는 광커넥터와 광커넥터를 포함하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이 모듈을 규격화하여 사용이 가능하도록 한 것이 특징이다.

Description

광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판{OPTICAL INTERCONNECTION MODULE AND OPTICAL PRINTED CIRCUIT BOARD HAVING THE SAME}

본 발명은 광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 인쇄회로기판(PCB)에 포함되는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 길이를 다양하게 제작하여 부품을 규격화하여 광 PCB의 대량생산을 높이고 생산 단가를 줄일 수 있도록 한 광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로, 정보통신 기술의 발전과 함께 광통신 기술은 빠르게 발전하고 있으며, 또한 여러 응용 제품으로의 영역을 확장하고 있다. 이러한 기술의 한 방향으로 기존의 일반 인쇄회로기판(PCB)에 광도파로를 사용하는 광 PCB 연구 및 개발이 많이 이루어지고 있는 상황이다.

광 PCB 연구에 있어서 기본적인 광 PCB 구성에 대한 연구 및 개발은 많이 이루어지고 있는 상황이나 이를 더욱더 다양한 제품에서의 사용을 위하여 광 PCB의 상부 또는 측면에 위치하는 광커넥터들과 광 PCB의 상하 표면 또는 내부에 놓이는 광섬유/광도파로가 다양한 길이, 다양한 형상으로의 제작이 용이하여야만 한다.

도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 광 모듈들이 광섬유에 의해 연결된 광 연결시스템을 개략적으로 예시한 단면도이다.

도 1에 도시된 종래의 공지된 특허문헌 1(광 도파로가 적층된 광 인쇄회로기판을 이용한 광 연결시스템)을 참조하면, 광 인쇄회로기판(204)의 내부에 광도파로(210)가 위치하고, 가이드핀(202)을 사용하여 각 광소자들과 광도파로(210)들 사이의 광 결합효율을 효율적으로 높일 수 있는 광 연결시스템을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

하지만, 광도파로(210) 및 광 인쇄회로기판(204)의 길이는, 기판 위에 또는 내부에 구성되는 전자부품들의 배치를 고려하고 또한 광 PCB 제작의 유연성을 높이기 위한 구조로써 발광소자(205)와 수광소자(206)들을 위치시켜야 하기 때문에, 광 PCB 제품의 목적 및 용도에 따라서 광도파로(210) 및 광 인쇄회로기판(204)의 길이는 다양해져야만 한다.

도 2는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 2에 도시된 종래의 공지된 특허문헌 2(광 인쇄회로기판 및 그 제조방법)를 참조하면, 광도파로들과 광 연결블록이 함께 일체형으로 제작되는 단순한 구조를 가지고 있어 광도파로와 광 연결블록 사이에서 발생되는 광 연결 손실을 없앨 수 있으나, 상기 서술하였듯이 다양한 광 PCB의 적용을 위한 다양한 길이의 광도파로를 갖는 광도파로와 광 연결블록 모듈을 제작하여야 하는 단점을 가지고 있다.

현재까지 일정 광섬유/광도파로 길이를 포함하는 광 PCB에 대한 개발은 이루어지고 있는 상황으로 다른 응용 제품 또는 다른 광섬유/광도파로 길이의 광 PCB 구현에 있어서는 새로운 광커넥터를 포함하는 광섬유/광도파로 모듈을 제작하여야 한다.

한국등록특허 제10-0905140호 한국공개특허 제10-2009-0092204호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광 인쇄회로기판(PCB)에 포함되는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 길이를 다양하게 제작하여 부품을 규격화하여 광 PCB의 대량생산을 높이고 생산 단가를 줄일 수 있도록 한 광 연결모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 광커넥터와 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 길이를 규격화하여 다양한 광 PCB 제품 개발에 이용될 수 있도록 한 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 양 끝단의 광커넥터가 수동 광 연결이 가능한 구조로 규격화된 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이를 이용하여 광 연결모듈을 구현함에 있어서, 상기 광커넥터는 광 연결모듈간의 수동 광 연결이 가능하게 하기 위하여 예컨대, MT 페룰(ferrule)에서 사용하는 것과 같은 가이드 홀(guide hole)이 형성되어 있으며, 광 연결모듈의 광커넥터간의 연결은 광커넥터에 구성된 가이드 홀(guide hole)에 가이드 핀(guide pin)을 삽입하여 연결한다.

여기서, 광 연결모듈 사이의 광커넥터들이 결합하여 PCB 내부 또는 외부에 위치되어 광 PCB를 제작할 때, PCB 제작공정에 쓰이는 에폭시 수지들과 같은 물질들이 광커넥터 사이로 침투할 수 있으므로 이를 차단해 주어야 한다.

따라서, 사용되는 광 연결모듈의 광커넥터 사이에 광원의 파장에 투명한 열경화 또는 자외선 경화 에폭시를 사용하여 광 PCB 제작 공정에서 발생하는 광 손실을 효과적으로 줄일 수 있다.

즉, 본 발명의 제1 측면은, 어레이 형태로 배열되어 이루어진 제1 광전송채널이 내장되며, 상기 제1 광전송채널을 통해 광신호를 전송하는 광도파로 어레이; 및 상기 제1 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장되며, 상기 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제1 및 제2 광전송채널이 서로 광 연결되도록 각각 결합되는 한 쌍의 광커넥터를 포함하는 광 연결모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 측면은, 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 광섬유 어레이; 및 상기 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 광전송채널이 내장되며, 상기 제1 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 광섬유 어레이와 상기 광전송채널이 서로 광 연결되도록 각각 결합되는 한 쌍의 광커넥터를 포함하는 광 연결모듈을 제공하는 것이다.

여기서, 상기 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명의 제3 측면은, 어레이 형태로 배열되어 이루어진 제1 광전송채널을 통해 광신호를 전송하는 제1 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈; 및 상기 제1 광도파로 어레이의 제1 광전송채널과 길이가 같거나 다른 제3 광전송채널이 내장된 제2 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제3 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제4 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈을 포함하되, 상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터가 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 제공하는 것이다.

여기서, 상기 제1 내지 제4 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명의 제4 측면은, 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 제1 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제1 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈; 및 상기 제1 광섬유 어레이의 길이가 같거나 다른 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 제2 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 제2 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈을 포함하되, 상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터가 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 제5 측면은, 어레이 형태로 배열되어 이루어진 제1 광전송채널을 통해 광신호를 전송하는 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈; 및 상기 제1 광도파로 어레이의 제1 광전송채널과 길이가 같거나 다른 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈을 포함하되, 상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터가 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 제공하는 것이다.

여기서, 상기 제1 및 제2 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하다.

바람직하게, 상기 광커넥터간의 결합 시 상기 광커넥터의 일측면에 상기 제1 및 제2 광전송채널의 길이방향과 평행하게 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈이 더 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 광커넥터에 내장된 광전송채널과 90도 광 연결이 가능하도록 수직 광 연결모듈이 더 포함되되, 상기 수직 광 연결모듈은, 육면체로 이루어진 광도파로 블록 및 복수의 광커넥터로 이루어지고, 상기 광도파로 블록의 내부에는 90도로 휜 광전송채널이 내장되어 있으며, 그 수직을 이루는 단면에 상기 광커넥터간의 결합을 위하여 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈이 구비될 수 있다.

바람직하게, 그 내부에 상기 광커넥터에 구비된 광전송채널과 90도 광 연결이 가능하도록 90도로 휜 광전송채널이 구비되며, 그 수직을 이루는 단면에 상기 광커넥터와의 결합을 위하여 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈이 구비된 육면체의 광도파로 블록이 더 포함될 수 있다.

본 발명의 제6 측면은, 어레이 형태로 배열되어 이루어진 제1 광전송채널이 내장되며, 상기 제1 광전송채널을 통해 광신호를 전송하는 적어도 하나의 광도파로 어레이와, 상기 제1 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장되며, 각 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제1 및 제2 광전송채널이 서로 광 연결되도록 각각 결합되는 한 쌍의 광커넥터로 이루어진 광 연결모듈; 및 그 표면 또는 내부에 상기 광 연결모듈이 장착되는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 제7 측면은, 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 적어도 하나의 광섬유 어레이와, 상기 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 광전송채널이 내장되며, 각 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 광섬유 어레이와 상기 광전송채널이 서로 광 연결되도록 각각 결합되는 한 쌍의 광커넥터로 이루어진 광 연결모듈; 및 그 표면 또는 내부에 상기 광 연결모듈이 장착되는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

여기서, 상기 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명의 제8 측면은, 어레이 형태로 배열되어 이루어진 제1 광전송채널을 통해 광신호를 전송하는 제1 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈; 상기 제1 광도파로 어레이의 제1 광전송채널과 길이가 같거나 다른 제3 광전송채널이 내장된 제2 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제3 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제4 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈; 및 그 표면 또는 내부에 상기 제1 및 제2 광 연결모듈이 장착되는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하되, 상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터가 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

여기서, 상기 제1 내지 제4 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명의 제9 측면은, 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 제1 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제1 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈; 상기 제1 광섬유 어레이의 길이가 같거나 다른 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 제2 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 제2 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈; 및 그 표면 또는 내부에 상기 제1 및 제2 광 연결모듈이 장착되는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하되, 상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터가 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 제10 측면은, 어레이 형태로 배열되어 이루어진 제1 광전송채널을 통해 광신호를 전송하는 광도파로 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광전송채널과 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈; 상기 제1 광도파로 어레이의 제1 광전송채널과 길이가 같거나 다른 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈; 및 그 표면 또는 내부에 상기 제1 및 제2 광 연결모듈이 장착되는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하되, 상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터가 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

여기서, 상기 제1 및 제2 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하다.

바람직하게, 상기 광커넥터간의 결합 시 상기 광커넥터의 일측면에 상기 제1 및 제2 광전송채널의 길이방향과 평행하게 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈이 더 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 인쇄회로기판(PCB)의 표면 또는 내부에 장착되며, 상기 광커넥터에 내장된 광전송채널과 90도 광 연결이 가능하도록 수직 광 연결모듈이 더 포함되되, 상기 수직 광 연결모듈은, 육면체로 이루어진 광도파로 블록 및 복수의 광커넥터로 이루어지고, 상기 광도파로 블록의 내부에는 90도로 휜 광전송채널이 내장되어 있으며, 그 수직을 이루는 단면에 상기 광커넥터간의 결합을 위하여 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈이 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 인쇄회로기판(PCB)의 표면 또는 내부에 장착되되, 그 내부에 상기 광커넥터에 내장된 광섬유 어레이와 90도 광 연결이 가능하도록 90도로 휜 광전송채널이 구비되며, 그 수직을 이루는 단면에 상기 광커넥터와의 결합을 위하여 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈이 구비된 육면체의 광도파로 블록이 더 포함될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판에 따르면, 광 PCB의 내부 또는 표면에 위치하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이와 광원/광수신기 사이를 일체형 광 연결모듈로 연결된 것이 아니고, 하나 이상의 규격화된 광 연결모듈들의 결합으로 연결되어지고, 광 PCB의 내부 또는 표면에 위치하는 규격화된 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 양 끝단은 각각의 수동 광 연결이 가능한 광커넥터로 구성된 규격화된 광 연결모듈을 구성함으로써, 양 끝단의 광커넥터가 수동 광 연결이 가능한 구조로 규격화된 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이를 포함한 광 연결모듈을 구현함에 있어서, 규격화된 광 연결모듈과 수동 광 연결이 가능한 광부품으로 광 PCB의 생산 단가를 낮출 수 있어 광 PCB 사용을 획기적으로 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 광 모듈들이 광섬유에 의해 연결된 광 연결시스템을 개략적으로 예시한 단면도이다.
도 2는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 광 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 연결모듈이 구비된 광 인쇄회로기판을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 적용된 광커넥터 및 광도파로 블록을 나타낸 단면도 및 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 적용된 다양한 길이의 광도파로 및 광섬유 어레이를 구비한 광 연결모듈의 예들을 나타낸 평면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

먼저, 본 발명은 광 PCB의 내부 또는 표면에 위치하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 양 끝단이 광커넥터로 결합되어 구성되며, 상기 광커넥터는 광원 또는 광수신기와 연결에 이용되는 광커넥터와 결합된다.

여기서, 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 양 끝단에 위치하는 광커넥터와, 광원 및/또는 광수신기에 광 연결하는 광커넥터는 수동 광정렬이 가능한 구조이며, 상기 광커넥터를 포함하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이는 3차원으로 구성도 가능하며, 원하는 길이 또는 형상으로 구현이 가능하여 다양한 형태의 광 PCB 구현에 있어서, 광커넥터와 광원 및/또는 광수신기에 광 연결하는 광커넥터와 광커넥터를 포함하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이 모듈을 규격화하여 사용이 가능하도록 한 것이 특징이다.

즉, 본 발명은 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이를 포함하는 광 PCB를 기반으로 하는 광 연결 부품에 있어서, 광 PCB가 포함하고 있는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이와 광 PCB 외부의 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이 또는 광원 및/또는 광수신기 사이를 광으로 연결하기 위한 광커넥터에 관한 것으로, 그 내부에 적어도 1개 이상의 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이를 포함하고 있다.

한편, 광 PCB에서의 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 길이 및 위치는 원하는 목적에 따라서 다양하게 제작되어지며, 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이는 원하는 사양에 따라 동일한 길이나 형태가 아닌 필요에 따라 특별한 형태로 제작되어야만 하기에 광 PCB의 응용에 한계를 가질 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 광 PCB의 내부 또는 표면에 위치하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이와 광원 및/또는 광수신기 사이를 일체형으로 연결된 것이 아니고, 광 PCB의 내부 또는 표면에 위치하는 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 어레이의 양 끝단이 광커넥터로 결합되며, 상기 광커넥터는 광원 및/또는 광수신기와 연결에 이용되는 광커넥터와 연결된다. 여기서, 광섬유 어레이 및/또는 광도파로 얼이의 양 끝단에 위치하는 광커넥터와 광원 및/또는 광수신기에 광 연결하는 광커넥터는 수동 광정렬이 가능한 구조이다.

(제1 실시예)

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로서, 도 3a는 어레이 형태로 배열되어 이루어진 다수의 광전송채널(1110)이 내장된 광도파로 어레이(1100)의 양 끝단에 광커넥터(예컨대, MT ferrule 등)(1200 및 1300)가 각각 광 연결되도록 고정 결합된 기본적인 광 연결모듈(1000)을 나타낸 것이며, 도 3b는 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 광섬유 어레이(1110')의 양 끝단에 광커넥터(1200 및 1300)가 각각 광 연결되도록 고정 결합된 기본적인 광 연결모듈(1000')을 나타낸 것이다.

이때, 각 광커넥터(1200 및 1300)는 광 인쇄회로기판(PCB)에 이용되는 광 연결모듈들이 다른 광 연결모듈 또는 수동 광 연결이 가능한 광 송수신모듈들과 결합될 수 있는 것으로서, 그 양측에 가이드 홀(guide hole)(1210 및 1310)에 가이드 핀(guide pin)(10, 도 4b 참조)을 결합함으로써 수동 광 연결이 가능하다.

즉, 도 3a 및 도 3b에 도시된 광 연결모듈(1000 및 1000')은 광섬유 어레이(1110') 또는 다수의 광전송채널(1110)을 내장한 광도파로 어레이(1100)와 예컨대, MT 페룰(ferrule)과 같은 광커넥터(1200 및 1300)가 광섬유 어레이(1110) 또는 다수의 광전송채널(1110)을 내장한 광도파로 어레이(1100)의 양 끝단에 형성되는 것으로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 광 연결모듈(1000 및 1000')의 제작 방법은 먼저, 원하는 길이의 광섬유 어레이(1110) 또는 다수의 광전송채널(1110)을 내장한 광도파로 어레이(1100)의 양 끝단에 예컨대, MT 페룰(ferrule)과 같은 광커넥터(1200 및 1300)의 광전송채널(1220 및 1320)과 광 연결되도록 정해진 위치에 삽입한다.

이후에, 각 광커넥터(1200 및 1300)에 삽입된 광섬유 어레이(1110) 또는 다수의 광전송채널(1110)을 내장한 광도파로 어레이(1100)를 예컨대, 에폭시 등을 이용하여 경화한다. 한편, 각 광커넥터(1200 및 1300)의 양 끝단을 통하여 광 신호가 통과함에 따라 각 광커넥터(1200 및 1300)의 단면에서 발생되는 광 손실을 줄이기 위하여 각 광커넥터(1200 및 1300)의 단면을 연마해주는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 적용된 광전송채널(1110, 1220 및 1320)은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어짐이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 광도파로에 적용되어 광신호의 전송을 위한 채널이라면 어느 것이든 적용가능하다.

또한, 광도파로 어레이(1100)는 평판형의 실리카 광도파로 또는 폴리머 광도파로로 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명에 따른 실시예들에서는 이에 한정되지 않고 소정의 굴절률을 가지면서 광을 전송할 수 있는 유리와 같이 투명한 재질이면 어떤 재료로 형성되어도 무방하다. 또한, 광도파로 어레이의 단면의 형태는 사각형에 한정되는 것은 아니며, 원형을 포함하여 다양한 형태도 가능하다.

(제2 실시예)

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로서, 복수의 광 연결모듈이 결합된 상태를 나타낸 것이다.

도 4a를 참조하면, 제1 광전송채널(2110)이 내장된 제1 광도파로 어레이(2100)의 양 끝단에 광커넥터(예컨대, MT ferrule 등)(2200 및 2300)가 각각 광 연결되도록 고정 결합된 제1 광 연결모듈(2000)과, 제1 광도파로 어레이(2100)의 제1 광전송채널(2110)과 길이가 같거나 다른 제2 광전송채널(3110)이 내장된 제2 광도파로 어레이(3100)의 양 끝단에 광커넥터(3200 및 3300)가 각각 광 연결되도록 고정 결합된 제2 광 연결모듈(3000)이 서로 직렬로 연결된 광 연결모듈을 나타내고 있다.

도 4b를 참조하면, 제1 광섬유 어레이(2110')의 양 끝단에 광커넥터(2200 및 2300)가 각각 광 연결되도록 고정 결합된 제1 광 연결모듈(2000')과, 제1 광섬유 어레이(2110')와 길이가 같거나 다른 제2 광섬유 어레이(3110')의 양 끝단에 광커넥터(3200 및 3300)가 각각 광 연결되도록 고정 결합된 제2 광 연결모듈(3000')이 서로 직렬로 연결된 광 연결모듈을 나타내고 있다.

한편, 제1 및 제2 광 연결모듈(2000 및 3000)(2000' 및 3000')의 광커넥터간에 결합되는 부분은 각 광커넥터(2300 및 3200)에 구성된 가이드 홀(guide hole)(2310 및 3210)에 가이드 핀(guide pin)(10)을 삽입하여 수동 광정렬로 연결함이 바람직하며, 특히, 각 광커넥터(2300 및 3200)간의 접촉면에 예컨대, 투명한 에폭시 등을 경화하여 보다 견고하게 고정할 수도 있다.

또한, 각 광커넥터(2300 및 3200)간에 결합되는 부분은 광섬유 어레이 또는 광도파로 어레이 자체의 광 손실을 제외하면 각 광커넥터(2300 및 3200) 사이 단면의 표면 거칠기와 그 사이의 갭(거리)에 따라 광 손실이 발생한다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 각 광커넥터(2300 및 3200)의 단면을 연마하고, 각 광커넥터(2300 및 3200) 사이에 사용되는 광원의 파장에서 광 손실이 작으며 광 PCB 제작 공정에서도 특성의 변화가 없는 자외선 또는 열경화 에폭시 등을 각 광커넥터(2300 및 3200) 사이에 처리하고 이를 경화하여 사용할 수 있다.

한편, 도 4a 및 도 4b에 도시된 광 연결모듈을 서로 혼합 연결하여 광 연결모듈을 구성할 수도 있다. 즉, 도 4a에 도시된 제1 광 연결모듈(2000)과 도 4b에 도시된 제2 광 연결모듈(3000')을 서로 연결하여 광 연결모듈을 구성할 수도 있다.

(제3 실시예)

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로서, 복수의 광 연결모듈이 결합되어 다양한 2차원 형태의 광 연결모듈을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 90도 광 연결이 가능한 수직 광 연결모듈(5000)의 수직을 이루는 단면부에 복수의 광 연결모듈(2000 내지 4000)이 결합되어 2차원 평면상에 다양하게 90도 광 연결이 가능한 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 90도 광 연결이 가능한 수직 광 연결모듈(5000)은, 크게 광도파로 블록(5100) 및 복수의 광커넥터(5200 및 5300)로 이루어지는 바, 광도파로 블록(5100)은 예컨대, 육면체 형태로 이루어지고, 그 내부에는 90도로 휜 광전송채널(5110)이 내장되어 있으며, 그 수직을 이루는 단면에 복수의 가이드 핀(guide pin)(10)의 삽입을 위한 복수의 가이드 홈(5120)이 구비되어 있다.

또한, 도면에 도시되진 않았지만, 예컨대, MT 페룰(ferrule)과 같은 광커넥터들이 삽입 안착될 수 있도록 광도파로 블록(5100)의 수직을 이루는 단면에 소정의 안착홈(미도시)이 구비될 수도 있다.

한편, 복수의 광커넥터(5200 및 5300)는 광도파로 블록(5100)의 수직을 이루는 단면에 90도로 휜 광전송채널(5110)의 끝단과 각각 광 연결되도록 고정 결합되어 있다.

상기와 같이 광도파로 블록(5100)에 결합된 복수의 광커넥터(5200 및 5300)를 통해 전술한 본 발명의 제2 실시예에서와 같이 양 끝단에 광커넥터(2200 및 2300)(3200 및 3300)(4200 및 4300)가 각각 결합된 광도파로 어레이(2100 내지 4100)로 이루어진 복수의 광 연결모듈(2000 내지 4000) 및/또는 광섬유 어레이(2110' 및 3110')로 이루어진 광 연결모듈(2000' 및 3000')을 다양한 형태로 결합함으로써, 다양한 형태의 2차원 광 연결모듈을 구현할 수 있다.

(제4 실시예)

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 연결모듈을 설명하기 위한 평면도로서, 복수의 광 연결모듈이 결합되어 다양한 3차원 형태의 광 연결모듈을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 전술한 본 발명의 제3 실시예에서 구성된 2차원 형태의 광 연결모듈에 있어서, 2차원 평면에 수직 방향으로 광 연결이 이루어져 다양한 3차원 형태의 광 연결모듈을 구현할 수 있다.

즉, 전술한 본 발명의 제3 실시예에서 구성된 광 연결모듈(2000 및 4000)의 끝단에 결합된 광커넥터(2200 및 4300)를 통해 2차원 평면에 수직 방향으로 광 연결되도록 90도 광 연결이 가능한 광도파로 블록(6000 및 7000)이 각각 더 결합함으로써, 다양한 3차원 형태의 광 연결모듈을 구현할 수 있다. 광도파로 블록(6000, 7000)은 3차원 형태의 광 연결이 가능하도록 한다는 점에서 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000, 7000)이라고 지칭할 수 있다.

이때, 90도 광 연결이 가능한 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000 및 7000)은 전술한 본 발명의 제3 실시예에 적용된 90도 광 연결이 가능한 수직 광 연결모듈(5000)의 광도파로 블록(5100)과 크기에 차이가 있으나 거의 유사하게 구성되어 있다.

즉, 90도 광 연결이 가능한 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000 및 7000)은 예컨대, 육면체 형태로 이루어지고, 그 내부에는 90도로 휜 광전송채널(6100 및 7100)이 내장되어 있다.

또한, 도면에 도시되진 않았지만, 각 광커넥터(2200 및 4300)와 결합되는 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000 및 7000)의 접촉면(6200 및 7200)에는 각 광커넥터(2200 및 4300)의 가이드 홀(2210 및 4310)과 대응되는 위치에 소정의 가이드 핀(guide pin)을 통해 삽입되어 광커넥터(2200 및 4300)와 고정 결합될 수 있도록 가이드 홈(미도시)이 형성됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 접촉면(6200 및 7200)과 대향되는 면에 소정의 가이드 핀을 통해 다른 광 연결모듈의 광커넥터와 광 연결될 수 있도록 광커넥터(2200 및 4300)의 가이드 홀(2210 및 4310)과 대응되는 위치에 가이드 홀(미도시)이 형성될 수도 있다.

한편, 각 광커넥터(2200 및 4300)와 결합되는 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000 및 7000)의 접촉면(6200 및 7200)과 90도를 이루는 수직면(6300 및 7300)에는 90도로 휜 광전송채널(6100 및 7100)의 끝단이 구비되어 있으며, 그 양측에는 다른 광 연결모듈 또는 수동 광 연결이 가능한 광 송수신모듈들과 결합될 수 있도록 가이드 홈(6400 및 7400)이 구비되어 소정의 가이드 핀(guide pin)을 통해 수동 광 연결이 가능하다.

(제5 실시예)

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 연결모듈이 구비된 광 인쇄회로기판을 설명하기 위한 평면도로서, 도 7a는 전술한 본 발명의 제3 실시예에 따라 복수의 광 연결모듈이 결합된 2차원 형태의 광 연결모듈(2000 내지 5000)을 광 인쇄회로기판(PCB)(8000)의 표면에 장착된 것을 나타낸 평면도이며, 도 7b는 전술한 본 발명의 제4 실시예에 따라 복수의 광 연결모듈이 결합된 3차원 형태의 광 연결모듈(2000 내지 7000)을 광 인쇄회로기판(PCB)(8000')의 표면에 장착된 것을 나타낸 평면도이다.

한편, 본 발명의 제5 실시예에서는 2차원 및 3차원 형태의 광 연결모듈을 광 PCB의 표면에 통상의 본딩 방법(예컨대, 에폭시 경화 등)을 통해 장착하였지만, 이에 국한하지 않으며, 광 PCB의 내부에 구비될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 적용된 광커넥터 및 광도파로 블록을 나타낸 단면도 및 사시도로서, 도 8의 (a)는 본 발명의 제1 내지 제5 실시예에 적용된 광커넥터를 나타낸 단면도이며, 도 8의 (b) 및 (c)은 본 발명의 제3 내지 제5 실시예에 적용된 광도파로 블록을 나타낸 사시도 및 단면도이다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 적용된 다양한 길이의 광도파로 어레이 및 광섬유 어레이를 구비한 광 연결모듈의 예들을 나타낸 평면도로서, 광도파로 어레이 및 광섬유 어레이의 길이를 규격화하여 대량 생산할 수 있다.

전술한 본 발명에 따른 광 연결모듈 및 이를 구비한 광 인쇄회로기판에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

1000 내지 5000 : 광 연결모듈,
1100 : 광도파로 어레이,
1110' : 광섬유 어레이,
1200 및 1300 : 광커넥터

Claims (22)

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17. 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 제1 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 제1 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제1 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제1 광 연결모듈(2000);
    상기 제1 광섬유 어레이와 길이가 같거나 다른 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열되어 이루어진 제2 광섬유 어레이의 양 끝단에 상기 제2 광섬유 어레이와 동일한 배열형태로 이루어진 제2 광전송채널이 내장된 한 쌍의 광커넥터가 각각 광 연결되도록 고정 결합되는 제2 광 연결모듈(3000, 4000);
    그 표면 또는 내부에 상기 제1 및 제2 광 연결모듈(2000, 3000, 4000)이 장착되는 인쇄회로기판(PCB);
    상기 인쇄회로기판(PCB)의 표면 또는 내부에 장착되며, 상기 제1 및 제2 광 연결모듈(2000, 3000, 4000)이 이루는 2차원 평면 내에서 서로 수직하게 배치된 제1 또는 제2 광 연결모듈(2000, 3000, 4000)의 광커넥터에 내장된 광전송채널 간의 90도 광 연결이 가능하도록 하는 수직 광 연결모듈(5000)로서, 내부에 90도로 휜 광전송채널(5110)이 내장된 육면체로 이루어진 광도파로 블록(5100)과, 상기 광도파로 블록(5100)의 90도로 휜 광전송채널(5110)의 양 끝단 각각과 광 연결되도록 상기 광도파로 블록(5100)에 결합되는 광커넥터(5200, 5300)를 포함하는 수직 광 연결모듈(5000); 및
    상기 인쇄회로기판(PCB)의 표면 또는 내부에 제1 또는 제2 광 연결모듈(2000, 3000, 4000)의 광커넥터와 3차원 형태의 광 연결이 이루어지도록 장착되는 것으로, 내부에 2차원 평면에 수직 방향으로 90도로 휜 광전송채널(6100, 7100)이 구비된 육면체로 이루어진 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000, 7000)을 포함하며,
    상기 제1 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터와 상기 제2 광 연결모듈에 구비된 어느 하나의 광커넥터는 서로 광 연결되도록 직렬로 결합되고, 상기 광커넥터간의 결합 시 상기 광커넥터의 일측면에 상기 제1 및 제2 광전송채널의 길이방향과 평행하게 복수의 가이드 핀의 삽입을 위한 복수의 가이드 홀(2210, 2310, 3210, 3310)이 구비되며,
    상기 수직 광 연결모듈(5000)의 광도파로 블록(5100)은 광커넥터가 결합되는 서로 수직을 이루는 단면 각각에 광커넥터 간의 결합을 위한 복수의 가이드 핀이 삽입되는 복수의 가이드 홈(5120)이 구비되며,
    상기 3차원 광연결용 광도파로 블록(6000, 7000)의 90도로 휜 광전송채널(6100, 7100)의 끝단이 위치하는 서로 수직하는 단면 각각에 복수의 가이드 핀 삽입을 위한 복수의 가이드 홈(6400, 7400)이 구비되는 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판.
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19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광전송채널은 클래드에 의해 둘러싸인 다수의 코어로 이루어지거나 다수의 광섬유가 일정간격으로 배열된 광섬유 어레이로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 연결모듈을 구비한 광 인쇄회로기판.
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