KR100309119B1 - 광파이버접속장치 - Google Patents

Abstract

광 파이버(14)와 전자-광학 디바이스(18) 사이에 광학접속을 이루기 위한 장치는 마주하는 사실상 편평한 표면들과 적어도 하나의 표면상에 길다란 홈(34)을 가진 한 쌍의 길다란 커넥터소자(30, 32)를 구비하여 커넥터소자 사이에 광 파이버가 유지되도록 수용하기 위한 파이버 광학 커넥터를 구비한다. 탄력성 클램핑부재(50)가 커넥터소자(30, 32)들을 서로 얼라이먼트 상태로 유지시켜 광 파이버(14)를 홈(34)에 보유시킨다. 클램핑부재(50)로부터 돌출하는 결합부분(52)은 커넥터에 보유된 광 파이버가 전자-광학 디바이스의 선정된 부분과 광학적 얼라이먼트를 이루도록 클램핑부재(50)를 전자-광학 디바이스(18)와 결합시킨다.

Description

광 파이버 접속장치

제 1 도는 본 발명의 양호한 형태에 따른 장치의 사시도.

제 2 도는 제 1 도 장치의 브래킷 부분의 확대된 측면도.

제 3 도는 제 2 도의 오른쪽에서 본 단부도.

제 4 도는 제 2 도의 바닥에서 본 부분 측면도.

제 5 도는 제 1 내지 4 도의 브래킷 부분을 형성하는데 사용되는 편평한 블랭크 소자의 평면도.

제 6 도는 본 발명에 따른 상보적인 커넥터 절반부분들을 구비하는 커넥터 소자의 분해 사시도.

제 7 도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치의 길이방향 단면도.

제 8 도는 제 7 도의 선 8-8의 평면에서 본 단부도로써, 제 7 도의 어셈블리의 하우징 소자의 제2의 상보적 절반부분을 추가로 도시하고 있는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 110 : 광 파이버 접속장치

12 : 광 파이버 18 : 전자-광학 디바이스

20 : 하우징 26 : 광학입력부

30, 32 : 커넥터 소자

50 : 클램핑수단 60 : 브래킷

144 : 보강부재 146 : 외부자켓

본 발명은 광학 전송기술 분야에 관한 것으로, 특히 광 파이버와 전자-광학장치 사이에 광학 접속이 이루어지게 하기 위한 신규한 장치에 관한 것이다.

여기서 언급하는 전자-광학 디바이스에는 일반적으로 p-i-n 다이오드와 같은 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드, 검출기 셀 등이 포함된다. 여러 경우에 광 파이버를 통하여 이러한 디바이스의 광학입력 또는 출력에 광을 전송하는 것이 필요하다. 광 파이버는 파이버 광학 기술분야에 공지되어 있는 것으로서, 파이버를 형성하는데 사용된 재질의 굴절율에 따라서 반사원리에 의해 내부적으로 광을 전송시킨다.

전자-광학 디바이스와 광 파이버 사이의 성공적인 광 에너지의 전송은 디바이스의 광학입력(또는 출력)의 축과 파이버의 축을 정렬(얼라이먼트)시킴에 따라 크게 향상된다. 이러한 얼라이먼트는 처음부터 배치되어야 하며, 그런 다음에도 파이버와 디바이스 입력 사이의 광학 전송의 품질을 보장하도록 유지되어야 한다.

본 발명은 p-i-n 다이오드와 같은 전자-광학 디바이스의 광학입력과 정렬되도록 광 파이버를 수용하고 유지하기 위해 광 파이버 커넥터 소자를 사용한다. 본 발명에서는 한 쌍의 광 파이버를 겹쳐 잇기 위한 스플라이스(splice)소자로 사용되는 타입의 한 쌍의 상보적인 알루미늄 합금 소자를 사용한다. 이러한 스플라이스 소자는 본 명세서에서 인용하고 있는 미합중국 특허 제 5,121,456 호에 개시되어 있다. 그러나 상기한 소자는 본 발명에서는 파이버의 한 단부를 전자-광학 디바이스의 광학입력(또는 출력)의 축과 동축적인 얼라이먼트 상태로 정렬시키기 위해 한 파이버를 수용하고 단단히 맞물리는데 사용된다.

본 발명은 커넥터 소자 사이에 유지된 광 파이버 단부가 전자-광학 디바이스의 광학입력의 축과 동축적인 얼라이먼트를 이루도록 적절한 얼라이먼트 상태로 전자-광학 디바이스와 커넥터 소자를 수용하고 유지하기 위한 기계식 수단을 사용한다. 이러한 장착및 얼라이먼트 기능을 달성하기 위한 두 가지 수단이 기술되었지만, 본 발명에서 벗어나지 않고서 다른 동등한 수단을 사용할 수도 있다.

일반적으로 본 발명의 목적은 광 파이버와 전자-광학 디바이스 사이의 광학 결합 또는 접속을 유지하기 위한 신규한 장치를 제공하려는 것이다.

간단히 말해, 전술한 목적에 따르면 광 파이버와 전자-광학 디바이스 사이에 광학 접속을 달성하기 위한 장치는, 사실상 편평한 마주하는 표면을 가진 한 쌍의 길다란 커넥터소자와, 광 파이버가 상기 커넥터소자 사이에 보유되도록 수용하기 위해 적어도 하나의 상기 표면상에 길다란 홈을 규정하는 수단을 구비하는 파이버 광학 커넥터를 구비하며, 상기 광 파이버를 상기 규정된 홈에 보유하도록 상기 커넥터 소자를 서로 맞물림 상태로 유지하기 위한 탄력적 클램핑수단을 구비하며, 상기 커넥터 소자에 보유된 광 파이버가 전자-광학 디바이스의 선정된 부분과 광학적인 얼라이먼트 상태로 있도록 클램핑수단을 상기 전자-광학 디바이스와 결합시키기 위한 결합수단을 구비한다.

광 파이버를 전자-광학 디바이스의 광학입력에 접속하기 위한 장치는, 광 파이버를 수용하기 위한 광 파이버 홈과, 기구를 수용하기 위한 기구홈을 가진 한 쌍의 상보적인 소자와; 소자들을 함께 보유하기 위한 탄력성 클램핑수단과; 파이버 광학 홈이 전자-광학 디바이스의 광학입력과 정렬되도록 전자-광학 디바이스와 클램핑수단을 결합시키는 결합수단을 구비하며, 기구는 상기 광 파이버 홈에 광 파이버를 배치 또는 제거할 수 있도록 상기 소자들을 분리시키는데 사용된다.

이하, 첨부도면을 참고하여 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하겠다.

먼저 제 1 내지 5 도를 보면, 광 파이버를 전자-광학 디바이스에 광학적으로 결합하기 위한 장치가 참조번호 (10)으로 표시되어 있다. 제 1 도에서, 광 파이버는 일반적으로 번호(12)로 표시되어 있으며 파이버부분(14)과 이를 둘러싸고있는 버퍼부분(16)을 포함한다. 도시된 실시예에서는 설명상 전자-광학 디바이스가 p-i-n 다이오드(18)로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명에서 벗어나지 않고도 LED, 포토트랜지스터 등과 같은 다른 종류의 전자-광학 디바이스와 광 파이버(12) 사이의 광학적 접속을 이루기 위해 본 발명을 이용할 수도 있다. 다이오드(18)는 일반적으로 원통형 금속제 하우징(20)과, 한 쌍의 돌출 리드(22, 24)와, 렌즈를 구비할 수 있는 광학입력부(26)(제 4 도 참조)를 포함한다.

본 발명의 장치(10)는 파이버 광학 커넥터 부재 또는 구조체(28)를 포함한다. 제 6 도에 잘 도시된 바와같이, 상기 파이버 광학 커넥터는 한 쌍의 상보적인 알루미늄 합금 소자(30, 32)의 형태를 갖는 것이 바람직하다. 상기 소자(30, 32)는 본 명세서에서 참고하고 있는 미합중국 특허 제 5,121,456 호에서 한 쌍의 광 파이버를 함께 겹쳐잇기 위한 스플라이스 소자로서 설명되고 도시된 타입의 것이다.

제 6 도에 도시된 바와같이, 각각의 소자(30, 32)는 일반적으로 길다라고 편평한 사각형 소자를 구비한다. 두 소자는 상보적인 형태이며, 도시된 실시예에서 이들 각각은 소자(30)와 소자(32) 사이에 파이버(14)와 같은 광 파이버를 수용하고 유지하기 위한 길이방향으로 벋어진 홈의 절반씩을 규정한다. 절반의 상기 홈(34)이 제 6 도에 보이는데, 소자(30 및 32)가 결합될 때 상보적인 커넥터 소자(30)는 홈(34)과 정렬(얼라이먼트)되도록 배치된 동일한 홈을 갖는다. 홈(34)은 각각의 소자(30, 32)에서 똑같이 절반씩 형성 또는 규정되는 대향하여 마주하는 일반적으로 원추형인 입구영역(36, 38)에서 터미네이트된다. 입구(38)의 상보적인 절반은 제 6 도에서 소자(30)상에 참조번호 (38a)로 표시되어 있다.

커넥터소자(30, 32)는 길이방향으로 형성된 홈 또는 채널(40)의 형태인 작동수단을 더 규정하는데, 각각의 소자에서 그 절반을 형성한다. 소자(30)에 있는 홈(40)의 상보적인 절반은 제 6 도에서 참조번호 (40a)로 표시되어 있다. 도시된 실시예에서 작동수단 또는 홈(40)은 일반적으로 사각형 단면을 갖는다. 작동채널(40)은 파이버 수용홈(34)에서 측방향으로 떨어져서 일반적으로 평행하게 놓여진다. 상기 홈(40)은 차후에 상세히 설명될 바와같이 홈(34)에 광 파이버를 배치 또는 제거하는데 필요한 정도로 커넥터소자(30, 32)를 분리시키는데 사용되는 기구 또는 "키(key)"(42)(제 1 도 참조)를 수용하도록 형성되어 있다. 상보적인 돌출부 또는 융기부(44) 및 수용 리세스(46)의 형태로 된 얼라이먼트 및 배치수단이 각각의 커넥터 소자 또는 절반부(30, 32)에 형성되는 것이 바람직한데, 작동채널(40)로부터 홈(34)의 반대측면에 형성되는 것이 바람직하다.

다시 제 1 도를 참조하면, 장치(10)는 커넥터(28)의 소자(30, 32)를 서로 맞물린 상태로 유지시키는 탄력적인 클램핑수단(50)을 더 포함하여 광 파이버(14)를 규정된 홈(34)에 보유시킨다. 장치(10)는 또한 커넥터소자(28)에 보유되고 클램핑수단(50)에 유지되어 있는 광 파이버(14)가 전자-광학 디바이스(18)의 선정된 부분과 광학적으로 얼라이먼트되도록 클램핑수단을 전자-광학 디바이스와 결합시키기 위한 결합수단(52)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 선정된 부분은 p-i-n 다이오드(18)의 광학입력 또는 렌즈(26)를 구비한다. 도시된 실시예에서 파이버(14)를 렌즈 또는 광학입력(26)과 동축적으로 정렬시킴으로서 원하는 광학적 얼라이먼트가 달성된다.

제 1 내지 5 도에 도시된 실시예에서, 탄력성 클램핑수단(50)과 결합수단(52)은 일체형 브래킷(bracket)부재(60)의 일부분이다. 이와 관련하여, 클램핑수단(50)은 커넥터소자(30, 32)를 탄력적인 맞물림 힘으로 탄력적으로 맞물리고 유지시키는 길다랗고 일반적으로 U-자형의 채널 또는 탄력적 클램핑 부분을 구비한다. 이러한 맞물림 힘은 광 파이버(14)를 홈(34)내에 보유하기에 충분한 힘으로 커넥터 소자(30, 32)를 서로 맞물린 상태로 유지하기에 충분하다.

기구 또는 "키"(42)는 작동홈 또는 채널(40)에 인가될 때 광파이버를 홈(34)에 삽입 또는 제거가능하도록 전술한 맞물림 힘을 극복하는데 사용될 수 있음을 알 수 있다. 이와 관련하여, 기구(42)는 길다란 작동부분(62)을 포함하는 것이 바람직하며 상기 부분은 직각으로 형성되는 것이 바람직한 확대된 죄임부분 또는 표면(64)으로부터 돌출한다. 작동부분(62)은 홈(40)과 유사한 사각형 단면을 가져서, 기구(42)가 거의 90도 회전할 때 소자(30 및 32)가 홈(40)의 영역에서 약간 떨어지도록 힘을 가하게 된다. 이렇게 떨어지게 하는 힘은 파이버를 설치 또는 제거할 수 있도록 파이버 수용 채널 또는 홈(34)의 영역에서 소자들을 충분히 분리시킬 수 있게 한다.

도시된 실시예에서, 결합수단은 U-자형 채널 또는 클램핑수단(50)의 외부쪽 직각방향으로 돌출하는 한 쌍의 사실상 편평한 표면 또는 이어(ear)(52a, 52b)를 구비한다. 결합수단 또는 표면(52a, 52b)은 용접을 하여 또는 다른 적절한 접착수단을 통하여 다이오드(18)의 케이싱(20)에 부착될 수 있다. 실제로, 입력 또는 렌즈(26)와 파이버(14)의 정확한 얼라이먼트는 결합표면(52a, 52b)을 하우징(20)과 용접 또는 접착 결합시키기 바로 전에 테스트 파이버를 사용하여 이루어진다. 테스트 파이버는 클램핑부분(50)에 이미 장착되어 있는 커넥터(28)에 배치된다. 파이버는 전술한 바와같이 채널(34)내에 파이버를 삽입시킬 수 있을 정도로만 커넥터소자(30, 32)를 약간 떨어지게 하는 기구(42)를 사용하여 삽입될 수 있다. 그러면 광 에너지가 파이버의 외부단에 인가될 수 있으며, 브래킷(60)이 다이오드 하우징 또는 케이싱(20)에 대해 특히 렌즈 또는 광학입력(26)에 대해 이동됨에 따라 다이오드(18)의 출력이 모니터된다. 다이오드(18)에서 최대 신호출력이 관측될 때 파이버는 렌즈 또는 광학입력(26)과 동축적으로 알맞게 정렬(얼라이먼트)되다.

따라서, 다이오드(18)에서 최대 출력이 관측될 때 결합표면(52a, 52b)을 하우징(20)에 부착시켜 렌즈 또는 광학입력(26)과 파이버의 상기한 얼라이먼트를 유지시킬 수 있다. 그런다음, 테스트 파이버는 제거되며 그후 커넥터(28)에 삽입된 파이버(14)가 적절히 정렬되도록 홈(34)이 광학입력(26)과 정렬되어 광학접속 또는 광학전송이 이루어지게 된다. 도시된 실시예에서, 이어 또는 표면(52a, 52b)은 일반적으로 원통형인 하우징(20)의 상부 표면과 상보적인 형태가 되도록 일반적으로 반원형 형태를 갖는다.

제 5 도에 잘 도시된 바와같이, 브래킷부재가 편평한 금속재질의 시트로부터 형성되며 제 5 도에 참조번호 (70)로 일반적으로 표시된 블랭크 형태로 절단된다. 제 5 도에 도시된 바와같이, 블랭크는 세 개의 접힘 또는 구부림 선(72, 74, 76)에서 각각 90도씩 접혀져서 제 1 내지 4 도에 도시된 바와같은 브래킷(60)이 형성된다.

제 7 도 및 8 도를 보면, 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예가 참조번호 (110)으로 도시되어 있다. 제 7 및 8 도의 실시예에서, 탄력성 클램핑수단 및 결합수단은 중합체 재질의 두 개의 상보적인 절반부분으로 형성되는 것이 바람직한 탄력적인 힌지된 하우징부재(120)에 의해 규정된다. 상기 절반부분(120a, 120b)은 제 8 도에 도시된 바와같이 커넥터소자(30, 32)를 그 사이에 조여지게 맞물리도록 조개껍질 모양의 구조로 형성하는 것이 바람직하다. 제 7 도는 아래쪽 하우징 절반부분(120b)과 아래쪽 커넥터 소자(32)를 도시한다. 상기 하우징(120)은 여러가지 면에서 전술한 미합중국 특허 제 5,121,456 호에 기술된 중합체 보디 또는 하우징부재와 유사한데, 상기 특허의 내용은 상기 중합체 보디 또는 하우징 타입 소자의 기재내용에 관해, 특히 한 쌍의 알루미늄 합금 스플라이스소자를 조여지게 맞물려주는 하우징의 부분이 커넥터소자(30, 32)와 사실상 유사하다는 점에서 본 명세서에 참고되어 있다.

하우징(120)은 광 파이버(14)를 홈(34)내에 보유시키기에 충분한 힘으로 커넥터 소자(30, 32)를 서로 맞물림 상태로 수용하고 유지하기 위한 제1 리세스 또는 동공(122)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 동공(122)에는 커넥터(30, 32)에 클램핑 또는 맞물림 힘을 유지시키기 위한 한 쌍의 융기된 리브(124, 126)가 더 제공된다. 하우징 절반부분(120a)은 제 7 도에 도시된 하우징 절반부분(120b)과 사실상 상보적인 형태의 것이다. 하우징 절반부분은 기구(42)의 작동부분(62)을 커넥터소자(28)의 작동부분 또는 채널 또는 홈(40)과 맞물리도록 기구를 수용하기 위한 개구(128)의 상보적 절반부분을 더 포함한다. 하우징 절반부분(120a, 120b)은 상보적인 융기된 리브(130) 및 상보적인 홈(130a)을 따라서, 또한 하나 이상의 상보적으로 형상되어 배치된 돌출부 또는 융기부(132) 및 수용개구(134)를 따라서 음파 용접에 의해 함께 결합된다.

하우징(120)에 형성되는 제2 동공(136)은 전자-광학 디바이스(18)의 하우징 또는 케이싱(20)을 수용하고 유지시키기 위해 일반적으로 상보적인 형태를 갖는다. 제 7 도에 도시된 실시예에서, 리세스 또는 동공(136)은 일반적으로 단부가 개방된 형태이며, 내부직경이 약간 작은 일반적으로 환상의 닫힘부재(138)가 동공(136)의 개방 단부 위에 인가되어 전자-광학 디바이스 케이싱(20)을 보유케 한다. 닫힘부재(138)는 예를들어 적절한 접착제 또는 음파 용접에 의해 부착된다. 각각의 동공(122, 136)은 홈(34)과 파이버(14)가 디바이스(18)의 광학입력 또는 렌즈부(26)와 얼라이먼트될 수 있도록 하우징(120)내에 형성 배치된다.

제 7 도에 도시된 실시예에서, 하우징(110)에는 동공(136)이 형성된 단부와 일반적으로 반대쪽 단부로부터 돌출하는 파이버 자켓 터미네이팅 부분(140)이 더 제공된다. 파이버 자켓 터미네이팅 부분은 다수의 축상으로 떨어져있는 주변이 환상형인 융기된 리브(142)가 형성되어 있는 원통형 부재를 구비한다. 제 7 도에 도시된 바와 같이, 몇몇 광 파이버에는 버퍼부분(12)을 둘러싸는 다량의 파이버성 캐브라(fibrous kevlar) 또는 유사한 재질의 형태를 일반적으로 갖는 보강부분(144)과, 보강부재 또는 부분(144)을 둘러싸는 적절한 플라스틱 또는 다른 합성재질로 된 주변 보호용 외부자켓(146)이 부가적으로 제공된다. 사용시, 외부자켓(146)은 전술한 바와같이 디바이스(18)와 얼라이먼트하기 위해 채널(34)을 통해 돌출하기에 충분한 길이의 돌출 파이버(14) 및 버퍼부분(12)을 제공하기에 필요한 정도로 절단된다. 그런데, 보강부재 또는 재질(144)을 기계적으로 맞물려서 접속의 강도를 유지하는 것이 바람직한 경우도 있다. 제 7 도의 실시예에서는 일반적으로 관모양의 클림프 페룰(148)과 협동하여 파이버 자켓 터미네이팅 부분(140)에 의해 이루어진다. 즉 페룰(148)은 버퍼부분(16)과 거의 동일한 길이로 터미네이트되는 파이버성 캐브라 재질(144) 주위에 배치된다. 페룰(148)은 보강소자(144)에 대해 압축되어 터미네이팅 부분(140)의 리브(142)에 대해 눌러줌으로써 하우징(120)과 파이버의 접속의 기계적 강도를 유지시킨다.

본 발명의 특정한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 기술분야에 숙련된 사람이면 본 발명의 광범위한 양태에서 벗어나지 않고도 여러가지 면에서 본 발명을 수정하고 변경할 수 있음을 알 수 있는데, 이러한 수정 및 변경중 일부는 평범한 기술 또는 설계상의 문제이지만 일부는 충분히 연구한 후에야 알 수 있을 것이다. 이와같이 본 발명의 범위는 여기에 기술된 특정한 실시예 및 구성에 의해 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해서 규정될 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위의 목적은 본 발명의 진정한 정신 및 범주안에 드는 모든 수정 및 변경을 망라하려는 것이다.

Claims (10)

1. 광 파이버를 전자-광학 디바이스의 광학입력에 접속하기 위한 장치로써, 광 파이버를 수용하기 위한 광 파이버 홈과, 기구를 수용하기 위한 기구 홈을 가진 한 쌍의 상보적 소자를 구비하며, 상기 기구는 광 파이버 홈 내에 광 파이버를 배치 또는 제거할 수 있도록 소자들을 분리시키는데 사용되며, 소자들을 함께 유지시키기 위한 탄력성 클램핑수단을 구비하는 광 파이버 접속장치에 있어서, 파이버 광학 홈이 전자-광학 디바이스의 광학입력과 정렬되도록 전자-광학 디바이스와 클램핑수단을 결합시키는 결합수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 파이버 접속장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄력성 클램핑수단과 상기 결합수단은 상기 소자들을 함께 고정시키기 위한 일체형 브래킷수단으로 되어서 상기 광 파이버를 상기 광학 파이버 홈에 유지시키고 전자-광학 디바이스를 상기 파이버 광학 홈과 얼라이먼트 상태로 유지시키는 광 파이버 접속장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 기구는 상기 기구수용 홈에 수용되기에 적합한 길다란 작동부분을 포함하며, 상기 기구가 90도 회전될 때 상기 소자들은 광 파이버의 배치 또는 제거가 가능할 정도로 충분히 떨어지도록 힘을 받는 광 파이버 접속장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 광 파이버 홈은 상기 소자중 하나에 절반이 있고 다른 하나에 절반이 있는 광 파이버 접속장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 광 파이버 홈은 일반적으로 원추형의 입구를 갖는 광 파이버 접속장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전자-광학 디바이스는 다이오드인 광 파이버 접속장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 클램핑수단으로부터 바깥쪽으로 돌출하는 한 쌍의 편평한 표면이며, 상기 편평한 표면은 상기 다이오드에 부착되는 광 파이버 접속장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 탄력성 클램핑수단과 상기 결합수단은 탄력적인 힌지된 하우징에 의해 규정되는 광 파이버 접속장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 소자들을 수용하기 위한 동공을 갖는 광 파이버 접속장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 전자-광학 디바이스를 수용하기 위한 다른 동공을 갖는 광 파이버 접속장치.