KR100465671B1

KR100465671B1 - 커플링 일체형 콜리메이터

Info

Publication number: KR100465671B1
Application number: KR10-2002-0003269A
Authority: KR
Inventors: 문재호; 전승원; 권순종; 김동식
Original assignee: 주식회사 포엠
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2005-01-13
Also published as: KR20030062841A

Abstract

본 발명은 광통신시스템에서 광섬유의 접속 및 절환에 사용되는 커플링 일체형 콜리메이터를 개시한다. 본 발명의 콜리메이터는 빛의 선로를 형성하는 몸체와, 몸체의 일단에 빛을 평행광선으로 출사할 수 있도록 형성되어 있는 렌즈와, 몸체의 타단에 페룰을 수용할 수 있도록 일체로 연장되어 있는 커플링으로 구성된다. 본 발명의 제조방법은 다수의 캐버티를 갖는 몰드와, 몰드의 캐버티에 상하로 맞춤되는 플런저와 코어를 갖는 몰드세트를 준비하고, 몰드의 캐버티에 소요량의 유리곱을 공급한다. 몰드의 캐버티에 공급되어 있는 유리곱을 플런저와 코어에 의하여 가압하여 콜리메이터를 성형한 후, 몰드의 캐버티로부터 콜리메이터를 취출한다. 본 발명에 의하면, 다수의 캐버티를 갖는 몰드와, 몰드의 캐버티에 상하로 맞춤되는 플런저와 코어를 갖는 몰드세트에 의하여 유리곱을 프레스성형하여 페룰을 조립할 수 있는 커플링을 갖는 다량의 콜리메이터를 제조함으로써, 콜리메이터의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 취급과정에서의 취성파괴 및 손상을 효과적으로 방지할 수 있도록 콜리메이터의 구조를 개선시켜 취급성을 향상시킬 수 있으며, 커플링 일체형의 간단한 구조에 의하여 페룰의 조립이 간편해져 조립성을 크게 향상시킬 수 있고, 광통신시스템의 구성에 소요되는 부품의 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

커플링 일체형 콜리메이터{COLLIMATOR WITH INTEGRALLY FORMED COUPLING}

본 발명은 광섬유의 접속 및 절환에 사용되는 커플링(Coupling) 일체형 콜리메이터(Collimator)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커플링이 일체형으로 형성되어 있는 다량의 콜리메이터를 프레스성형(Press forming)에 의하여 제조할 수 있는 커플링 일체형 콜리메이터에 관한 것이다.

주지하고 있는 바와 같이, 광통신시스템에서 레이저, 레이저다이오드, 발광다이오드 등의 광원으로부터 발생되는 빛은 광섬유를 통하여 전송하고 있다. 광원과 광섬유 또는 두 가닥의 광섬유를 접속 및 절환시킬 때 빛의 손실을 최소화시키며 광축(Optical axis)의 정렬(Alignment)을 정확하고 간편하게 조절할 수 있도록 콜리메이터에 의하여 평행광선(Parallel rays)을 만들어 주고 있다.

일반적으로 콜리메이터는 유리봉에 탈륨(Thallium)을 고온이온교환법에 의한 화학처리에 의하여 침투시켜 유리의 굴절률(Refraction index)을 설계에 맞는 굴절률로 만들어 주고, 유리봉을 절삭기 또는 연삭기의 정밀 가공에 의하여 구배를 형성한 그린렌즈(GRIN lens)라 부르고 있는 그레이디드인덱스렌즈(Graded index lens)가 이용되고 있다. 이와 같은 그레이디드인덱스렌즈의 구성 및 작용은 미국특허 제6,142,678호, 제6,168,319호와 한국 등록특허공보 제289,715호에 상세히 개시되어 있다.

그러나 종래기술의 콜리메이터에 있어서는 유리봉의 굴절률을 조절하기 위한 화학처리에 환경오염물질인 탈륨(Thallium)이 사용되고 있기 때문에 환경오염의 문제가 수반되고 있다. 또한, 콜리메이터는 1㎛ 이하의 오차를 갖는 초정밀 부품으로 제조되고 있는 바, 기계적 가공에 의한 광콜리메터의 제조에 있어서는 많은 시간과 인력이 소요되어 생산성이 크게 저하될 뿐만 아니라, 제품단가가 상승되는 문제가 있다. 특히, 유리는 취성이 매우 낮은 특성을 보유하고 있어 가공이 상당히 곤란하고, 가공 및 취급과정에서의 취성파괴로 인한 생산성 및 취급성의 저하가 심각한 문제가 있다.

한편, 종래기술의 콜리메이터에 의한 광섬유의 접속상태를 살펴보면, 광섬유의 끝단은 피그테일(Pigtail)이라고도 부르고 있는 페룰(Ferrule)의 홀(Hole)에 수용되고 있다. 페룰은 유리, 금속 등을 소재로 제조되어 있는 슬리브(Sleeve)의 보어(Bore) 일측에 끼워지고, 슬리브의 보어 타측에는 콜리메이터가 끼워진다. 이때, 슬리브의 보어에 끼워지는 페룰과 콜리메이터의 광축은 정확하게 정렬되어야 한다.

그런데 광섬유의 접속을 위하여 별도의 슬리브가 필요하기 때문에 광통신시스템을 구성하는데 부품의 수요가 많아져 비용의 상승이 수반되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 광섬유의 접속공정이 복잡하여 작업성이 크게 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 커플링이 일체형으로 형성되어 있는 다량의 콜리메이터를 성형에 의하여 제조하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 커플링 일체형 콜리메이터를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 취급과정에서의 취성파괴 및 손상을 효과적으로 방지하여 취급성을 향상시킬 수 있는 커플링 일체형 콜리메이터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 커플링 일체형의 간단한 구조에 의하여 페룰의 조립이 간편해져 조립성을 크게 향상시킬 수 있으며, 광통신시스템의 구성에 소요되는 부품의 비용을 절감시킬 수 있는 커플링 일체형 콜리메이터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비축대칭 비구면렌즈의 구조에 의하여 유리의 굴절율을 조절하기 위한 화학처리를 배제할 수 있어 환경오염을 방지시킬 수 있는 커플링 일체형 콜리메이터를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 페룰의 홀에 수용되어 있는 광섬유로부터의 빛을 평행광선으로 출사하는 콜리메이터에 있어서, 광섬유로부터의 빛을 전송하는 선로를 형성하는 몸체와; 몸체의 일단에 빛을 평행광선으로 출사할 수 있도록 형성되어 있는 비축대칭 비구면렌즈와; 몸체의 타단에 페룰을 수용할 수 있도록 일체로 연장되어 있는 커플링과; 커플링의 내측에 위치하도록 몸체의 타단에 형성되어 있으며, 광섬유로부터의 빛이 입사되는 구배를 갖는 엔드페이스로 이루어지는 커플링 일체형 콜리메이터에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콜리메이터의 제1 실시예의 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 콜리메이터의 제2 실시예의 구성을 나타낸 단면도,

도 3a 내지 도 3c는 제1 및 제2 실시예의 콜리메이터에서 커플링의 변형예를 나타낸 정면도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 커플링의 다른 변형예를 나타낸 사시도 및 정면도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 커플링의 또 다른 변형예를 나타낸 사시도 및 정면도,

도 6a 및 도 6b는 도 5a 및 도 5b와 유사한 도면으로 본 발명에 따른 커플링의 또 다른 변형예를 나타낸 사시도 및 정면도,

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 커플링의 또 다른 변형예를 나타낸 사시도 및 정면도,

도 8은 본 발명에 따른 콜리메이터의 제3 실시예의 구성을 나타낸 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 콜리메이터의 제4 실시예의 구성을 나타낸 사시도,

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 콜리메이터를 제조하기 위한 몰드세트의구성을 부분적으로 나타낸 단면도 및 평면도,

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 몰드세트에 의하여 콜리메이터를 제조하는 방법을 설명하기 위하여 부분적으로 나타낸 단면도,

도 12는 본 발명에 따른 콜리메이터의 제조방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 광섬유 2: 페룰

10: 콜리메이터 11: 몸체

12: 렌즈 13: 엔드페이스

14: 커플링 16a, 16b: 평탄면

17a, 17b: 돌기 20: 몰드세트

21: 몰드 22: 캐버티

25: 플런저 26: 코어

30: 프레스 31: 램

32: 이젝팅플레이트 G: 유리곱

이하, 본 발명에 따른 커플링 일체형 콜리메이터에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 콜리메이터(10)는 유리곱(Glass gob)이라 불리는 용융유리 덩어리를 소재로 프레스성형에 의하여 제조한다. 콜리메이터(10)는 광원 또는 광섬유(1)로부터의 빛을 전송하는 선로를 형성하는 원통형 몸체(11)를 갖는다. 몸체(11)의 선단에는 빛을 출사할 수 있는 렌즈(12)가 형성되어 있으며 타단에는 광원 또는 광섬유(1)로부터 출사되는 빛을 입사할 수 있도록 반지름방향으로 구배를 갖는 엔드페이스(End face: 13)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서 렌즈(12)는 렌즈면(Lens face)이 렌즈(12)의 수직중심축, 즉 Z축을 회전축으로 비축대칭을 이루는 비축대칭 비구면렌즈로 형성되어 있고, 엔드페이스(13)는 콜리메이터(10)의 광축에 대하여 예를 들어 8° 정도의 각도로 경사지게 형성되어 있다.

또한, 콜리메이터(10)의 타단에는 페룰(2)을 수용할 수 있도록 개방단부 (14a)와 연통되는 수용공간(14b)을 갖는 실린더형 커플링(14)이 일체형으로 연장되어 있으며, 몸체(11)의 외면에는 단차부(15)가 형성되어 있다. 이 단차부(15)는 콜리메이터(10)의 렌즈(12)를 광통신시스템의 구멍에 끼워 조립할 때 구멍의 가장자리에 지지시킬 수 있으므로, 콜리메이터(10)의 조립을 정확하고 간편하게 실시할 수 있다. 그리고 페룰(2)의 홀(3)에는 광섬유(1)의 일단이 수용되어 있으며, 페룰(2)의 선단에는 콜리메이터(10)의 엔드페이스(13)와 선대칭을 이루도록 엔드페이스(4)가 형성되어 있다. 도 2에는 콜리메이터(10)의 몸체(11)에 단차부(15)가 배제되어 콜리메이터(10)의 외형이 원주형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있다.도 2의 원주형 콜리메이터(10)는 외형의 간단한 구조에 의하여 성형성을 향상시킬 수 있는 장점을 보유한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 콜리메이터(10)에 있어서는, 페룰(2)의 엔드페이스(4)가 콜리메이터(10)의 엔드페이스(13)와 선대칭을 이루도록 커플링(14)의 수용공간(14b)에 페룰(2)을 삽입시키고, 페룰(2)과 콜리메이터(10)를 접착제에 의하여 고착시킴으로써, 페룰(2)과 콜리메이터(10)의 조립을 간편하게 실시하여 조립성을 향상시킬 수 있다. 특히, 페룰(2)을 수용할 수 있는 커플링(14)이 콜리메이터(10)에 일체화되어 있는 구조에 의하여 기존에 페룰과 콜리메이터의 조립을 위하여 사용되었던 슬리브를 배제시킬 수 있어 광섬유(1)의 접속에 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있다.

한편, 콜리메이터(10)의 엔드페이스(13)에는 광섬유(1)의 끝단과 페룰(2)의 엔드페이스(4)로부터 출사되는 광신호가 입사되고, 엔드페이스(13)에 입사되는 광신호는 몸체(11)를 통하여 렌즈(12)로 전달되어 출사된다. 이때, 콜리메이터(10)의 엔드페이스(13)는 광신호의 반사에 의한 손실을 감소시킨다. 비축대칭 비구면렌즈로 구성되어 있는 렌즈(13)에 의해서는 기존의 그레이디드인덱스렌즈가 갖는 굴절률을 만족하므로, 굴절률의 조절을 위한 화학처리를 배제시킬 수 있다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 커플링(14)의 수용공간(14b)은 그 단면형상이 페룰(2)의 수용에 적합하도록 원형, 사각형과 삼각형으로 형성되어 있다. 도 3a에 도시되어 있는 원형단면의 수용공간(14b)의 내경은 페룰(2)이 맞춤되도록 페룰(2)의 외경보다 작게 형성되어 있다. 도 3b에 도시되어 있는 사각형단면의 수용공간(14b)에는 페룰(2)이 4점 지지되어 수용되며, 도 3c에 도시되어 있는 삼각단면의 수용공간(14b)에는 페룰(2)이 3점 지지되어 수용된다. 그리고 커플링(14)의 수용공간(14b)에 수용되는 페룰(2)은 접착제에 의하여 견고하게 고착된다. 수용공간(14b)의 단면형상은 원형, 사각형과 삼각형 이외에도 다각형 등 기타의 형상으로 적절하게 변경할 수 있다.

도 4a 및 도 4b 내지 도 7a 및 도 7b에는 본 발명에 따른 커플링의 다양한 변형예들이 도시되어 있으며, 커플링(14)은 수용공간(14b)에 수용되는 페룰(2)의 외면을 지지할 수 있도록 분할되어 있는 다수의 지지부(14c)로 형성되어 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있는 지지부(14c)는 수용공간(14b)에 수용되는 페룰(2)의 외면을 3점 지지할 수 있도록 3개가 원주방향을 따라 등간격을 이루는 핀형으로 형성되어 있다. 도 5a 및 도 5b 내지 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있는 지지부(14c)는 모두 수용공간(14b)에 수용되는 페룰(2)의 외면을 선접촉에 의하여 지지할 수 있는 지지면(14d)을 갖는 반달형으로 형성되어 있다. 도 7a 및 도 7b의 반달형 지지부(14c)는 페룰(2)을 수용공간(14b)의 반경방향에서 끼울 수 있는 개방부(14e)를 갖도록 "ㄷ"자 형상으로 배치되어 있다. 커플링(14)의 개방부(14e)를 통하여 페룰(2)을 수용공간(14b)의 반경방향에서 끼워 수용시키는 것은 페룰(2)을 수용공간 (14b)의 후방에서 끼워 수용시키는 것보다 페룰(2)을 용이하게 수용시킬 수 있으므로, 페룰(2)의 조립성을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에 있어서 지지부(14c)는 핀형, 반달형으로 형성되어 있는 것을 설명하였으나 이는 예시적인 것으로 지지부 (14c)의 형상은 페룰(2)의 외면을 지지할 수 있는 형상이면 구애받음이 없이 채택할 수 있다. 또한, 지지부(14c)의 갯수 및 위치는 적절하게 변경하여 형성할 수 있다.

도 8과 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 콜리메이터(10)의 외면 좌우에는 서로 대응하도록 평탄면(16a, 16b)이 형성되어 있다. 도 8의 평탄면(16a, 16b)은 콜리메이터(10)의 선단으로부터 중앙부에 걸쳐 부분적으로 형성되어 있고, 도 9의 평탄면(16a, 16b)은 콜리메이터(10)의 외면 전체, 즉 선단으로부터 후단에 걸쳐 형성되어 있는 것이 도시되어 있다. 이러한 콜리메이터(10)의 평탄면(16a, 16b)은 콜리메이터(10)의 커플링(14)에 페룰(2)을 조립하는 등의 취급과정에서 테이블 등에 놓이는 콜리메이터(10)의 구름운동을 방지시켜 파손 및 손상을 효과적으로 방지시킨다. 특히, 평탄면(16a, 16b)은 작업자가 핀셋(Pincette) 등의 공구나 로봇의 그리퍼(Gripper)에 의하여 간편하게 붙잡을 수 있으므로, 콜리메이터(10)의 취급성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 작업자는 평탄면(16a, 16b)에 의하여 콜리메이터 (10)의 엔드페이스(13)에 대한 방향성을 쉽게 인지할 수 있으며, 이에 따라 콜리메이터(10)의 엔드페이스(13)와 페룰(2)의 엔드페이스(4)를 정확하게 정렬시켜 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 광통신시스템을 구성하는 부품의 구멍에 끼워 조립할 때 콜리메이터(10)의 방향을 정확하게 설정할 수 있다. 그리고 콜리메이터(10)의 평탄면(16a, 16b)에는 그 중앙에 길이방향을 따라 돌기(17a, 17b)가 각각 형성되어 있다.

도 10a 및 도 10b에는 본 발명의 콜리메이터(10)를 프레스성형하기 위한 몰드세트(Mold set: 20)가 도시되어 있다. 몰드세트(20)의 몰드(21)에는 콜리메이터(10)의 성형을 위한 다수의 캐버티(Cavity: 22)가 형성되어 있다. 캐버티(22)의 내면에는 콜리메이터(10)의 평탄면(16a, 16b)과 돌기(17a, 17b)를 성형할 수 있는 평탄면(23a, 23b)과 홈(24a, 24b)이 형성되어 있다. 캐버티(22)의 상부에 콜리메이터 (10)의 엔드페이스(13)와 커플링(14)을 성형할 수 있도록 사면(25a)이 형성되어 있는 플런저(Plunger: 25)가 맞춤되어 있다. 캐버티(22)의 하부에 콜리메이터(10)의 렌즈(12)를 성형할 수 있는 코어(Core: 26)가 맞춤되어 있고, 코어(26)의 상단에는 렌즈(12)의 형상과 부합하도록 오목한 비축대칭 비구면(26a)이 형성되어 있다.

몰드세트(20)의 플런저(25)는 프레스(30)의 램(Ram: 31)에 설치되어 승강운동되며, 코어(26)는 프레스(30)의 이젝팅플레이트(Ejecting plate: 32)에 설치되어 승강운동된다. 본 실시예에 있어서 프레스(30)의 이젝팅플레이트(32)에는 코어(26) 대신에 플런저(25)를 설치하고, 램(31)에는 코어(26)를 설치할 수도 있다. 프레스 (30)의 램(31)과 이젝팅플레이트(32)를 승강운동시키는 구동수단의 구성과 작용은 잘 알려진 것이므로 프레스의 구동수단의 구성과 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 10b에 자세히 도시되어 있는 바와 같이, 몰드세트(20)의 몰드(21)는 홈 (24a, 24b)의 수평중심선을 기준으로 좌우로 분할되는 제1 몰드분할체(21a)와 제2 몰드분할체(21b)로 구성할 수 있다. 몰드(21)의 제1 및 제2 몰드분할체(21a, 21b)는 분할선(Parting line: 21c)을 기준으로 정합되어 있으며, 분할선(21c)을 기준으로 홈(24a, 24b)이 좌우로 분할되도록 위치되어 있다. 따라서, 몰드(21)의 분할선 (21c)에 위치되어 성형되는 돌기(17a, 17b)는 콜리메이터(10)의 몰드매치라인(MoldMatch Line)이 된다.

지금부터는 본 발명에 따른 커플링 일체형 콜리메이터의 제조방법을 도 12를 참조하여 설명하며, 그 예로서 도 8에 도시되어 있는 콜리메이터의 제조방법을 위주로 설명한다.

도 11a에 도시되어 있는 바와 같이, 우선 몰드(21)의 캐버티(22) 하부에 코어(26)를 맞춤시키고, 프레스(30)의 램(31)을 상승시켜 몰드(21)의 캐버티(22)로부터 플런저(25)를 분리시켜 몰드(21)의 캐버티(22)를 개방(Open)시킨 몰드세트(20)를 준비한다(S100). 그리고 몰드(21)의 캐버티(22)에 콜리메이터(10)의 소재로 소요량의 유리곱(G)을 공급한다(S102). 이때, 유리곱(G)은 콜리메이터(10)의 돌기 (17a, 17b)가 성형될 수 있는 양을 최대량으로 설정하여 공급한다.

이와 같은 소요량의 유리곱(G)은 2가지 방법에 의하여 공급할 수 있다. 첫번째 유리곱(G)의 공급방법은 콜리메이터(10)의 성형에 소요되는 양의 유리덩어리를 몰드(21)의 캐버티(22)에 공급한 후, 이 유리덩어리를 열처리에 의하여 유리곱(G)으로 용융한다. 유리덩어리의 열처리는 몰드(21)를 적외선램프 등의 가열수단이 설치되어 있는 노(Furnace)에 안치시킨 후, 가열수단에 의하여 몰드(21)를 고온분위기에서 가열하여 실시한다. 콜리메이터(10)용 유리곱(G)은 370∼800℃ 정도에서 용융시킬 수 있다. 또한, 캐버티(22)의 유리덩어리는 버너 등의 가열수단에 의하여 직접 가열하여 용융시킬 수도 있다. 두번째 유리곱(G)의 공급방법은 잘 알려진 유리용해로(Melting furnace)의 오리피스(Orifice)를 통하여 공급되는 유리곱(G)을 콜리메이터(10)의 성형에 소요되는 양으로 몰드(21)의 캐버티(22)에 각각 분배하여공급한다.

다음으로, 몰드(21)의 캐버티(22)에 유리곱(G)의 공급이 완료되면, 프레스 (30)의 램(31)을 하강시켜 플런저(25)와 코어(26)에 의하여 캐버티(22)의 유리곱 (G)을 가압하여 콜리메이터(10)로 성형한다(S104). 즉, 도 10a에 도시되어 있는 바와 같이, 플런저(25)의 가압에 의하여 몰드(21)의 캐버티(22)에 공급되어 있는 유리곱(G)은 플런저(25)와 코어(26)의 성형압력을 부여받아 캐버티(22)에 충전되면서 콜리메이터(10)로 성형된다. 이때, 성형압력을 받는 유리곱(G)은 몰드(21)의 캐버티(22)에 충전되어 콜리메이터(10)의 몸체(11), 렌즈(12), 엔드페이스(13)와 커플링(14)을 형성한 후, 몰드(21)의 홈(24a, 24b)에 충전되어 콜리메이터(10)의 돌기 (17a, 17b)를 형성하게 된다.

한편, 돌기(17a, 17b)는 콜리메이터(10)의 실질적인 작용에 전혀 영향을 주지 못하는 요소이므로, 돌기(17a, 17b)의 성형에 소요되는 유리곱(G)은 여분이라 할 수 있다. 이와 같이 몰드(21)의 캐버티(22)에 돌기(17a, 17b)를 성형할 수 있는 최대량의 유리곱(G)을 공급하여 콜리메이터(10)를 성형함으로써, 유리곱(G)의 충전부족과 성형압력부족에 따른 몸체(11), 렌즈(12), 엔드페이스(13)와 커플링(14)의 성형불량을 효과적으로 배제할 수 있다. 특히, 초정밀도를 갖는 렌즈(12)와 엔드페이스(13)를 성형할 수 있다. 그리고 몰드(21)의 홈(21a, 24b)은 플런저(25)의 가압에 의하여 부여되는 성형압력의 급격한 변동을 흡수하는 여유공간으로 작용함으로써, 콜리메이터(10)의 성형불량을 효과적으로 방지한다.

몰드(21)의 캐버티(22)에 유리곱(G)의 실제 공급량이 최대공급량보다 미소한편차로 부족하게 공급될 경우, 몸체(11), 렌즈(12), 엔드페이스(13)와 커플링(14)은 충분히 성형되지만 돌기(17a, 17b)에는 유리곱(G)의 충전부족에 의하여 미성형이 발생된다. 이때, 몸체(11), 렌즈(12), 엔드페이스(13)와 커플링(14)이 품질을 만족한다면 미성형 돌기(17a, 17b)가 발생되더라도 콜리메이터(10)는 양품으로 선별할 수 있다. 그리고 몰드세트(20)에 의하여 유리곱(G)을 프레스성형할 때 수반되는 플래시(Flash)가 돌기(17a, 17b)에 발생될 경우에도 콜리메이터(10)는 양품으로 선별할 수 있을 뿐만 아니라, 돌기(17a, 17b)의 플래시는 몸체(11)의 외면에 발생된 경우보다 연마기의 연마에 의하여 간편하게 제거할 수 있는 장점을 보유한다. 따라서, 몰드세트(20)의 프레스성형에 의하여 품질을 만족하는 다량의 콜리메이터 (10)를 정밀하게 제조할 수 있으며, 콜리메이터(10)의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 몰드세트(20)의 플런저(25)에 의하여 유리곱(G)을 가압하여 콜리메이터(10)를 성형한 후에는, 성형되어 있는 콜리메이터(10)를 냉각하여 경화시킨다 (S106). 콜리메이터(10)의 냉각은 몰드(21)의 공랭 및 수냉에 의하여 실시할 수 있으며, 몰드(21)의 냉각에 의하여 콜리메이터(10)의 냉각은 자연적으로 이루어진다. 몰드(21)는 냉각용 공기를 블로잉(Blowing)하여 냉각하거나 냉각수를 공급할 수 있는 워터재킷(Water jacket)에 의하여 냉각한다. 몰드(21)의 공랭 및 수냉에 관련한 구성 및 기술은 잘 알려진 것이므로 그 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. 한편, 유리곱(G)의 열처리를 위하여 몰드세트(20)를 노 안에 배치하여 프레스성형을 실시한 경우, 몰드세트(20)는 노 밖으로 이동시켜 냉각을 실시하는 것이 바람직하다.

다음으로, 프레스(30)의 램(31)을 작동시켜 플런저(25)를 초기위치로 상승시킴으로써 몰드(21)의 캐버티(22)를 개방시킨다(S108). 마지막으로, 몰드(21)의 캐버티(22)에 성형되어 있는 콜리메이터(10)를 취출한다(S110). 도 10b에 도시되어 있는 바와 같이, 몰드(21)의 분할선(21c)을 기준으로 제1 및 제2 몰드분할체(21a, 21b)를 분할시켜 캐버티(22)에 성형되어 있는 콜리메이터(10)를 분리시키는 것에 의하여 취출할 수 있다. 또한, 도 11b에 도시되어 있는 바와 같이, 몰드(21)의 캐버티(22)에 끼워져 있는 코어(26)를 프레스(30)의 이젝팅플레이트(32)에 의하여 상승시켜 캐버티(22)에 성형되어 있는 콜리메이터(10)를 취출할 수 있다. 이와 같은 몰드세트(20)의 몰드(21), 플런저(25)와 코어(26)에 의한 유리곱(G)의 프레스성형에 의하여 본 발명의 콜리메이터(10)를 다량으로 제조할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 커플링 일체형 콜리메이터에 의하면, 다수의 캐버티를 갖는 몰드와, 몰드의 캐버티에 상하로 맞춤되는 플런저와 코어를 갖는 몰드세트에 의하여 유리곱을 프레스성형하여 페룰을 조립할 수 있는 커플링을 갖는 다량의 콜리메이터를 제조함으로써, 콜리메이터의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 취급과정에서의 취성파괴 및 손상을 효과적으로 방지할 수 있도록 콜리메이터의 구조를 개선시켜 취급성을 향상시킬 수 있으며, 커플링 일체형의 간단한 구조에 의하여 페룰의 조립이 간편해져 조립성을 크게 향상시킬 수 있고, 광통신시스템의 구성에 소요되는 부품의 비용을 절감시킬 수 있다. 그리고 비축대칭 비구면렌즈의 구조에 의하여, 유리의 굴절율을 조절하기 위한 화학처리를 배제할 수 있어 환경오염을 방지시킬 수 있는 매우 실용적인 효과가 있다.

Claims

페룰의 홀에 수용되어 있는 광섬유로부터의 빛을 평행광선으로 출사하는 콜리메이터에 있어서,

상기 광섬유로부터의 빛을 전송하는 선로를 형성하는 몸체와;

상기 몸체의 일단에 빛을 평행광선으로 출사할 수 있도록 형성되어 있는 비축대칭 비구면렌즈와;

상기 몸체의 타단에 상기 페룰을 수용할 수 있도록 일체로 연장되어 있는 커플링과;

상기 커플링의 내측에 위치하도록 상기 몸체의 타단에 형성되어 있으며, 상기 광섬유로부터의 빛이 입사되는 구배를 갖는 엔드페이스로 이루어지는 커플링 일체형 콜리메이터.
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제 1 항에 있어서, 상기 커플링은 상기 페룰의 외면을 지지하여 수용할 수 있도록 원주방향을 따라 분할되어 있는 다수의 지지부로 형성되어 있는 커플링 일체형 콜리메이터.
제 1 항에 있어서, 상기 몸체의 외면 양쪽에 평탄면이 서로 대응하도록 더 형성되어 있으며, 상기 평탄면의 중앙에 돌기가 길이방향을 따라 각각 더 형성되어 있는 커플링 일체형 콜리메이터.
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