KR101079715B1 - 수직 정렬 핀과 렌즈 구조 및 테이퍼 구조를 겸비한 이종 광 도파로 광연결을 위한 커넥터 - Google Patents

수직 정렬 핀과 렌즈 구조 및 테이퍼 구조를 겸비한 이종 광 도파로 광연결을 위한 커넥터 Download PDF

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Abstract

수직 정렬 핀과 렌즈 구조 및 테이퍼 구조를 겸비한 이종 광 도파로 광연결을 위한 커넥터를 개시한다. 상기 커넥터는 광 커넥터 부분으로 갈수록 커오의 수광(빛을 받음) 폭이 넓어지는 테이퍼 구조로 형성된 광 도파로 부, 커넥터 본체를 지지하며, 고정 페룰을 이용하여 외부 광섬유와 내부 광섬유를 고정 연결하는 고정 커넥터 부 및 상기 외부 광섬유를 연결하기 위한 외부 광섬유 연결부를 포함한다.

Description

수직 정렬 핀과 렌즈 구조 및 테이퍼 구조를 겸비한 이종 광 도파로 광연결을 위한 커넥터{An Optical Connector which has Incorporated Vertical Mechanical Pins, Implemented Lens and Taper Structures}
본 발명은 저손실의 고정밀도 광 연결을 하기 위한 광 커넥터물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 인쇄 회로 기판 형태의 광 도파로와 외부 광배선 사이의 연결을 하기 위한 수직 정렬 핀과 렌즈 구조 및 테이퍼 구조를 겸비한 이종 광 도파로 광연결을 위한 커넥터에 관한 것이다.
통상적으로 사용되는 광 커넥터의 종류는 매우 많으며, 형태 및 광섬유의 종류에 따라 구분된다. FC, MIC, LC, EC, MT-RJ, SC, ST 커넥터 등이 많이 알려져 있으며 주로 통신 및 소자용으로 사용된다.
또한, TOSLINK 커넥터도 있는데, 이것은 주로 음향 장비등에 사용된다. 이러한 기술들은 단일 혹은 다중모드의 광섬유를 이용한 광 배선에 특화되어 있으며, 낮은 손실과 좋은 생산성을 가지고 있으나, 현재의 기술로 광 인쇄 회로 기판에 직접 연결하여 사용하기에는 광 모드간의 차이가 크고, 직접 연결할 수 있는 표준안이 없는 관계로 곤란하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 광 배선과 연결 가능한 커넥터에 광 인쇄 회로 기판 등에 적용 가능한 정렬 구조 및 광 입사 구조를 추가하여 광 모드간에 차이에 의한 연결 손실을 저감하고 기계적 정렬 구조 및 결속 구조를 강화하여 광 커넥터의 복합기능화, 소형화, 저가격 고성능화 및 고신뢰성화를 추구하고자 한다.
또한 광 인쇄 회로 기판에 직접 연결이 가능한 광 커넥터를 고안하여 기존의 외부 광 배선을 효율적으로 활용 가능한 수직 정렬 핀과 렌즈 구조 및 테이퍼 구조를 겸비한 이종 광 도파로 광연결을 위한 커넥터를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이종 광 도파로 광 연결을 위한 광 커넥터는 광 커넥터 부분으로 갈수록 커오의 수광(빛을 받음) 폭이 넓어지는 테이퍼 구조로 형성된 광 도파로 부, 커넥터 본체를 지지하며, 고정 페룰을 이용하여 외부 광섬유와 내부 광섬유를 고정 연결하는 고정 커넥터 부 및 상기 외부 광섬유를 연결하기 위한 외부 광섬유 연결부를 포함한다.
상기 광 도파로 부는 광 도파로에서 테이퍼를 갖는 입력부, 상기 입력부로부터 수직 방향 집속을 하기 수행하기 위한 렌즈부, 및 상기 렌즈부에 광섬유를 밀착시키기 위한 광섬유 버클부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 커넥터는 광 도파로 기판과 연결하기 위한 기계적 정렬 및 결속을 강화하기 위한 수직 고정 핀 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 광 커넥터는 단일모드 및 다중모드 외부 광섬유를 모두 수용할 수 있는 고정 커넥터인것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광 집속을 위한 테이퍼 구조와 렌즈 구조를 겸비하여 정렬 오차가 큰 상황에서도 용이한 집속을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수직 방향의 돌출 핀은 기존 커넥터의 정렬용 핀 구조에 비해 정렬과 기계적 결속의 두 가지 기능을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이종 광 도파로 간의 연결을 위한 커넥터에서 별다른 부가적 광 결합 설비 없이 내부 실장된 광 집속 부분에 의한 광 결합을 달성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 커넥터를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명에서 실시에 따른 광 커넥터를 O-PCB 구조에서 구현하기 위한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터의 O-PCB 구조에서 사용하는 응용 형태의 분해도를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것이며, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수도 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 커넥터를 나타낸 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 광 커넥터(10)는 광 도파로 부(100), 고정 커넥터 부(200), 및 외부 광섬유 연결 부(300)을 포함한다.
상기 광 도파로 부(100)는 광 도파로에서 테이퍼 구조를 갖는 입력부(101), 상기 입력부(101)로부터 수직 방향 집속을 하기 수행하기 위한 렌즈부(미도시) 및 상기 렌즈부(미도시)에 광섬유를 밀착시키기 위한 광섬유 버클부(204)를 포함한다.
통상적인 상기 광 도파로 부(100)는 코어/클래딩 구조를 가지고 있으나, 광 커넥터 부분(200)으로 갈수록 코어의 수광(빛을 받음) 폭이 넓어질 수 있는 테이퍼 구조를 구비할 수 있다.
이 부분에서 수평 방향으로 발산하는 빛을 넓은 수광(빛을 받음)각을 가지고 받아들여서 광 도파로 내로 온전히 전파 가능하도록 할 수 있다.
상기 고정 커넥터 부(200)는 커넥터 본체를 지지하기 위한 부분(201)에 고정 페룰(206)이 있어서 외부 광섬유(300)와 내부 광섬유(204,206)을 고정 연결하게 되어 있다.
또한 광 도파로 기판과 연결하기 위한 고정핀(202a,202b)에 의한 기계적 결속부를 가진다.
또한 수직 방향으로 발산한는 광을 집속하기 위한 원통 구조의 렌즈(203)을 가지고 있다.
일반적으로 크기가 다른 광 도파로 간의 광 결합을 위해서는 광 집속 구조를 이용한다.
본 발명의 광 커넥터(10)는 광섬유 버클 부분(204)이 버클링에 의한 기계적 결속을 하게 되는데, 이 부분에서 외부 광 섬유(300)로부터 온 빛이 발산하게 된다. 발산하는 빛은 원통형 집속 렌즈(203)에 의해 광 도파로 기판의 테이퍼 부분에 모이게 된다.
이때 광의 발산은 수직, 수평의 양 방향에서 발새하게 되는데 수직 방향의 발산은 원통형 집속 렌즈(203)에 의해 광 도파로(100)로 온 뒤에 광 도파로의 모드로 전파되며, 수평방향의 발산은 광 도파로 테이퍼 구조(101)에 결합 된 뒤 자연스럽게 광 도파로 모드로 전이하여 전파하게 된다.
이러한 구조를 이용하면 O-PCB 구조에 간단하게 응용할 수 있는 커넥터를 만들 수 있게 되는데, 이를 도 2와 도 3에 도시 하도록 한다.
도 2는 본 발명에서 실시에 따른 광 커넥터를 O-PCB 구조에서 구현하기 위한 분해도이다.
도 2에 도시된 바와같이, 고정 커넥터 부분(200)과 외부 광섬유 부분(300)은 개념도의 내용 그대로 사용이 가능하지만, O-PCB 부분(400)은 개념도의 내용 그대로 사용이 가능하지만, O-PCB 부분(400)은 E-PCB(401a,401b)를 고려하여 수직 고정핀의 범위를 조절하면 된다.
상기 도 2는 이해를 돕기 위하여 O-PCB 부분의 크기가 과장되어 표현되었으나, 이를 결합하여 실 치수와 근접하게 실시 예를 그리면 도 3과 같은 결속 구조를 가지고 연결됨을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터의 O-PCB 구조에서 사용하는 응용 형태의 분해도를 나타낸 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 서로 다른 광 도파로 간의 연결에는 복잡한 광 결합 구조가 필요하게 되지만, 본발명의 커넥터(10)는 이런 광 결합을 위한 구조를 모두 내포하고 있기 때문에 실시 예와 같이 커넥터만 사용해도 서로 다른 크기를 가지는 광 도파로 간에 광 결합을 손쉽게 수행할 수 있으며, 기계적 결합도 충분히 할 수 있다.
다만, 테이퍼 광 집속부(101)와 원통형 렌즈부(203), 그리고 광섬유 버클부(204) 사이에는 수직 단차가 적을수록 좋기 때문에, 사전에 기판의 하부(103) 혹은 기판의 하부(103)와 OPCB의 하단 E-PCB 부분(402)의 두께의 합을 일정 두께로 유지하여야 한다.
따라서, 이런 부분에서는 모종의 규격화 작업을 통한 단계를 두는 것이 실사용에 유리할 것이다.
따라서, 본 발명은 기계적 정렬을 위한 수직 돌출 핀을 구비하고, 수평방향 및 수직 방향의 광 집속을 위한 테이퍼 구조와 렌즈 구조의 자가 정렬 구조를 구비함으로써 광 회로 기판과 광섬유 혹은 광 도파로간의 연결을 용이하게 하도록 할 수있다.
특히 기술적으로 광 연결은 광축상 정렬이 매우 중요한데 본 발명은 광 집속을 위한 테이퍼 구조와 렌즈 구조를 겸비하여 정렬 오차가 큰 상황에서도 용이한 집속을 가능하게 하며, 기존 광 커넥터에서 불가능한 광 회로와 광 섬유간의 직접 연결을 가능하게 한다.
또한, 수직 방향의 돌출 핀은 기존 커넥터의 정렬용 핀 구조에 비해 정렬과 기계적 결속의 두 가지 기능을 동시에 수행할 수 있어서 보다 정밀하고 강한 기계적 결속을 가능하게 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 이종 광 도파로간의 연결을 위한 커넥터에서 별다른 부가적 광 결합 설비 없이 내부 실장된 광 집속 부분에 의한 광 결합을 달성할 수 있음을 알 수 있다.
100: 광 도파로 부분 101: 테이퍼 입력 구조
102: 상부 클래딩 103: 하부 기관
200: 고정 커넥터 부분 201: 고정용 판
202a: 수직 고정핀(좌) 202b: 수직 고정핀(우)
203: 수직 광 집속용 원통형 렌즈 204: 광섬유 버클 부분
205: 고정 페룰 부분 206: 광섬유 클래딩

Claims (4)

  1. 이종 광 도파로 광 연결을 위한 광 커텍터에 있어서,
    상기 광 커넥터 부분으로 갈수록 코어의 수광 폭이 넓어지는 테이퍼 구조로 형성된 광 도파로 부;
    상기 광 커넥터의 본체를 지지하며, 고정 페룰을 이용하여 외부 광섬유와 내부 광섬유를 고정 연결하는 고정 커넥터 부; 및
    상기 외부 광섬유를 연결하기 위한 외부 광섬유 연결부를 포함하며,
    상기 광 커넥터는,
    광 도파로 기판과 연결하기 위한 기계적 정렬 및 결속을 강화하기 위한 수직 고정 핀 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 이종 광 도파로 광 연결을 위한 광 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 도파로 부는,
    광 도파로에서 테이퍼를 갖는 입력부;
    상기 입력부로부터 수직 방향 집속을 하기 수행하기 위한 렌즈부; 및
    상기 렌즈부에 광섬유를 밀착시키기 위한 광섬유 버클부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 광 도파로 광 연결을 위한 광 커넥터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 커넥터는,
    단일모드 및 다중모드 외부 광섬유를 모두 수용할 수 있는 고정 커넥터인것을 특징으로 하는 이종 광 도파로 광 연결을 위한 광 커넥터.
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