KR101394844B1 - 근접 자유 공간 광학적 상호접속부 - Google Patents

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폴 케이 로젠버그
사기 브이 마타이
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

본 발명의 시스템은 가요성 광학 매체(210)와, 두개의 커넥터(220, 240)와, 상기 커넥터들이 서로 근접해 있을 때 상기 커넥터(220, 240)를 서로 모이게 하는 자석(226)과 같은 기구를 이용한다. 상기 광학 매체(210)는 광 신호를 안내할 수 있으며, 하나의 커넥터(220)는 상기 광학 매체(210)의 단부에 부착된다. 각각의 커넥터(210, 240)는 정렬 특징부(224, 244)를 가지며, 광 신호를 위한 경로(222, 242)를 제공한다. 각 커넥터의 정렬 특징부(224)는 다른 커넥터의 정렬 특징부(244)와 정합하여서, 상기 기구(226)가 커넥터(220, 240)를 함께 밀 때 커넥터(220, 240)를 서로에 대하여 변위시킬 수 있는 형상을 갖는다. 상기 정렬 특징부(224, 244)는 하나의 커넥터 내의 경로(222)가 다른 커넥터 내의 경로(242)와 정렬되고 자유 공간 갭(230)에 의해 분리된 곳에 안착 위치를 추가로 갖는다.

Description

근접 자유 공간 광학적 상호접속부{PROXIMITY FREE SPACE OPTICAL INTERCONNECT}
본 발명은 많은 컴퓨팅 시스템에서의 높은 데이타 속도 신호 전송에 관한 것이다.
현재의 서버 시스템은, 종종, 예를 들면, 높은 데이타 속도로 서로 통신할 필요가 있는 한 세트의 사용자 선택된 구성요소를 이용한다. 개별적인 인쇄 회로 기판(PCB) '블레이드'를 내장하는 모듈형 설계구조로 설계된 컴퓨터 시스템에 있어서는, 예를 들면 서버 블레이드 및 저장 블레이드와 같은 블레이드가 공통의 폐쇄체 내에 장착되며, 냉각 팬, 파워 서플라이, 폐쇄 관리부와 같은 시스템 구성요소를 공유한다. 블레이드를 함께 작동시켜서 소망하는 데이타 저장, 처리, 및 통신을 제공하는 경우에는, 서버 시스템이 블레이드 및 외부 장치 사이의 통신을 위하여 높은 데이터 속도 통신 채널을 제공할 필요가 있다. 현재, 블레이드형 컴퓨터 서버 내의 블레이드 및 I/O 장치는 고속의 전기 커넥터를 거쳐서 배면평면 또는 중간평면 PCB에 흔히 상호접속된다. 이러한 설계구조는 신호가 그 목적지에 도달하기 전에, 손실이 많은 구리 도선, 다수의 PCB 비아, 및 두개 또는 세개의 전기 커넥터를 수십 인치 통과하는 것이 필요할 수도 있기 때문에, 신호를 보존하기 위한 도전을 하고 있다. 추가로, 배면평면 또는 중간평면은 서버 밀폐체를 통과하는 공기를 냉각하기 위한 유동을 차단할 수 있으며, 이것은 민감한 전자 회로를 냉각하는데 필요한 동력을 증가시킨다. 현재의 전기 상호접속 시스템은 또한 블레이드가 커넥터 핀들의 축에 대하여 평행하게 정면으로부터 배면을 향하는 방향으로 삽입되어야 하기 때문에, 서버 설계 융통성을 제한한다.
광 신호를 이용한 통신 채널링은 고주파수 전기 신호와 관련된 문제의 많은 것을 제거하지만, 광 케이블 또는 리본을 신뢰가능하게 정렬 및 접속시키기 위한 복합하거나 귀찮은 시스템을 필요로 한다. 예를 들면, 전형적인 광섬유 커플러가 섬유의 축을 섬유의 단부와 서로 결합하여 접촉하도록 정렬시켜야 한다. 추가로, 광 신호 전송을 이용하는 회로 기판을 수용하고 있는 시스템이 광 케이블 또는 광섬유가 접속될 수 있는 곳에서 보드의 에지에 광신호를 생성 또는 수신하는 것이 일반적이다. 광학적 구성요소를 보드의 에지에 두면, 전기 신호가 보드의 길이를 따라 여전히 이동하는 것이 필요할 수도 있고 신호 손실 및 노이즈 문제를 받을 수도 있다는 점에서 결점이 있다. 게다가, 추가로, 회로 기판 또는 서버 블레이드의 에지에서의 유용한 공간은 제한되고, 보드의 에지로부터 연장하는 섬유 커넥터들 및 광섬유는 종종 전기 소켓 및 케이블과 공간에 대한 경쟁을 벌여야 한다.
따라서 서버와 같은 시스템 내에 광학적 통신 채널을 경제적 및 효율적으로 설정 및 유지하기 위한 보다 나은 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명의 실시태양에 따르면, 본 발명의 시스템은 광학 매체와, 제 1 커넥터와, 제 2 커넥터와, 상기 커넥터들이 서로 근접해 있을 때 상기 제 1 커넥터를 상기 커넥터와 접촉하도록 미는 기구를 구비한다. 상기 제 1 광학 매체는 가요성이며, 광학 매체는 광 신호를 안내할 수 있고, 제 1 커넥터는 상기 제 1 광학 매체의 단부에 부착된다. 또한 제 1 커넥터는 정렬 특징부를 가지며, 광 신호를 위한 제 1 경로를 제공한다. 제 2 커넥터는 제 2 정렬 특징부를 가지며, 광 신호를 위한 제 2 경로를 제공한다. 상기 제 1 정렬 특징부는 상기 제 2 정렬 특징부와 정합하여서, 상기 기구가 상기 제 1 커넥터를 상기 제 2 커넥터를 향하여 밀 때 상기 제 1 커넥터를 상기 제 2 커넥터에 대하여 변위시킬 수 있는 형상을 갖는다. 상기 제 1 정렬 특징부 및 제 2 정렬 특징부는 제 1 경로가 제 2 경로와 정렬되고 자유 공간 갭에 의해 분리된 곳에 안착 위치를 추가로 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 이용하는 본 발명의 실시형태에 따른 서버 시스템,
도 2a는 본 발명의 실시형태에 따른 근접 커플 광학적 상호접속부의 사시도,
도 2b는 커넥터 사이에 렌즈 어레이를 이용하는 본 발명의 실시형태의 정합 커넥터의 단면도,
도 2c는 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 위한 커넥터 내의 광 신호의 경로를 도시하는 도면,
도 3은 광 신호를 커넥터에 전송하기도 하고 커넥터로부터 전송받기도 하는 광학 매체 근방에 렌즈 어레이를 이용하는 커넥터의 단면도,
도 4는 커넥터의 본체에 수직인 광학 매체를 이용하는 커넥터의 단면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시형태에 따른 커넥터의 래치 기구의 동작을 도시하는 도면,
도 6a 및 도 6b는 인쇄 회로 기판을 삽입하면, 인쇄 회로 기판에 수직인 세퍼레이션(separation)을 가로질러 광학적 상호접속부가 자동으로 만들어질 수 있는 시스템을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 커넥터의 확대도,
도 8a 및 도 8b는 인쇄 회로 기판을 삽입하면, 인쇄 회로 기판의 에지들 사이의 세퍼레이션(separation)을 가로질러 광학적 상호접속부가 자동으로 만들어질 수 있는 시스템을 도시하는 도면,
상이한 도면에 있어서, 동일 참조 부호는 유사 또는 동일한 물품을 나타낸다.
본 발명의 실시태양에 따르면, 회로 기판, 또는 마더 보드 또는 다른 베이스 또는 새시의 슬롯 내로 꽂혀지는 서버 블레이드와 같은 실질적으로 평행한 시스템들 사이에서, 상기 시스템에 수직인 갭을 가로질러 광학적 통신 채널이 직접적으로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 시스템 내의 고주파수 전기 신호를 위하여 보다 짧은 신호선이 사용될 수 있으며, 광학적 접속부가 외부 장치의 접속을 위하여 사용되는 에지 소켓으로부터 멀리 위치될 수 있다. 예시적인 실시형태에 있어서, 광학적 리본 또는 다른 가요성 다중 채널 광학 매체는 인접한 시스템들을 커넥터의 쌍에 각기 접속한다. 두개의 커넥터는, 커넥터를 횡방향으로 변위시켜서, 커넥터들이 서로 밀릴 때 자유 공간 광학 채널들을 정렬 상태로 자동으로 이동시키는 형상을 가진 정합 특징부를 이용한다. 자석은 커넥터들을 함께 정렬 및 유지시키면서도, 커넥터들의 용이한 분리를 여전히 허용하기 위하여 필요한 힘을 제공할 수 있다. 따라서 커넥터는 수동으로 자체 정렬되며, 커넥터 절반부들 사이의 자유 공간 갭을 통하여 다수의 광 신호가 전송될 수 있다. 광학적 상호접속부 내의 커넥터가 가요성 광학 매체의 단부에 있기 때문에, 접속된 시스템이 오정렬, 진동 및 상이한 열팽창을 받을 때에도, 자유 공간 근접 광학적 상호접속부가 광학적 신호 정렬을 유지할 수 있다.
자유 공간 근접 광학적 상호접속부는 컴퓨터 서버 또는 평행한 인쇄회로기판(printed circuit boards: PCB) 사이에 통신 채널이 필요한 곳이면 어디에나 인접한 인쇄 회로 기판 사이에 고 대역폭의 연결을 제공할 수 있다. 도 1은 서버 새시(120) 상에 서로 평행하게 장착된 블레이드(110) 간의 통신을 위한 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 이용하는 본 발명의 실시형태에 따른 서버 시스템(100)을 도시한다. 변압기(power supply transformer) 및 냉각 팬과 같은 추가의 구성요소들(130)이 서버 새시(120)에 접속될 수 있으며, 전형적으로 전체 조립체가 공유된 밀폐체(도시하지 않음) 내에 수용될 것이다. 서버 시스템(100)에의 외부 접속을 위한 유저 인터페이스 및 소켓이 이 공유된 밀폐체 내에 제공될 수도 있다.
시스템(100) 내에 있는 블레이드(110)의 일부 또는 전부는 상이한 기능을 수행하기 위하여 실질적으로 동일한 설계 또는 상이한 디자인을 가질 수도 있다. 예를 들면, 일부 블레이드(110)는 서버 블레이드 또는 저장 블레이드(storage blade)일 수도 있다. 각각의 블레이드(110)는 블레이드(110)의 특수 기능을 실행하는 하나 이상의 서브시스템(112)을 구비한다. 서브시스템(112)은 부품들이 인쇄회로기판 상에 하는 방식으로 각각의 블레이드(110)의 한쪽에 또는 양쪽에 장착될 수도 있으며, 또 블레이드들(110)이 블레이드(110)의 내부에 서브시스템(112)을 갖는 밀폐체를 구비할 수도 있다. 그러한 서브시스템(112)의 전형적인 예로서는, 하드 디스크, 또는 마이크로프로세서, 메모리 소켓 및 집적회로 메모리와 같은 종래의 컴퓨터 구성요소를 포함한 다른 데이타 저장부 및 처리 서브시스템을 들 수 있다. 서브시스템(112) 및 블레이드(120)의 일반적인 구조는 휴렛 팩커드 캄파니로부터 상업적으로 구입가능한 서버 시스템의 c분류 설계구조(c-class architecture)와 같은 블레이드 설계구조를 이용하여 서버 시스템에 대하여 공지되어 있는 종래의 유형을 가질 수도 있다.
각각의 블레이드(110)는 하나 이상의 광전자(optoelectronic: OE) 엔진(114, 118)을 추가로 구비한다. OE 엔진(114 또는 118)은 다른 블레이드(110)에의 고대역폭 연결이 필요할 수도 있는 경우에는 언제나 블레이드(110)에 부착될 수 있다. 각각의 OE 엔진(114 또는 118)은 광 송신기(optical transmitter)(예를 들면 VCSEL 어레이) 및 광 수신기(예를 들면 포토다이어드 어레이)의 양자를 구비할 수도 있으며, 또 광 송신기만을 또는 광 수신기만을 구비할 수도 있다. 각 블레이드(110) 상의 OE 엔진(114, 118) 내의 송신기는 블레이드(110) 내의 전기 신호로부터 유도된 송신된 광 신호 정보를 암호화하고, 각 블레이드(110) 상의 OE 엔진(114, 118) 내의 수신기는, 블레이드(110) 내의 사용을 위해, 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환한다. 일반적으로, 블레이드(110) 상의 각각의 OE 엔진(114)은 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 거쳐서 OE 엔진(118)으로 광 신호를 전송하고 그리고 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 거쳐서 OE 엔진(118)으로부터 광 신호를 수신하도록 매칭된다. 하나의 특정 실시에서, OE 엔진(114, 118)은 자링크 세마이컨덕터 인코포레이티드로부터 구입가능한 QXFP 송수신기일 수 있으며, 그러한 모듈은 채널당 5Gb/s의 데이타 속도로 동작하는 4-채널 OE 엔진의 기능을 수행한다.
각 블레이드(110) 상의 OE 엔진(114)과 인접한 블레이드(110) 상의 OE 엔진(116) 사이의 자유 공간 근접 광학적 상호접속부는 OE 엔진(114)에 광학적으로 결합된 가요성 광학 매체(142), 광학 매체(142)의 대향 단부에 있는 커넥터(144), 상기 커넥터(144)와 짝을 이루는 특징을 갖는 커넥터(146), 및 커넥터(146)를 OE 엔진(116)에 광학적으로 접속시키는 가요성 광학 매체(148)를 구비한다. 광학 매체(142, 148)는 OE 엔진(114, 118)의 송신 및 수신된 광 신호를 각기 반송하는 평행 섬유 리본 또는 평행 중합체 도파관과 같은 고대역폭 가요성 광학 매체인 것이 바람직하다. 섬유 리본 내의 개별적인 광 섬유는 굽힘 손실이 거의 없는(little bend loss) 긴밀한 굽힘 반경(tight bend radius)을 수용할 수 있는 단일 모드 또는 다중 모드의 플라스틱, 유리 또는 나노구조의 섬유(예를 들면 Corning®ClearCurve optical fiber)일 수 있다. 광 신호는 파장 분할 다중화(waver division multiplexing: WDM)를 이용하여, 단일 광 섬유 또는 도파관을 따라 송신된 광의 다주파수 성분 내의 정보를 암호화함으로써 대역폭을 증가시킨다. 밀집된 구조에서는, 광학 매체(142, 148)가 다수의 평행한 섬유 또는 도파관을 수용하고, 각각의 섬유 또는 도파관은 WDM 신호를 반송하여서, 단위 면적당 고대역폭을 달성한다.
각각의 커넥터(144, 146)는 광 시스템 및 정렬 특징을 포함한다. 각 커넥터(144 또는 146) 내의 광 시스템은 광학 매체(142 또는 148) 내의 안내된 전파와 커넥터(144, 146)에 의해 형성된 갭 내의 자유 공간 전파 사이에서 광 신호를 송신하기 위한 것이다. 정렬 특징부들은 커넥터들(144, 146)이 함께 밀려서 커넥터(144) 내의 광학 시스템을 커넥터(146) 내의 광학 시스템과 자동으로 정렬시킬 때 짝을 이루는 정밀한 구조체이다. 예시적인 실시예에 있어서, OE 엔진(114, 116) 사이에서 광학 접속을 이루는데 필요한 것은 인접한 블레이드들(110)을 새시(120) 내로 삽입하는 것이 전부이다. 자석 또는 스프링 시스템(도시하지 않음)은 커넥터들(144, 146)을 함께 밀어서, 정렬 구조체의 블라이드 정합 기능(blind-mating function)에 의해 커넥터(144, 146)를 자유 공간 광학 송신을 위해 정렬시킨다. 서버 시스템(110)의 전형적인 구조에 있어서, 인접한 블레이드들(110) 사이에는 약 2 내지 5㎝의 자유 공간이 있을 수도 있으며, 자기 흡인 또는 스프링 작용을 충분히 근접하여 수행할 수 있도록 위해 커넥터들(144, 146)을 가깝게 위치설정하여 커넥터(144, 146)를 함께 밀어서 정렬을 이루기 위해 스탠드오프 시스템(145)이 제공될 수도 있다. 커넥터(144, 146)들은 스탠드오프 시스템(145) 내에 완전히 구속되지 않지만, 블레이드(110)의 상대적인 오정렬에도 불구하고 서로 정렬 상태로 이동시키기에 충분한 x, y, z 방향으로의 운동 자유도 및 경사 자유도를 갖는다. 전형적인 서버 응용예에 있어서, 커넥터(144, 146)는 분리될 때, 블레이드(110)의 기계적 장착 편차로 인하여, 약 500 내지 2000㎛ 정도의 병진 운동 오정렬과 약 1.5°까지의 각도 오정렬을 받을 수도 있다. 예를 들면 서버 시스템(100) 내의 냉각 팬 또는 하드 드라이브의 동작으로부터 온도 변화 및/또는 기계적 진동으로 인하여, 블레이드들(110)이 추가의 변화가능한 측방향 오정렬, 변화가능한 분리, 대략 2개의 경사 축에 대한 변화가능한 각도 오정렬, 및 변화가능한 회전 오정렬이 야기될 수 있다. 그러나, 가해진 힘 및 정렬 특징부는, 서버 시스템(100) 내의 다른 곳에서의 정렬 변화에도 불구하고, 자유 공간 광 신호의 전송을 위해 정렬된 상대적 고정 위치에 커넥터들(144, 146)을 체결시킨다.
도 2a는 광 채널들을 자유 공간 근접 상호접속부(200) 내에 자동으로 정렬시키는 커넥터(220, 240)를 위한 하나의 구성을 도시한다. 상호접속부(200) 내에서, 광학 매체(210)는 커넥터(220)의 상면에 평행하게 부착되어 있는 편평한 광학 리본이며, 광학 매체(210)의 단부면(215)은 광학 매체(210)의 광 전파 방향에 대하여 45°의 각도로 절개 또는 연마된다. 결과적으로, 광학 매체(210) 내의 도파관 또는 섬유로부터의 전송된 광은, 커넥터(220)를 관통하는 광 파이프(222) 내로 예를 들면 내부 전반사에 의하여 반사된다. 유사하게, 표면(215)은 광 파이프(222)로부터의 광 빔을 광학 매체(210) 내의 각 섬유 또는 도파관 내로 반사한다. 변형예로서, 광학 매체(210)의 단부는 매체(210) 내의 광의 전파 방향과 수직일 것이며, 광학 매체(210)의 단부는 광 파이프(222) 내로 광을 직접 전송하고 상기 광 파이프(222)로부터 광을 수신하도록 정렬될 수 있다.
커넥터(240)는 광 신호를 광학 매체(250)로부터 수신하고 광 신호를 광학 매체(250)로 배향시키는 광 파이프(242)를 구비한다. 광학 매체(250)는 광학 매체(210)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 특히 광 파이프(242)와 각각의 섬유 또는 광학 매체(250) 내의 다른 도파관 사이로 통과하는 광 신호의 반사를 위하여 45°각도로 절결 또는 정렬된 단부(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 커넥터(240) 상의 정렬 특징부(244)는 정밀 기계가공된 구멍으로서, 커넥터(220) 상의 정렬 특징부들(224)이 구멍(244) 내에 적절히 정합할 때, 커넥터(240) 내의 광 파이프(242)는 커넥터(220) 내의 광 파이프(222)와 정렬된다. 정렬 특징부(224, 244)는 커넥터(220, 240)를 서로에 대하여 이동시킬 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있으며, 정렬 특징부(224, 244)가 안착된 위치에 있을 때, 커넥터(220, 240) 사이에 사전결정된 분리를 제공한다. 도시된 실시예에서, 정렬 특징부(224)는 볼이지만, 정렬 특징부(224)를 위한 적절한 형상의 다른 예로서 테이퍼지거나 또는 둥근 원추형일 수도 있다. 정렬 특징부(224, 244)를 안착시켜서 소망하는 정렬을 이루기 위하여, 커넥터(220) 상의 자석(226)과 커넥터(240) 상의 자석(246)이 정렬 특징부(224, 244)의 블라인드 정합을 야기시키는 인력을 만들며, 그에 따라 커넥터(220, 240)가 정렬된 위치로 이동된다. 자석(226, 246)은 영구 자석일 수도 있으며, 또는 커넥터들(220, 240)을 서로에 대하여 가깝게 이동시키거나 함께 유지시킬 필요가 있을 때 작동하는 전자석일 수도 있다.
하나의 특징 실시예에 있어서, 각각의 커넥터(220 또는 240)는, 커넥터들(220, 240)을 함께 흡인하여 사용시 커넥터들(220, 240)을 적소에 보유할 수 있는 힘을 제공하는 4개의 고플럭스 자석을 수용한다. 정렬 특징부(224)가 구형일 때, 자석(226, 236)은 일반적으로 매칭 패턴으로 정렬될 것이며, 두개의 자석 패턴은 최대의 흡인력을 제공하도록 정렬될 것이다. 그러나, 정렬 특징부(224, 244)의 어떤 형상의 경우에는, 정합 특징부(224, 244)를 소망하는 위치로 구동시키는 힘 벡터를 제공하기 위하여, 각 커넥터(220 또는 240) 상의 자석 패턴이 서로로부터 의도적으로 오프셋될 수 있다. 예를 들면, 정렬 특징부(224, 244)가 박스 인 프레임(box in frame) 정렬 계획을 실행하는 경우, 자석들(26)의 패턴은 자석들(246)의 패턴과 동일할 수도 있지만, 자석들(226)은 자석 직경의 약 15% 오프셋되어, 자력이 "박스" 커넥터를 프레임의 코머(comer)로 당기게 할 수도 있다. 정렬 특징부(224, 244) 및 자석(226, 246)의 특정 실행은 다양하게 변하면서도, 본 발명의 범위에 속할 수도 있다. 예를 들면, 어떤 자석(226 또는 246)은 다른 커넥터(220 또는 240) 내의 자석에 대하여 흡인력을 제공하는 철 또는 제 2 철 물질로 대체될 수도 있다. 또한 자석(226)이 분리된 요소 대신에 커넥터(220 또는 240)의 다른 성분 내로 통합될 수 있다. 예를 들면, 커넥터(220) 상의 정렬 특징부(224)가 커넥터(240) 상의 구멍(244) 내에 위치된 자석 또는 제 2 철 물질로 흡인되는 자기 볼일 수도 있다. 자기 흡인을 제공하는 많은 다른 구조가 가능하다.
x, y, z, 경사 각도, 및 회전 각도 θ의 정렬 정확도는 정밀 가공된 구멍(244) 내로 결정된 깊이까지만 압입될 수 있는 형상을 갖는 적어도 3개의 정렬 특징부(224)를 이용하여 이루어진다. 자석(226, 246)은 커넥터(220, 240)를 서로에 대해 근접시켜서, 커넥터(220, 240)를 적소에 보유할 수 있는 흡인력을 제공한다. 커넥터(220, 240)를 인접한 블레이드 또는 PCB 내로 꽂은 결과 또는 후술하는 바와 같이 래치 기구의 동작의 결과로서 커넥터(220, 240)가 서로 근접 위치되면, 자석(226, 246)은 커넥터(220, 240)를 서로 당기고, 정렬 특징부(224)는 사전 규정된 구멍(244) 내로 사전 규정된 깊이까지 미끄럼이동된다. 소정의 볼 형상, 테이퍼진 형상, 또는 다른 유사한 형상일 수 있는 정렬 특징부(224)는 정렬 특징부(224)가 구멍(244) 내로 밀릴 때 커넥터(220, 240)를 측방향으로 이동시킨다. 정렬 특징부(224, 244)는 커넥터(220, 224)의 몸체 사이에 제어된 공간을 유지시킨다. 따라서, 적소에 위치될 때, 정렬 특징부는 자유 공간 광 신호의 전송을 위해 광 파이프(222, 242)의 정렬을 유지시킨다. 선택적으로, 커넥터(220, 240)는 커넥터(220, 240)를 함께 모으는 기계적 래치에 의하여 하우징(도시하지 않음) 내에 수용되어, 자력에 의해, 커넥터(220, 240)를 함께 미는 스프링력을 작동시킨다. 바람직하게는, 광학 벤치 조립체(예를 들면 실리콘 광학 벤치 또는 세라믹 기판)를 이용하여 커넥터(220, 240)를 구성하여서, 리소그래피에 의해 정밀 정렬이 이루어질 수도 있다. 변형예로서, 정밀 모울드를 이용하여 커넥터(220, 240)를 형성하고, 조립중에 다른 구성요소와 정렬시킬 수도 있다. 이 정렬 동작은 정밀 볼 또는 다른 정렬 특징부를 위한 구멍을 배치하는 것, 마이크로렌즈를 배치하는 것, 광 파이프를 배치하는 것, 및 섬유 리본 또는 다른 광학 매체를 배치하는 것을 구비한다.
도 2b는 자유 공간 근접 광학적 상호접속부의 일부로서 서로 정합될 때 커넥터(220, 240)의 실시형태의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 커넥터(220)의 정렬 특징부(224)가 커넥터(240)의 정렬 특징부(244) 내에 안착될 때, 커넥터(220, 240)의 본체 사이에는 갭(230)이 유지된다. 정렬 특징부(224, 244)의 상대적인 크기는 커넥터(220, 240)의 본체 사이의 분리를 제어하며, 전형적인 상호접속부에서 갭(230)은 약 1 내지 3㎜의 폭을 가질 수 있다. 커넥터의 본체는 약 2 내지 3㎜ 정도의 두께를 가질 수 있으며, 광학 매체(210)와 광학 매체(250) 사이에서 광이 전파되는 총 거리는 전형적인 응용예에서 5 내지 10㎜일 수 있다. 따라서, 광 파이프(222, 242)의 특성에 따라, 광 신호는 약 1㎝까지의 안내되지 않은 전파를 가질 수도 있다. 커넥터(220) 상의 렌즈(228)의 어레이와 커넥터(240) 상의 렌즈(248)의 어레이는 각각의 광 파이프(222, 242)의 단부에서 갭(230) 내에 배치되어서, 갭(230)을 가로질러 전송된 자유 공간 광 신호를 시준 또는 수집할 수 있다. 렌즈(228, 248)가 갭(230)을 가로질러 자유 공간 빔을 확장 또는 수집하도록 사용되어서, 커넥터(220, 240)의 오정렬 공차를 이완시킨다.
도 2c는 렌즈(228)에 의한 포커싱(focusing)의 결과로서 광학 매체(210)에서 수신된 신호의 수렴 또는 광학 매체(210)로부터의 전송된 빔의 발산을 도시한다. 도 2c의 예시적인 실시예에 있어서, 광학 매체(210)는 커넥터(220)의 본체의 표면에 부착되며, 렌즈(228)는 커넥터(220)의 본체의 대향 표면 상에 있다. 광 파이프(222, 242)는, 각 커넥터(220, 240)의 본체를 관통하여 놓여서 커넥터(220 또는 244)의 본체를 통과하는 신호의 발산을 제한하고 그에 따라서 보다 작은 렌즈(228)를 사용할 수 있게 하는 도파관 또는 반사 벽을 갖는 구멍일 수 있다. 변형예로서, 커넥터(220)의 본체가 투명할 수 있으며, 신호 빔의 예상된 발산에 따라 렌즈(228)의 크기가 선택될 수 있다.
도 3은 커넥터(320) 내의 광학 시스템의 변형 구성을 도시한다. 도 3의 구성에 있어서는, 하나 이상의 렌즈(228)가 광학 매체(210) 내의 각각의 섬유 또는 도파관에 인접한다. 결과적으로, 광학 매체(210)의 경사진 단부 표면(215)으로부터 반사된 광 신호가, 렌즈(228)에 의해서 시준되어 커넥터(320)의 본체를 투과하기 전에는 적게 발산된다.
도 4는 광학 매체(410)가 커넥터(420)의 본체에 수직하게 놓여 있는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 렌즈(228)는 도시된 바와 같이 광학 매체(410)의 단부에 위치될 수도 있고 또 커넥터(220)의 본체의 반대쪽에 위치될 수도 있다. 도 4 내의 다른 요소, 예를 들면 정렬 특징부(224) 및 광 파이프(222)는 실질적으로 전술한 바와 같다.
본 발명의 추가 특징에 따르면, 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 위한 커넥터가 스프링을 사용하는 래치 기구 내에 수용되어서, 커넥터들을 정렬시키는 힘을 제공하고, 성분 제거중 커넥터의 분리를 돕는 힘을 제공할 수 있다. 도 5a는 래치해제 구조에 있는 래치 시스템(500)을 도시한다. 래치 시스템(500)은 커넥터(520)를 수용하는 제 1 케이싱(510)과 커넥터(540)를 수용하는 제 2 케이싱(530)을 구비한다. 커넥터(520, 540)는 도 2c, 3 및 4를 참조하여 전술한 커넥터와 동일 또는 유사할 수 있는 가요성 광학 매체(도시하지 않음)에 접속된다. 케이싱(510)은 케이싱(530) 상의 범프(534)와 결합할 수 있는 형상을 갖는 노치(514)와, 스프링 유닛(512)을 구비하는데, 스프링 유닛(512)의 위에는 커넥터(520)가 장착된다. 케이싱(530)은 커넥터(540)가 장착되어 있는 스프링 유닛(532)과, 노치(514)와 결합할 수 있는 형상의 범프(534), 및 해제 스프링(536)을 구비한다.
도 5b에 도시된 바와 같이 범프(534)가 각각의 노치(514) 내로 끼워맞춤되기까지 케이싱(530)을 케이싱(510) 내로 미는 것에 의하여 래치 기구(500)가 결합한다. 래치결합 과정중, 커넥터들(520, 520)은 서로 접촉하며 스프링 기구(512, 532)는 압축된다. 스프링 기구(512, 532)는 커넥터(520, 540)가 x, y, z 회전 운동의 자유도를 갖게 하며, 그에 따라서 스프링 기구(512, 532)에 의해 커넥터(520, 540)에 가해진 힘이 커넥터(520, 540) 상의 정렬 특징부들을 정합시킬 때, 커넥터들(520, 540)이 자유 공간 광 신호의 전송을 위해 정렬상태로 이동할 수 있게 된다. 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 정렬 과정은 커넥터(520, 540)를 함께 미는 스프링력에 따라 달라지며, 따라서 커넥터(520 또는 540) 상에 자석이 필요하지 않다. 변형예로서, 스프링 시스템(512, 534)에 부가하여, 또는 그 대신에 자석이 이용될 수 있다. 스프링 시스템(512, 514)이 사용되지 않는 실시형태에서는, 커넥터(520, 540)를 장착하면, 커넥터가 각각의 커넥터(510, 530) 내에서 부유할 수 있게 되어, 커넥터(520, 540)가 근접하게 모일 때, 커넥터(520, 540) 내의 자석들은 커넥터들(520, 540)을 함께 당겨서, 자유 공간 광학 채널을 자동으로 정렬시킬 수 있다.
래치결합 동작은 또한 해제 스프링(536)을 압축하여서, 벌프(534)가 케이싱(510) 내로 들어갈 때 케이싱(510 또는 530)의 일부가 휘어지고, 그 후에 벌프(534)가 노치(514) 내에 안착될 때 다시 튀어나오게 한다. 벌프(534)는, 노치(514) 내에 안착될 때, 케이싱(510, 530)을 해제 스프링(536)의 스프링력에 대항하여 적소에 보유시킨다. 케이싱(510 또는 530)의 일부가 휘어지면, 벌프(534)가 안착상태에서 해제되고, 해제 스프링(536)이 케이싱(510, 530)을 서로 멀어지도록 밀어서, 커넥터(520, 540)를 함께 보유하는 임의의 자기 흡인을 극복할 수 있게 한다.
도 6a 및 도 6b는 자유 공간 근접 광학적 상호접속부를 이용하는 본 발명의 하나의 특정 실시형태에 따른 시스템(600)을 도시한다. 시스템(600)은 새시(630) 내의 슬롯 내로 삽입되도록 설계된 PCB(610, 620)를 구비한다. 도 6a는 PCB(620)를 꽂기 전에 PCB(610)가 새시(630) 내로 꽂힌 시스템(600)을 도시한다. 도 6b는 PCB(610) 및 PCB(620)의 양자가 새시 내로 꽂힌 시스템(600)을 도시한다. PCB(610)는 전자 장치(도시하지 않음), 광 송수신기(612), 및 광 송수신기(612)를 스탠드오프 구조체(618)에 장착된 커넥터(616)에 광학적으로 결합시키는 섬유 리본(614)을 구비한다. PCB(620)는 전자 장치(도시하지 않음), 광 송수신기(622), 및 광 송수신기(622)를 스탠드오프 구조체(628)에 장착된 커넥터(626)에 광학적으로 결합시키는 섬유 리본(624)을 구비한다.
섬유 리본(614, 624)은 가요성, 경량성, 및 최소의 크로스토크를 갖는 고대역폭과 같은 여러가지의 장점을 근접 광학적 상호접속부에 제공한다. 섬유 리본(614, 624)은 유리 또는 플라스틱 섬유로 만들어질 수도 있다. 플라스틱의 경우에, 리본의 곡률 반경은 4㎜ 만큼 작을 수 있으며, 광 신호의 저 손실을 제공한다. 하나의 특정 실시형태에서, 섬유 리본(614, 624)은 12채널형의 60㎛ 멀티모드 섬유 리본이며, 각각의 커넥터(616, 626) 내의 페룰에 부착된다. 도 7은 페룰(710)이 섬유 리본(624)에 부착되어 있는 커넥터(626)의 상세도를 도시한다. 페룰(710)은, 둥근 또는 모따기된 단부를 갖는 원통형상의 핀(712)을 가지며 섬유 어레이의 양쪽에 위치된 핀(712)을 구비한다. 그 다음에는 섬유 어레이의 표면에 상업적으로 구입가능한 사출성형 렌즈 조립체(molded plastic lens assembly)(720)(예를 들면 Omron PL12A-C2)가 섬유 어레이의 면에 부착된다. 렌즈 어레이(720)는 페룰(710)의 일부인 안내 핀(712)를 정렬 구멍에 수용하는 것에 의하여 조립될 수 있다. 렌즈 어레이(720)를 안내 핀(712) 상으로 간단히 슬라이딩시키는 것에 의하여, 렌즈 어레이(720) 내의 개별적인 렌즈렛(lenslets)이 페룰(710) 내의 대응하는 섬유와 정렬된다. 렌즈 어레이(720)와 페룰(710)을 정밀 사출 성형하면, 공칭의 반경방향 정렬 오차는 전형적으로 약 5㎛ 미만이다. 축방향 정렬 오차는 유사 크기를 갖는다.
렌즈 어레이(720)가 안내 핀(712) 위로 슬라이딩한 후에는, 조합된 조립체가 스탠드오프 구조체(628)의 일부를 통하여 슬라이딩하여, 커플링판(730) 안으로 로딩된다. 안내 핀(712)을 커플링판(730) 내에 형성된 정밀 구멍 내로 배치하는 것에 의하여 섬유/렌즈 조립체와 커플링판(730) 사이의 정밀 정렬이 다시 한번 이루어질 수 있다. 커플링판(630)은 커넥터(616)와 물리적으로 접촉하게 되는 커넥터(626)의 일부분에 불과한 정렬 특징부를 수용한다. 모든 부품을 두개의 초고정밀 안내 핀(712)을 향하게 하는 것에 의하여, 페룰(710) 내의 섬유 어레이, 렌즈 어레이 및 커플링판(730) 사이의 정밀 정렬이 이루어진다.
이 특정 실시형태의 커플링판(730)은 비대칭 패턴으로 배열된 희토류 자석(732)을 포함하며, 이 희토류 자석은 커넥터(616, 626)의 자동 정렬을 제공하는데 도움을 준다. 커넥터(616, 626) 내의 KJ 자석 모델 D21B(직경 = 4.75㎜, 두께 = 1.6 ㎜)와 같은 총 8개의 네오디뮴 희토류 자석이 커플링판(730) 사이에 인력을 발생시킬 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 커넥터(616, 626)의 커플링판에 있어서는, 자석(732)이 자석 쌍당 약 1.24lbs의 보유력을 생성하는 분리를 갖는 정합 쌍으로 배열된다. 그러나, 그들의 균등 위치에서, 흡인하는 자석들은 서로 약간 오프셋된다. 중첩 영역은 대략 81%이며, 그래서 최종 힘은 쌍당 약 1.0lb이며, 커넥터(616, 626)에 대하여 총 4.0lb이다. 이 흡인력은 커넥터(616, 618) 사이의 거리에 따라서 예견할 수 있는 방식으로 감소된다.
도 6b에 도시된 근접 자유 공간 광학적 상호접속부의 특정 구조는 평면 내의 ±3 ㎜ 및 평면 외의 ±2.5㎜의 보드 대 보드 오정렬(board to board misalignment)을 수용할 수 있는 동력학적으로 규정된 "블록-인-코너" 정합 시스템을 이용한다. 이 구조체는 커넥터(616, 626) 사이에서 5°까지의 경사 및 회전 오정렬을 수용할 수 있다. 정합 PCB 사이에서 특정 범위의 오정렬 크기를 수용하도록 다양한 변형적인 커플링판 설계가 개발될 수 있다. 일반적으로, 보드 대 보드 위치 공차의 크기가 증가함에 따라, 즉 PCB 사이의 잠재적 오정렬을 수용하기 위해서 커플링판이 보다 긴 거리를 이동할 필요가 있을 때, 커넥터 크기가 증가될 것이다.
시스템 광학 설계는 또한 정합 커넥터(616, 626) 사이의 위치 에러 뿐만 아니라 개별적인 조각 부분 공차(individual piece part tolerance)로부터 야기된 오정렬에도 견딜 수 있도록 만들어질 수 있다. 특히, 렌즈 어레이(720)를 위한 상업적으로 구입가능한 광학장치를 이용하여, 렌즈 정점(lens apexes) 사이에서 2.㎜ 간격으로 동작할 수 있다. 광 신호는 근접 광학적 상호접속부를 통한 이동중 4개의 분리된 공기-렌즈 인터페이스를 횡단하지만, 렌즈 어레이(720)가 AR 코팅 없이 제조될 때에도, 이들 인터페이스에서의 프레넬 반사로 인한 전체 광학 손실은 단지 약 15%에 불과하다.
광섬유 리본(614, 624) 및 페룰(710)과 관련된 제조 및 조립 공차는 극히 작다. 페룰(710)은 실리카 입자를 70부피 퍼센트 로딩을 포함하는 열경화성 또는 열가소성 중합체 물질로 만들어질 수 있다. 그러한 물질은 낮은 열팽창계수(CTE)로 치수안정적인 부분을 제조한다. 캐비티 수(cavity count)가 적은 소형의 모울드를 이용하여 치수 정확도를 추가로 증가시킬 수 있다. 어떤 경우에는 단일 캐비티의 모울드를 이용하는 것도 가능하다.
특정 실시형태에서는, 850㎚의 파장을 갖는 광에 대하여 1.505의 굴절률을 갖는 사출성형 렌즈 어레이(plastic lens array)(720)를 광 중합체로부터 주조할 수 있다. 실온에서 렌즈 어레이(720)의 치수 정확도는 페룰(710)에 비교가능하다. 그러나, 렌즈 어레이(720)는 광학적으로 깨끗하고 내부 인터페이스가 없어야 하기 때문에, 필러재료를 낮춘 CTE를 사용하는 것은 실용적이지 않을 수도 있다. 따라서 0℃ 내지 85℃의 전형적인 온도 범위에 걸쳐서, 렌즈 어레이(720)는 페룰(710)의 열성장 및 수축의 대략 10배를 경험할 것이다. 다행스럽게도, 안내 핀(712)이 열적으로 안정한 페룰 물질 내에 고정되기 때문에, 안내 핀(712)의 운동이 제한되고, 안내 핀(712)은 렌즈 어레이(720)의 열적으로 유도된 운동에 대하여 약간의 저항을 제공한다. 렌즈 요소와 섬유 사이의 이러한 상대적인 운동은 본 발명의 예시적인 실시형태에서 추가 오정렬이 5㎛ 이하로 되는데 기여하여야 한다.
도 8a 및 도 8b는 근접 자유 공간 상호접속부를 사용하여, 실질적으로 동일 평면에 존재하는 인쇄회로 기판(810, 820)의 에지들 사이에 상호접속을 제공하는 것을 도시한다. 도 8a에 있어서, 인쇄 회로 기판(810)은 작동 위치에 있으며, 예를 들면 새시(도시하지 않음) 내로 꽂힐 수도 있다. 커넥터(816)는 인쇄회로 기판(810)의 에지에 부착되어 있는 스탠드오프(818) 상에 장착된다. 스탠드오프(818)는 커넥터(816)를 보유하지만, 커넥터(816)에 대하여 X, Y, Z 방향으로의 충분한 자유도 및 운동 범위와, 회전 각도, 그리고 자동 정렬 동작을 위한 두개의 경사 각도를 제공한다. 가요성 광학 매체(도시하지 않음)가 스탠드오프(818)를 통해 놓여서, 기판(810) 상의 커넥터(816)와 광 송수신기(도시하지 않음) 사이에 광섬유 또는 다른 도파관을 제공한다.
도 8a의 인쇄 회로 기판(820)은 예를 들면 인쇄 회로 기판(810)이 접속되어 있는 새시 내로 인쇄 회로 기판(820)을 꽂는 것에 의하여 그것의 작동 위치로 삽입할 준비가 된다. 커넥터(826)는 인쇄 회로 기판(820)의 에지에 부착되어 있는 스탠드오프(828) 상에 장착된다. 스탠드오프(828)는 커넥터(826)를 보유하지만, 커넥터(826)에 대하여 X, Y, Z 방향으로의 충분한 자유도 및 운동 범위와, 회전 각도, 그리고 커넥터(816)와의 자동 정렬 동작을 위한 두개의 경사 각도를 제공한다. 가요성 광학 매체(도시하지 않음)가 스탠드오프(828)를 통해 놓여서, 기판(810) 상의 커넥터(826)와 광 송수신기(도시하지 않음) 사이에 광섬유 또는 다른 도파관을 제공한다.
도 8b에 도시된 바와 같이 인쇄회로 기판(820)을 작동 위치로 삽입하면, 인쇄 회로 기판(820)의 커넥터(826)가 인쇄회로 기판(810)의 커넥터(816)와 근접하게 된다. 근접해 있을 때, 흡인력은 커넥터(816, 826)를 함께 모아서, 커넥터(816, 826) 상의 오정렬 특징부를 정합시키며, 광 신호를 전송하기 위하여 커넥터(816, 826)를 자동으로 정렬시킨다. 전술한 바와 같이, 커넥터(816, 826)를 정렬시키는 흡인력은 커넥터(816, 826) 중 하나 또는 양자 상에 있는 자석에 의하여 만들어질 수 있다.
특정 실시형태를 참조하여 본 발명을 기술하였지만, 그 설명은 본 발명의 응용의 일 예에 불과하며, 제한적으로 취급되어서는 아니된다. 특히, 본 발명의 특정 실시형태는 인쇄 회로 기판 또는 다른 전기적 시스템이 특정 배향을 갖도록 기술되었다. 그러나, 광 채널의 자동 정렬을 위하여 적절한 커넥터를 근접하게 위치설정할 수 있는 광학적 상호접속부를 다른 시스템에 유사하게 설정할 수 있다. 개시된 실시형태의 여러가지의 다른 적용 및 조합이 하기의 특허청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다.

Claims (15)

  1. 가요성이고 복수개의 광 신호를 안내할 수 있는 제 1 광학 매체(210)와;
    상기 제 1 광학 매체(210)에 광학적으로 결합되며, 제 1 정렬 특징부(224)를 갖고, 상기 광 신호를 위한 복수개의 제 1 경로(222)를 제공하는 제 1 커넥터(220)와;
    제 2 정렬 특징부(244)를 가지며, 상기 광 신호를 위한 복수개의 제 2 경로(242)를 제공하는 제 2 커넥터(240)와;
    상기 제 1 커넥터(220)가 상기 제 2 커넥터(240)의 근방에 있을 때, 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)를 서로 모이게 하는 기구(226)를 포함하는, 광학적 상호접속 시스템으로서,
    상기 제 1 정렬 특징부(224)는, 상기 제 2 정렬 특징부(244)와 정합하여서, 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)가 서로를 향하여 이동할 때, 상기 제 1 커넥터(224)와 상기 제 2 커넥터(240)중 적어도 하나를 다른 커넥터에 대하여 이동시킬 수 있는 형상을 가지며;
    상기 제 1 정렬 특징부(224) 및 제 2 정렬 특징부(244)는 상기 제 1 경로(222)가 상기 제 2 경로(242)와 정렬되는 곳에 안착 위치를 가지며;
    상기 기구는, 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)를 정합 구조로 위치설정할 때까지, 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)를 구속하는 한편, 상기 제 1 커넥터(220) 및 상기 제 2 커넥터(240)의 x, y, z 방향으로의 상대 운동과, 회전 및 경사를 허용하는 장착 구조체(145)를 포함하는
    광학적 상호접속 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광 송신기(114)가 장착되어 있는 표면을 갖는 제 1 전자 시스템(110)으로서, 상기 제 1 광학 매체(210)는 상기 광 송신기(114)로부터 상기 광 신호를 수신하도록 결합되는, 상기 제 1 전자 시스템(110)과;
    광 수신기(116)가 장착되어 있는 표면을 갖는 제 2 전자 시스템(110)으로서, 상기 제 2 전자 시스템(110)의 표면은 상기 제 1 전자 시스템(110)의 표면에 대하여 실질적으로 평행한, 상기 제 2 전자 시스템(110)과;
    상기 제 2 커넥터(240)와 상기 광 수신기(116) 사이에 광 신호를 전송하도록 접속되는 제 2 광학 매체(148)를 추가로 포함하는
    광학적 상호접속 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 시스템(110) 및 제 2 전자 시스템(110)은 새시(120) 상에 장착되는,
    광학적 상호접속 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 시스템(110) 및 제 2 전자 시스템(110)의 각각은 인쇄 회로 기판을 포함하는
    광학적 상호접속 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기구는 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)중 적어도 하나 상에 장착된 영구 자석(226) 또는 전자석을 포함하는
    광학적 상호접속 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기구는 상기 제 1 커넥터(220)가 장착되어 있는 스프링 시스템을 포함하는
    광학적 상호접속 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기구는 래치 시스템을 추가로 포함하며,
    상기 래치 시스템은:
    상기 제 1 커넥터(520)가 스프링 장착되어 있는 제 1 유닛(510)과;
    상기 제 2 커넥터(540)가 스프링 장착되어 있는 제 2 유닛(530)을 구비하며;
    상기 제 1 유닛(510)과 상기 제 2 유닛(530)은, 상기 제 1 커넥터(520)와 상기 제 2 커넥터(540)를 스프링 장착(512, 532)에 의해 모이게 하는 구조로 서로 래치결합되는 형상을 갖는
    광학적 상호접속 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 정렬 특징부와 상기 제 2 정렬 특징부의 안착 위치에서는, 제 1 경로 및 제 2 경로가 자유 공간 갭(230)을 사이에 두고 서로 정렬되며,
    상기 광학적 상호접속 시스템은 상기 광 신호가 전파될 수 있는 렌즈의 어레이(228)를 추가로 포함하고,
    상기 렌즈의 어레이는 상기 제 1 광학 매체(210)와 상기 자유 공간 갭(230) 사이에 존재하는
    광학적 상호접속 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬 특징부(224)는 볼, 테이퍼진 원추 및 둥근 원추로 구성된 군으로부터 선택된
    광학적 상호접속 시스템.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 매체(210)는 단일 모드 또는 다중 모드 플라스틱 섬유, 유리 섬유, 나노구조의 섬유 또는 중합체 도파관을 포함하는
    광학적 상호접속 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 상호접속 시스템은 컴퓨터 서버인
    광학적 상호접속 시스템.
  13. 광학적 상호접속부를 설정하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 광학 매체(210)에 광학적으로 결합되어 있는 제 1 커넥터(220) 상에 제 1 정렬 특징부(224)를 제공하는 단계와;
    상기 제 1 정렬 특징부(224)와 정합하는 형상을 갖는 제 2 정렬 특징부(244)를 제 2 커넥터(240) 상에 제공하는 단계와;
    상기 제 1 커넥터(220)를 상기 제 2 커넥터(240)와 접촉하도록 미는 기구를 작동시키는 단계로서, 상기 기구가 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)를 정합 구조로 위치설정할 때까지, 상기 제 1 커넥터(220)와 상기 제 2 커넥터(240)를 구속하는 한편, 상기 제 1 커넥터(220) 및 상기 제 2 커넥터(240)의 x, y, z 방향으로의 상대 운동과, 회전 및 경사를 허용하는, 기구 작동 단계를 포함하는
    상기 제 1 커넥터(220)가 상기 제 2 커넥터(240)와 접촉할 때 상기 제 1 정렬 특징부(224)를 상기 제 2 정렬 특징부(244)와 정합시키면, 상기 제 1 커넥터(220)가 상기 제 2 커넥터(240)에 대하여 변위되어, 상기 제 1 커넥터(220)를 통한 광 경로(222)가 상기 2 커넥터(240)를 통한 광 경로(242)와 정렬되는 단계를 포함하는
    광학적 상호접속부의 설정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기구 작동 단계는, 상기 제 1 커넥터(220)를 상기 제 2 커넥터(240)와 충분히 근접시켜서, 상기 제 1 커넥터(220) 상의 자석(226)이 상기 제 1 커넥터(220)를 상기 제 2 커넥터(240)로 흡인시키는
    광학적 상호접속부의 설정 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 기구 작동 단계는, 상기 제 1 커넥터(220)가 접속되어 있는 제 1 전자 시스템(110)을, 제 2 전자 시스템(110)이 부착되어 있는 새시(120) 내의 슬롯 내로 삽입하는 것을 추가로 포함하며, 상기 제 2 커넥터(240)는 상기 제 2 전자 시스템(110)에 접속되며, 상기 제 1 전자 시스템(110)을 상기 새시(120) 내로 삽입하면, 상기 제 1 커넥터(220)가 상기 제 2 커넥터(240)와 근접하게 모여서, 상기 기구의 작동을 트리거하는
    광학적 상호접속부의 설정 방법.
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5118771B2 (ja) * 2008-05-09 2013-01-16 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. 近接自由空間光インターコネクト
DE102008034681A1 (de) * 2008-07-25 2010-02-04 Continental Automotive Gmbh Steuergerät eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Austausch von Steuer- und Regelsignalen
WO2011139283A1 (en) 2010-05-07 2011-11-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Telecentric optical assembly
DE112010005659T5 (de) 2010-06-07 2013-03-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Modul und Anschluss
WO2012015384A1 (en) * 2010-07-26 2012-02-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. A system including a module
US8391656B2 (en) * 2010-07-29 2013-03-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Grating coupled converter
US8620122B2 (en) * 2010-09-10 2013-12-31 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Low-profile optical communications module having two generally flat optical connector modules that slidingly engage one another
US8488968B2 (en) * 2011-04-28 2013-07-16 International Business Machines Corporation Programmable optical interconnect for multi-node computer systems
CN103018851B (zh) * 2011-09-28 2015-01-07 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 光电连接器
US9829655B2 (en) 2012-01-12 2017-11-28 Te Connectivity Corporation Communication connector having an alignment mechanism
WO2013162550A1 (en) 2012-04-25 2013-10-31 Hewlett-Packard Development Company, L. P. Electrical/optical connector
WO2014010035A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 株式会社日立製作所 光コネクタおよび光コネクタを用いたサーバー
US9297972B2 (en) * 2012-07-30 2016-03-29 Glenair, Inc. Advanced fiber-optic contact and method
US8950954B2 (en) 2012-07-31 2015-02-10 Avago Technologies General Ip ( Singapore) Pte. Ltd. Side-edge mountable parallel optical communications module, an optical communications system that incorporates the module, and a method
US8801297B2 (en) 2012-08-24 2014-08-12 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Methods and systems for blind mating multi-optical fiber connector modules
US10139573B2 (en) 2012-08-31 2018-11-27 Corning Optical Communications LLC Cable assemblies, optical connector assemblies, and optical connector subassemblies employing a unitary alignment pin and cover
US9417406B2 (en) 2012-08-31 2016-08-16 Corning Cable Systems Llc Cable assemblies and optical connector assemblies employing a unitary alignment pin and translating element
US9645336B2 (en) * 2012-09-10 2017-05-09 Corning Optical Communications LLC Optical connections having magnetic coupling
US9032130B2 (en) 2012-09-12 2015-05-12 Blackberry Limited Dock for data transfer to and from portable electronic device
US9664858B2 (en) * 2012-12-20 2017-05-30 Intel Corporation Optical photonic circuit coupling
TWI509301B (zh) * 2013-01-22 2015-11-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 套管及光波導組件
US9188753B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-17 Intel Corporation Optical connector assembly
US10411812B1 (en) * 2013-03-15 2019-09-10 Forrest Rose Optical interconnect computing module tolerant to changes in position and orientation
CN105408793B (zh) * 2013-04-12 2018-09-14 康宁光电通信有限责任公司 具有整体对准结构的光学连接
KR102058201B1 (ko) 2013-05-24 2019-12-23 삼성디스플레이 주식회사 유기전계발광 표시장치
US9819107B2 (en) 2013-11-26 2017-11-14 Glenair, Inc. Advanced panel mount connector and method
US20150234127A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Electrical and optical hybrid connector
US20160087726A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 L3 Communications Corporation Free space fiber-optic connector
US10345526B2 (en) 2014-12-14 2019-07-09 Telescent Inc. High reliability robotic cross-connect systems
CN108139548B (zh) * 2015-10-12 2020-11-20 3M创新有限公司 光学套管
WO2017081306A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 CommScope Connectivity Belgium BVBA Fiber optic connection system
US10139543B2 (en) * 2016-06-10 2018-11-27 Netscout Systems, Inc. Light pipe array assembly for a blade server
US10903913B2 (en) 2016-09-29 2021-01-26 Intel Corporation Free air optical interconnect attach mechanism
CN106788717B (zh) * 2016-12-30 2019-04-19 河南农业大学 收发共用可移动自由空间光交换系统
US10148365B2 (en) 2017-01-05 2018-12-04 Intel Corporation Hybrid free air and electrical interconnect
CN106772829B (zh) * 2017-03-28 2019-08-09 中国科学院高能物理研究所 光学传输系统、光纤耦合装置及光纤耦合方法
JP2018169581A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 古河電気工業株式会社 光コネクタ
US20200174207A1 (en) * 2017-10-23 2020-06-04 Dust Photonics Ltd. Electro-optical device
WO2019126658A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Ideal Industries, Inc. Convertible force latching system
CN110895361A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 阿里巴巴集团控股有限公司 光模块
KR102638776B1 (ko) * 2019-01-04 2024-02-21 주식회사 아모센스 Rf 커넥터
KR20200117165A (ko) * 2019-04-03 2020-10-14 주식회사 아모센스 플렉서블 케이블 점퍼 장치 및 이를 제조하는 방법
CN110780391A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 杭州耀芯科技有限公司 一种光纤连接光学组件
US10903907B1 (en) * 2019-12-03 2021-01-26 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. System comprising packaged optical devices
CN115118336A (zh) * 2021-03-18 2022-09-27 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 无接触式连接器及其组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157943A (ja) * 1991-12-06 1993-06-25 Furukawa Electric Co Ltd:The 光コネクタ
US5555332A (en) * 1995-06-08 1996-09-10 Siecor Corporation Applicator and associated method for inserting guide pins in a fiber optic connector
US5778123A (en) * 1996-03-12 1998-07-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alignment assembly for multifiber or single fiber optical cable connector
US6520686B1 (en) * 2000-11-09 2003-02-18 Teradyne, Inc. Methods and apparatus for forming a fiber optic connection

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4143082A (en) 1977-07-18 1979-03-06 The Standard Oil Company Method for making indene
JPS5439060U (ko) * 1977-08-24 1979-03-14
JPS58186712A (ja) * 1982-04-26 1983-10-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 簡易型光コネクタ
JP2629102B2 (ja) 1991-05-22 1997-07-09 株式会社テック 按摩装置
JPH0531150U (ja) * 1991-09-27 1993-04-23 キヤノン株式会社 接続装置
JP3348757B2 (ja) * 1995-06-19 2002-11-20 日本電信電話株式会社 ボード間光インタコネクション装置
US5790733A (en) * 1996-06-07 1998-08-04 Minnesota Mining And Manufactouring Company Optoelectronic device receptacle and method of making same
US6102582A (en) * 1998-09-21 2000-08-15 Lucent Technologies Inc. Article comprising controllable optical connectors
JP4205272B2 (ja) * 1998-10-30 2009-01-07 古河電気工業株式会社 光コネクタおよび光コネクタと光部品との接続構造
JP2000275464A (ja) * 1999-03-26 2000-10-06 Sony Corp 光コネクタ装置
US6509992B1 (en) * 1999-09-09 2003-01-21 Nortel Networks Corporation Free space optical interconnect system tolerant to misalignments and method of operation thereof
JP3741911B2 (ja) * 1999-10-19 2006-02-01 日本オプネクスト株式会社 光素子アレイモジュールおよびその製造方法
US6741778B1 (en) * 2000-05-23 2004-05-25 International Business Machines Corporation Optical device with chip level precision alignment
US6305848B1 (en) * 2000-06-19 2001-10-23 Corona Optical Systems, Inc. High density optoelectronic transceiver module
US6526205B1 (en) 2000-10-13 2003-02-25 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for the passive alignment of optical components
US6799897B2 (en) 2000-11-16 2004-10-05 Shipley Company, L.L.C. Optical connector system
JP2002258081A (ja) 2001-02-28 2002-09-11 Fujitsu Ltd 光配線基板、光配線基板の製造方法及び多層光配線
US6771845B2 (en) * 2001-03-29 2004-08-03 Intel Corporation Open air optical channel
JP5031150B2 (ja) 2001-06-08 2012-09-19 旭化成イーマテリアルズ株式会社 ポリオレフィンセパレーター
JP4117155B2 (ja) * 2002-06-28 2008-07-16 Necエンジニアリング株式会社 光ファイバコネクタ
US7251388B2 (en) * 2004-08-10 2007-07-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus for providing optical communication between integrated circuits of different PC boards and an integrated circuit assembly for use therein
US7118285B2 (en) 2004-11-03 2006-10-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical connections and methods of forming optical connections
DE102006022023B4 (de) * 2005-05-10 2011-07-21 Schleifring und Apparatebau GmbH, 82256 Mehrkanalige optische Drehkupplung
JP4837588B2 (ja) * 2007-01-31 2011-12-14 株式会社白山製作所 光コネクタ
JP5118771B2 (ja) * 2008-05-09 2013-01-16 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. 近接自由空間光インターコネクト
JP5157943B2 (ja) 2009-02-04 2013-03-06 住友金属鉱山株式会社 硫酸酸性水溶液からのニッケル回収方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157943A (ja) * 1991-12-06 1993-06-25 Furukawa Electric Co Ltd:The 光コネクタ
US5555332A (en) * 1995-06-08 1996-09-10 Siecor Corporation Applicator and associated method for inserting guide pins in a fiber optic connector
US5778123A (en) * 1996-03-12 1998-07-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alignment assembly for multifiber or single fiber optical cable connector
US6520686B1 (en) * 2000-11-09 2003-02-18 Teradyne, Inc. Methods and apparatus for forming a fiber optic connection

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