KR101420958B1 - 광 전송기를 포함하는 케이블 및 커넥터 - Google Patents

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Abstract

케이블 어댑터와 커넥터는 전기 신호를 수신하고 광 신호를 출력한다. 케이블 어댑터는, 제1 전기 커넥터에서, 복수의 인터페이스 프로토콜에 따라 다양한 데이터 신호를 수신할 수 있고, 제2 커넥터에서 광 신호를 제공할 수 있다. 전기 신호의 광 신호로의 변환은 케이블 어댑터 내의 다양한 장소에서 수행될 수 있다. 커넥터는 전기 신호를 광 신호로 변환하기 위한 광 전송기를 포함할 수 있다. 이러한 커넥터는 케이블 어댑터의 출력 단부에 제공되어, 케이블 어댑터의 입력 커넥터에서 수신된 전기 신호에 대응하는 광 신호를 제공할 수 있다.

Description

광 전송기를 포함하는 케이블 및 커넥터{CONNECTORS AND CABLES WITH AN OPTICAL TRANSMITTER}
본 발명은, 일반적으로는 광 신호를 전송하는 데 이용되는 커넥터에 관한 것이고, 구체적으로는 커넥터 및 케이블 어댑터를 이용한 전기 신호로부터 광 신호로의 변환에 관한 것이다.
광 케이블은, 전기 케이블이 데이터 신호를 전송하는 방식과 유사하게, 데이터 신호를 전송하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 컴팩트 디스크(CD)나 디지털 버서타일 디스크(DVD) 플레이어는 오디오 신호를 빛의 형태로 출력할 수 있는데, 이는 광 케이블을 경유하여 전송된다. 일반적인 광 오디오 케이블들은 순전히(purely) 광학적이다. 즉, 이들은 양단에서 광 커넥터를 필요로 하고, 케이블 길이 전체에 걸쳐 광 섬유를 필요로 한다. 이러한 광 오디오 케이블은, 이들이 광을 수신하고 광을 전송한다는 점에서, 수동형이다.
광 케이블은 전기 케이블에 비해 일정한 장점을 지닐 수 있는 반면, 또한 단점도 지닌다. 예컨대, 광 케이블은 휘어질 때 오작동할 수 있다. 또한, 광 케이블은 전형적으로 한번에 하나의 광 펄스를 수신할 뿐이다. 따라서, 커넥터당 한번에 단 하나의 펄스만 존재하기 때문에, 케이블은 한번에 하나의 인터페이스 프로토콜을 처리(handle)할 수 있을 뿐이다. 또한, 다수의 디바이스들은 광 입력을 구비할 수 있을 수 뿐인 한편, 다른 다수의 디바이스들은 광 출력을 구비하지 않을 수 있다. 상술한 변환을 위해 별도의 디바이스들이 이용될 수 있지만, 이러한 디바이스들은 상대적으로 값비싸고 부피가 크다.
따라서, 광 인터페이스에 신호를 제공할 뿐만 아니라 복수의 프로토콜을 처리할 수 있는 케이블 어댑터 및 커넥터가 바람직하다. 또한, 작은 폼 팩터(form factor)를 유지하면서도, 전기 출력으로부터 광 입력으로의 접속을 제공할 수 있는, 낮은 가격의 케이블이 바람직하다.
따라서 본 발명의 실시예는, 전기 신호를 수신하고 광 신호를 출력하는 케이블 어댑터 및 커넥터를 제공할 수 있다. 예컨대, 케이블 어댑터는, 제1 전기 커넥터에서 복수의 인터페이스 프로토콜을 수신할 수 있고, 제2 커넥터에서 광 신호를 제공할 수 있다. 케이블 어댑터 및 실시예와 관련된 커넥터는, 복수의 입력 프로토콜의 편리성(accommodating), 광 프로토콜을 포함한 다양한 출력 프로토콜을 포함하는 출력 커넥터의 복수성, 및 제조의 저렴함의 장점들 중 어느 하나 또는 그 이상을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터는 전기 신호를 광 신호로 변환시키기 위한 광 전송기를 포함한다. 이러한 커넥터는 케이블 어댑터의 출력 단부에 제공되어, 케이블 어댑터의 입력 커넥터에서 수신된 전기 신호에 대응하는 광 신호를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수(male) 플러그 커넥터는 광 전송기 및, 대응하는 광 암(female) 커넥터 안으로 들어맞는 하우징을 갖는다. 광 전송기는, 하우징 내에 놓이고, 전기 신호를 광 신호로 변환하여, 이 광 신호가 대응하는 광 암 커넥터에 의해 수신되도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 케이블 어댑터는, 전기 신호를 수신하는 제1 커넥터, 전기 신호를 전송하는 케이블, 및 전기 신호를 광 신호로 변환하는 제2 커넥터를 포함한다. 제2 커넥터는, 대응하는 광 커넥터와 짝을 이루도록 구성된 하우징, 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 전송기, 및 광 신호를 대응하는 광 커넥터로 전송하는 광 가이드를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 전기 신호를 수신하고 광 신호를 출력하는 커넥터의 제조 방법이 제공된다. 커넥터의 하우징의 전면 개구부 안으로, 광 가이드가 삽입된다. 하우징은 전면 개구부를 정의하는(define) 하나 이상의 외벽을 갖는다. 하우징의 적어도 하나의 외벽의 상면 개구부를 통해, 능동형 광 구성요소가 삽입된다. 광 가이드는 능동형 광 구성요소와 함께 정렬된다.
또 다른 실시예에 따르면, 커넥터는 대응하는 광 커넥터, 능동형 광 구성요소 및 고정 피스(locking piece)와 함께 짝을 이루도록 구성된 하우징을 포함한다. 능동형 광 구성요소는 하우징 내에서, 하우징의 전면부(front portion)와 하우징의 후면부(back portion) 사이에 배치된다. 전면부는, 하우징의 적어도 하나의 벽 내의 개구부에 의해, 후면부로부터 분리된다. 능동형 광 구성요소는 전기 신호를 수신하고, 수신된 전기 신호에 대응하는 광 신호를 전송하도록 구성된다. 고정 피스는, 능동형 광 구성요소 상의 개구부 안으로 들어맞아서(fit), 하우징의 전면부와 하우징의 후면부를 고정한다.
본 발명의 사상과 장점에 대한 더 나은 이해는 후술하는 상세한 설명 및 도면들을 참조하여 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 전기 신호를 수신하고 대응하는 광 신호를 출력하는 케이블 어댑터를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 복수의 전기 신호를 수신할 수 있고 대응하는 전기 신호 및 광 신호를 출력할 수 있는 케이블 어댑터를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 능동형 광 구성요소를 갖는 커넥터를 생산하기 위한 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 4a-4l은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3에서 도시된 제조 공정의 상이한 단계(stage)에서의 광 커넥터를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 광 전송기를 포함하는 수 광 커넥터의 단면도를 도시한다.
일부 실시예는 전기 신호를 수신하고 광 신호를 출력하는 케이블 어댑터 및 커넥터를 제공할 수 있다. 예컨대, 케이블 어댑터는 제1 전기 커넥터에서 복수의 인터페이스 프로토콜을 수신할 수 있고, 제2 커넥터에서 광 신호를 제공할 수 있다. 따라서, 실시예들은 하나의 인터페이스 프로토콜로 제한되지 않으며, 광 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터는 전기 신호를 광 신호로 변환하기 위한 광 전송기를 포함한다. 이러한 커넥터는 케이블 어댑터의 출력 단부에 제공되어, 입력 커넥터에서 수신된 전기 신호에 대응하는 광 신호를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 광 전송기를 포함하는 커넥터를 이용하면, 전도성 와이어(예컨대, 구리로 이루어짐)를 케이블 어셈블리(assembly)의 길이 전체에 걸쳐 이용하는 것이 허용된다. 전도성 와이어는 보다 복잡한 분리기-형태(splitter-style)의 케이블 설계를 가능케 한다. 일 실시예에서, 커넥터는, SPDIF/토스링크 구조 스펙(Sony/Philips Digital Interconnect Format/Toslink structural specification)에 따라 설계된 수 플러그 커넥터이다. 이러한 수 플러그 커넥터는, 광 오디오 입력을 갖는 어떠한 표준 스테레오 시스템과도 짝을 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 전기 신호를 수신하고 대응하는 광 신호를 출력하는 케이블 어댑터(100)를 도시한다. 케이블 어댑터(100)는 송신 디바이스(180)로부터 전기 신호를 수신하고, 전기 신호를 광 신호로 변환하여, 광 신호를 수신 디바이스(190)에게 제공한다. 송신 디바이스(180)는, 전기 선(들)(186)으로부터 전기 커넥터(182)의 전기 컨택(184)을 통해, 하나 이상의 출력 전기 신호를 제공할 수 있다. 여기에 설명된 전기 커넥터 및 전기 컨택은 임의의 적절한 폼 팩터 및 임의의 적절한 컨택 개수를 가질 수 있다.
케이블 어댑터(100)는 전기 커넥터(110)의 전기 컨택(105)에서 하나 이상의 전기 신호를 수신한다. 도시된 바와 같이, 전기 커넥터(182)는 전기 커넥터(110)에 대응하는 암 리셉터클(receptacle) 커넥터이다. 전기 신호는 전기 커넥터(110)로부터 광 커넥터(120)로 케이블(130)을 경유하여 전송된다.
광 커넥터(120)는 광 가이드(122)를 통해 수신 디바이스의 광 커넥터(192)로 광 신호를 제공한다. 광 가이드(122)는, 광을 전송할 수 있는 임의의 적절한 디바이스일 수 있는데, 광 가이드의 내벽이 적어도 일부의 광을 반사하는, 예컨대 유리 또는 플라스틱의 속이 찬(solid) 튜브형 구조 또는 속이 빈(hollow) 튜브형 구조일 수 있다. 도시된 바와 같이, 전기 커넥터(192)는, 광 커넥터(120)에 대응하는 암 리셉터클 커넥터이다. 다른 실시예에서, 광 가이드(122)는, 대응하는 광 커넥터의 내부 튜브 안으로 들어맞을 수 있어, 대응하는 광 커넥터의 외부 표면은 광 커넥터(120)의 하우징 내의 개구부 안으로 들어맞을 수 있다. 이러한 실시예들에서, 암수 양쪽 양태(aspect)를 모두 포함하는 광 커넥터를 제공한다.
수신 디바이스(190)는, 광 커넥터(120)로부터 수신된 광 신호를 선(196) 상에 전기 신호로 변환하도록 광-전기 변환기(194)를 이용할 수 있다. 어떠한 타입의 신호라도(예컨대, 오디오 또는 비디오), 케이블 어댑터(100)를 통해 전송될 수 있다. 커넥터(110 및 120)가 수 커넥터로서 도시되었지만, 암 커넥터 또한 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 광 커넥터(120)는, 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 전송기를 포함한다. 이러한 실시예에서, 케이블(130)은, 전기 컨택(105)과 전기적으로 결합되어 전기 컨택(105)에서 수신된 전기 신호를 전송하는 전도성 와이어(예컨대, 구리로 이루어짐)를 포함한다. 일 실시예에서, 전도성 와이어를 포함하는 케이블(130)은 약 1 내지 3 미터의 길이에 걸쳐 유연하고, 플라스틱 또는 고무 코팅을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 케이블(130)의 전도성 와이어는 전기 커넥터(110)로부터 광 커넥터(120)로의 신호를 품질저하시키지 않으면서 휘어질 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 광 커넥터(120)는, 광 전송기에 더하여 또는 이를 대체하여, 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하고, 이 신호를 케이블(130)을 통해 전기 커넥터(110)로 전송하는 광 수신기를 포함할 수 있다. 광 전송기 및 광 수신기는 두 개의 개별 유닛이거나 하나의 단일 유닛(예컨대, 트랜시버라 불림)일 수 있다.
다른 실시예에서, 전기 커넥터(110)는 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 전송기를 포함한다. 이러한 실시예에서, 케이블(130)은 전기 커넥터(110)로부터 광 커넥터(120)로 광 신호를 전송하기 위한 광 섬유를 포함한다. 일 양태에서, 전기 커넥터(110)는, (광 전송기를 대체하거나 이에 더하여) 수신된(즉, 케이블(130)을 통해 수신된) 광 신호를 전기 신호로 변환하고, 이 신호를 전기 커넥터(182)에 전송하는, 광 수신기를 포함할 수 있다. 광 전송기 및 광 수신기는 두 개의 개별 유닛이거나 하나의 단일 유닛(예컨대, 트랜시버라 불림)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 복수의 전기 신호를 수신할 수 있고, 대응하는 전기 신호 및 광 신호를 출력할 수 있는 케이블 어댑터(200)를 도시한다. 케이블 어댑터(200)는, 예컨대 유니버설 시리얼 버스(USB), 고-해상도 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 및 디지털 오디오 신호와 같은 복수의 데이터 포맷으로 전기 신호를 수신하는 기능을 갖는다. 일 실시예에서, 전기 커넥터(210)의 전기 컨택(205)은 각 포맷에 따라 지정된 상이한 컨택을 포함한다.
일부 실시예에서, 전기 컨택(205)은 일렬로(in a single row) 놓인다. 특정 포맷에 따라 지정된 컨택은 그룹화되거나, 상이한 목적(예컨대, 접지, 전력, 또는 다른 포맷의 신호)을 위한 컨택들에 의해 각기 격리된 접속 위치에 놓일 수 있다.
예로서, 전기 커넥터(210)는 30개의 컨택을 포함할 수 있다. 따라서, 케이블(230)은, 컨택의 각각과 하나씩 전기적으로 접속된 30개의 전도성 와이어를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 4개의 컨택은 USB를 위해, 19개의 컨택은 HDMI를 위해, 그리고 3개의 와이어는 S/PDIF(2개의 와이어는 차동 신호용이고 1개의 와이어는 전송기 전력용임)를 위해 이용될 수 있다. 전기 컨택(105)은, 예컨대 미합중국 특허 공보 2004/224638에서 언급된 바와 같이, 디지털 신호 또는 전기 신호를 전송할 수 있는 전기 컨택일 수 있다.
전기 커넥터(210)가 복수의 데이터 포맷(인터페이스 프로토콜)을 전송할 수 있기 때문에, 케이블 어댑터(200)가 각 데이터 포맷마다 상이한 제2 커넥터를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 케이블 어댑터(200)는 전기 컨택(210)의 반대편 단부에서 복수의 커넥터를 포함한다. 일 실시예에서, 케이블 어댑터(200)는 HDMI 커넥터(260), USB 커넥터(250), 및 광 커넥터(220)(예컨대, SPDIF 또는 토스링크 커넥터)를 포함한다.
일 실시예에서, 케이블(230)의 전도성 와이어들을 분리하도록 분리기(240)가 이용된다. 분리기는, 간단하게는, 와이어들을 개개의 케이블들(각각은 커버를 가짐)로 분리하는 하우징일 수 있고, 전기적 구성요소를 포함하지 않는다. 다른 실시예에서는, 케이블(230)이 와이어의 상이한 부분에 따라 분리된 코팅을 포함할 수도 있고, 따라서 개개의 부분들이 이미 분리되었기 때문에, 분리기(240)가 이용되지 않을 수도 있다. 반대편 커넥터들 각각은 케이블(230)의 상이한 전도성 와이어와 접속될 수 있다. 예컨대, 케이블(236)은, HDMI 신호를 전송하는 케이블(230) 내의 전도성 와이어의 확장인 전도성 와이어를 포함할 수 있다. 또는, 케이블(236) 내의 와이어는, 다른 매체(예컨대, 회로 보드)를 통해 HDMI 신호를 전송하는 케이블(230) 내의 전도성 와이어와 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시예에서, 분리기(240)는 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 전송기를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 케이블(232)은, 분리기(240)로부터 광 커넥터(220)로 광 신호를 전송하는 광 섬유를 포함한다. 또한, 분리기(240)는, 케이블(232)의 커넥터가 접속될 수 있는 출력 광 커넥터를 포함할 수 있다. 따라서, 케이블(232)은, 분리기(240)로부터 수신 디바이스로 광 신호를 수동적으로 전송하는, 개별적인 광 케이블일 수 있다.
그러나, 광 케이블은, 특히 전기 와이어와 함께 있을 경우, 제조하기가 어려울 수 있다. 이러한 구성(construction)은 비용이 더 들 수 있는데, 그 이유는 전형적으로 (신호가 광 신호로 변환될) 와이어가 절단되어 분리기(240)에서 종단된(terminated) 후, 분리기(240)에 전기 디바이스가 더해지기 때문이다.
또 다른 실시예에서, 광 커넥터는 전기 신호(예컨대, 디지털 오디오 또는 비디오 신호)를 광 신호로 변환하는 광 전송기를 포함한다. 이 실시예에서, 케이블(232)은, 디지털 오디오 또는 비디오 신호를 전송하는 케이블(230) 내의 전도성 와이어의 확장일 수 있다. 따라서, 케이블(230)은 케이블(232, 234 및 236)과 함께, 연속된 와이어를 포함할 수 있고 단일하고 저렴한 공정으로 제조될 수 있는, 전전기(all electric) 케이블로 제조될 수 있다. 예컨대, 와이어를 위한 개개의 전도체들이 스풀 상에 놓인 후 포장되어, 이 전도체들이 하나의 케이블로 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 능동형 광 구성요소를 포함하는 커넥터를 생산하기 위한 제조 공정(300)을 도시하는 흐름도이다. 다양한 실시예에서, 능동형 광 구성요소는 광 전송기, 광 수신기, 또는 광 전송기와 광 수신기 모두를 단일 구성요소로서 포함하는 광 트랜시버일 수 있다. 도 4a-4l은 제조 공정(300)의 상이한 단계에서의 커넥터를 도시한다. 제조 공정(300)의 일정 부분은 도시된 바와 상이한 순서로 발생할 수 있는 한편, 일정 부분은 다른 일정 부분보다 먼저 발생할 수도 있는데, 이는 당업자라면 쉽게 인식할 수 있을 것이다.
블록(305)에서, 광 가이드가 커넥터의 하우징 안으로 삽입된다. 도 4a는 광 가이드(405)(예컨대, 속이 찬 또는 속이 빈 플라스틱 또는 유리로 이루어진 구조)가 하우징(410)의 전면 개구부(412) 안으로 삽입됨을 도시한다. 일 실시예에서, 전면 개구부(412)는 측면으로(to a side) 약 6 mm의 높이 및 폭을 갖는다. 전면 개구부(412)의 높이 및 폭 치수(dimension)는 하우징(410)의 길이 전체에 걸쳐 유지될 수 있다. 전면 개구부는 사각형(도시된 바와 같음), 원형, 또는 다른 적절한 형태일 수 있다. 하우징(410)은 또한 외벽 상에 추가적인 개구부를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 하우징(410)은 절연 재료(예컨대, 플라스틱)의 단일 부품이다.
일부 실시예에서, 광 가이드(405)는, 예컨대 금속으로 코팅된다. 이러한 구성은 별개의 서브구성요소(subcomponent) 제조를 가능케 한다. 일 실시예에서, 광 가이드(예컨대 플라스틱)는 금속 슬리브(407)(예컨대, 니켈 도금된 황동으로 이루어짐) 또는 다른 커버 안으로 삽입된다. 이후 광 가이드는 슬리브의 단부에서 절단 및/또는 용융될 수 있다. 이후 광 가이드의 단부는 연마될 수 있다.
블록(310)에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 하우징(410)의 외벽의 슬롯(slot) 개구부(422)를 통해, 하우징(410) 안으로 고정 탭(420)(또는 다른 타입의 적절한 고정 부재(member))이 삽입된다. 도시된 바와 같이, 슬롯 개구부(422)는 하우징(410)의 외벽 상면에 위치하고, 고정 탭은 포스트(424)를 포함한다. 다른 실시예에서, 슬롯 개구부(422)는 하우징(410)의 외벽 측면 또는 외벽 하면에 위치할 수도 있다. 고정 탭(420)은 광 가이드(405)를 제 위치에 고정할 수 있다. 일 실시예에서, 고정 탭(420)은 광 가이드(405) 상의 커버(예컨대, 금속 슬리브(407)) 내의 골(notch)과 맞물릴 수 있다(engage).
블록(315)에서, 도 4c에서 도시된 바와 같이, 하우징(410)의 외벽의 상면 개구부(432) 안으로, 광 전송기(430) 또는 다른 능동형 광 구성요소가 삽입된다. 상면 개구부(432)에 의해 하우징(410)은 전면부(front portion)(417)와 후면부(back portion)(419)로 분리될 수 있다. 광 전송기(430)는 3개의 단자(434)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 일 실시예에서, 이들 3개의 단자는 입력부인데, 하나는 전력을 위한 입력부이고, 나머지 둘은 광 신호로 변환되는 차동(differential) 전기 신호를 위한 입력부이다. 또 다른 실시예에서는, 광 전송기(430)는 하우징(410) 만큼의 폭을 갖는다. 일 양태에서, 고정 탭(420)이 광 가이드(405)를 제 위치에 고정하여 광 전송기(430)와 광 가이드(405) 사이의 에어 갭이 그리 크지 않게 한다(예컨대, 2 mm 미만).
블록(320)에서, 도 4d에서 도시된 바와 같이, 고정 피스(locking piece)(440)가 상면 개구부(432) 위에 위치된다. 고정 피스는 플라스틱 또는 다른 적절한 재료로 된 것일 수 있다. 일 양태에서, 고정 피스(440)는 광 전송기(430)를 제 위치에 고정시킨다. 고정 피스(440)의 평평한 하부(442)가, 광 전송기(430)의 뒤쪽에서 상면 개구부(432)의 안으로 들어맞아서 광 전송기(430)가 앞뒤로 움직이지 못하게 함으로써, 광 가이드(405)와 광 전송기(430) 사이의 에어 갭이 허용 범위 이내에 머물도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 하부(442)는 하우징(410)의 내벽과 광 전송기(430)의 뒤쪽 사이에서 웨징될(wedged) 수 있다.
일 실시예에서, 고정 피스(440)는, 하우징(410)의 상면의 포켓 안으로 들어맞는 고정 엘리멘트(locking element)(444)를 포함한다. 일 양태에서, 고정 엘리멘트(444)는 제 위치에서 꽉 물린다(snap into place). 플라스틱 고정이 꽉 물리기 전까지는, 광 전송기(430)는 느슨할(free) 수 있다. 일단 하우징(410) 안으로 고정되면, 고정 피스(440)는 광 전송기(430)를 제 위치에서 유지한다. 고정 피스(440)는 또한 고정 탭(420)을 제 위치에 유지시키도록 도울 수 있다. 고정 피스(440)는, 고정 피스가 없었다면 전면부(417)와 후면부(419) 사이의 얇은 연결부를 가졌을 뿐인 하우징(410)에 대해, 구조적 일체성(integrity)도 제공할 수 있다. 따라서, 고정 피스(440)는, 하우징(410) 상의 세로 변형력(longitudinal stress)에 대해 제2 부하 경로로서 작용할 수 있다.
블록(325)에서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 핀(450)이 하우징(410)을 관통하여 삽입된다. 일 실시예에서, 핀들은 상면 구멍(452)을 통해 하우징(410) 안으로 눌려 들어맞는다(stress fit).
블록(330)에서, 도 4f에 도시된 바와 같이, 회로 보드(460)가 하우징(410)의 하면에 부가된다. 일 실시예에서, 회로 보드(460)는 인쇄 회로 보드(PCB)이다. 도시된 바와 같이, 회로 보드(460)는 고정 피스(420)의 포스트(422), 광 전송기(430)의 단자(434), 및 핀(450)들을 위한 구멍을 포함한다. 다른 실시예에서, 회로 보드(460)는 전기 신호로부터의 링잉(ringing)을 감소시키도록 바이패스 캡(bypass cap) 및 종단 저항(termination resistor)을 포함할 수 있다. 전기 신호가 스퀘어 웨이브(square wave)(예컨대, 0 볼트 내지 1 또는 2 볼트)일 때, 전기 신호는 오버슛(overshoot)을 포함할 수 있는데, 이는 신호가 광 전송기(430)에 도달하기 전에 회로 보드 상의 회로에 의해 감소될 수 있다.
블록(335)에서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 광 전송기(430)의 단자(434)는 회로 보드(460)에 전기적으로 결합된다(예컨대, 납땜 됨). 일 실시예에서, 전도성 재료를 포함하는, 회로 보드(460)의 구멍의 엣지에, 단자(434)가 납땜된다. 고정 피스(420)의 포스트(422) 및 납땜 핀(450)은 회로 보드(460)에 접합될 수 있다(예컨대, 마찬가지로 납땜되거나 또는 접착 물질로 부착됨). 일 실시예에서는, 납땜이 수공으로 수행된다.
회로 보드(460)를 단자(434)의 전면에(포스트(422)에) 그리고 단자(434)의 후면에((핀(450)에) 결합시킴으로써, 회로 보드(460)에 대해 (예컨대, 단단한 상자를 형성함으로써) 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 이러한 포스트(422)와 핀(450)에의 결합에 의해 힘이 흡수될 것이기에, 이러한 결합은 단자(434)로의 전기적 능동형 결합을 파손으로부터 지켜줄 수 있다. 따라서, 회로 보드(460)에 스트레스(stress)가 가해지는 경우, 중대하지 않은, 즉 전기적 결합에 이용되지 않는, 스트레스 받은 납땜 결합부들은 그 스트레스의 예봉을 견딜 수 있다.
이 시점에서, 커넥터는 자가-완비된(self-contained) 유닛이므로, 케이블 제조의 일부인, 전송기를 분리기 내에 설치함에 있어서, 이점이 추가된다. 즉, 이 커넥터는 이러한 형태로 임의의 디바이스에 부가될 수 있다.
블록(340)에서, 도 4h에 도시된 바와 같이, 케이블(470)의 케이블 와이어(474)가 회로 보드(460)에 전기적으로 결합된다. 도시된 실시예에서, 3개의 케이블 와이어(전력용 1개, 데이터용 2개)가 회로 보드(460)의 각각의 납땜 패드(472)에 납땜된다. 일 실시예에서는, 납땜은 수공으로 수행된다. 일 실시예에서는, 케이블 제조자가 블록(335)에서 완성된 커넥터를 공급받아, 블록(340) 및 그 이후를 수행할 수도 있다.
블록(345)에서, 도 4i에 도시된 바와 같이, 케이블(470)을 통해 지나가는 케이블 밴드(480)가 하우징(410)에 부착된다. 케이블 밴드(480)는 케블라(Kevlar) 또는 다른 적절한 강성 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 케이블 밴드(480)는, 하우징(410)의 후단에서 바(482)에 둘러 묶일 수 있다. 따라서, 케이블(470)이 당겨질 경우, 납땜 패드(472) 상의 와이어(474)의 결합이 이러한 케이블 당김에 의해 끊어지지 않는다. 또한, 케이블(470)이 당겨질 경우, 하우징(410) 및 고정 피스(440)를 통해 부하가 전달된다. 또한, 커넥터의 전면에 대해 당기는 힘이 가해질 경우에도, 마찬가지의 방식으로 부하가 전달될 수 있다.
블록(350)에서, 도 4j에 도시된 바와 같이, 내부 몰드(485)가 회로 보드(460)의 후단을 둘러싸며 도포된다. 일 실시예에서, 내부 몰드(485)는 폴리에틸렌 또는 다른 적절한 재료이다. 다른 실시예에서, 내부 몰드(485)는, 하우징을 위한 플라스틱 몰딩에 비해 상대적으로 낮은 압력을 이용하여, 수직 내부 몰드 기계로 도포된다. 내부 몰드(485)는 케이블(470)의 단부에서 와이어(474)에 대해 견고성을 제공할 수 있다.
블록(355)에서, 도 4k에 도시된 바와 같이, 변형 완화용 외부 몰드(strain relief over mold)(490)가 내부 몰드(485) 및 케이블(470)의 일부 상에 도포된다. 외부 몰드 (490)는 내부 몰드(485)의 내부 또는 주변에서의 케이블(470)에 대한 손상을 방지할 수 있다. 예컨대, 손상을 방지하도록 원뿔 또는 수평(side-to-side) 움직임으로부터의 스트레스가 감소될 수 있다.
블록(360)에서, 도 4l에 도시된 바와 같이, 인클로저(enclosure)(495)가 하우징(410)의 일부 위에 배치된다. 일 실시예에서, 인클로저(495)는 이미 케이블(470) 상에 위치하고, 외부 몰드(490) 및 하우징(410)의 일부를 감싸며 슬라이딩(sliding)만 되면 된다. 하우징(410)은 길이에 걸쳐 동일한 폭과 높이를 가질 수 있기 때문에, 인클로저(495)는 하우징(410) 상에 쉽게 슬라이딩 될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 인클로저(495)는 하우징(410)에 접착될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 광 전송기(530)를 포함하는 수 광 커넥터(500)의 단면도를 도시한다. 수 광 커넥터(500)는, 예컨대 도 1에 도시된 수신 디바이스(190)의 광 커넥터(192)와 같은, 암 리셉터클 커넥터(599)와 짝을 이룬 상태로 도시된다. 일 실시예에서, 짝 이룸의 일부로서, 수 광 커넥터(500)의 하우징(510)은, 암 리셉터클 커넥터(599)의 내부에 부분적으로 또는 전체적으로 들어맞을 수 있다.
도시된 바와 같이, 전기 신호는 케이블(570)을 통해 우측으로부터 들어오고, 일반적으로 좌측으로 이동한다. 광 수신기를 포함하는 능동형 광 구성요소에 대해서는, 도시된 바와 같이, 전기 신호는 일반적으로 우측으로 이동한다. 전기 신호는 회로 보드(560)에 납땜된 와이어(574) 상에서 이동할 수 있다. 회로 보드(560)는, 와이어(574)로부터 광 전송기(530)로 전기 신호를 전송하는 전도성 트레이스를 가진다. 전기 신호는, 광 전송기(530) 및 데이터 신호(예컨대, 차동 신호)에 대한 전력 공급을 위한 전력을 포함할 수 있다. 광 전송기(530)는 전기 신호를 광 신호로 변환한다. 광 신호는, 광 신호를 리셉터클 커넥터(599)로 전송하는 광 가이드(505)로 전송될 수 있다. 다양한 실시예에서, 광 가이드(505)는, 하우징(510)의 전면 엣지를 지나 확장하거나, 단지 전면 엣지까지 확장하거나, 또는 전면 엣지에 미치지 못하고 멈출 수도 있다(예컨대, 암 커넥터가 하우징(510)에 들어맞는 광 가이드를 가진 경우).
고정 탭(520)은, 광 가이드(505)로 하여금 광 전송기(530)와 특정 거리 이내에서 광 전송기(530)와 정렬되게 하도록 광 가이드(505)를 감싸는 금속 슬리브(507)에 부착될 수 있다. 고정 탭(520)의 포스트(522)는 회로 보드(560)에 접합될 수 있다(예컨대, 납땜됨). 하나 이상의 핀(550)은 하우징(510)을 관통해 수직으로 배치될 수 있고, 또한 회로 보드(560)에 결합될 수 있다. 하우징(510)과 함께 회로 보드(560)에 구조적으로 결합된 구성요소들로부터의 이러한 추가적인 결합은, 회로 보드(560)에 대한 광 전송기(530)의 능동형 납땜 결합을 손상시킬 수도 있는 회로 보드(560)의 움직임을 감소시키게끔 도울 수 있다.
와이어(574)의 납땜 결합에 대해 스트레스 완화를 제공하기 위해, 케이블 밴드(580)(예컨대, 케블라 재료)가 케이블(570)을 통과하여 지나서, 하우징(510)에 부착된다(예컨대, 묶임). 고정 피스(540)는, 케이블(570)이 당겨질 때 발생할 수 있는, 케이블 밴드(580)에 대한 힘으로부터의 부하의 적어도 일부를 견딜 수 있다. 예컨대, 고정 피스(540)는, 하우징(510) 상의 포켓 안으로 들어맞는 고정 엘리멘트(544)를 갖는다. 따라서, 하우징(510)의 길이를 따라 힘이 발생하면, 고정 피스(540)는 하우징(510)의 하부를 따라 힘을 전달할 수 있다.
고정 피스(540)가 삽입되는 하우징(510) 내의 개구부는, 광 전송기(530)의 삽입을 위해 이용될 수 있다. 외부 몰드(590) 또한 와이어(574)에 대해 스트레스 완화를 제공할 수 있다. 인클로저(595)는 외부 몰드(590)의 일부와 하우징(510)의 일부를 감쌀 수 있다.
본 명세서에서 설명된 실시예들은, 전기 신호 및 광 신호를 편리하게 다루기 위한 커넥터 및 케이블 어댑터를 제공한다. 일부 실시예에서, 커넥터는 전기 신호를 광 신호로 변환하기 위한 광 전송기를 포함한다. 예컨대, 케이블 어댑터의 제1 커넥터는, 복수의 데이터 포맷에 대응할 수 있는 전기 신호들을 수신할 수 있다. 그런 다음, 케이블 어댑터는, 복수의 제2 커넥터들로 전기 신호를 전송할 수 있으며 적어도 하나의 제2 커넥터는 전기 신호를 광 신호로 변환할 수 있다. 이러한 케이블 어댑터는, 한 송신 디바이스로부터 복수의 수신 디바이스들로의 통신을 제공함에 있어, 수신 디바이스들 중 하나가 광 신호를 수신하는 경우, 저비용의 명쾌한 솔루션을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들의 사상과 범위로부터 벗어남 없이, 특정 실시예들의 특정 세부 사항들이 임의의 적절한 방식으로 결합되거나, 본 명세서에서 도시되고 설명된 바로부터 변형될 수 있다.
전술한 본 발명의 예시적인 실시예들에 대한 설명은 예시와 설명의 목적으로 제시되었다. 이는 본 발명의 모든 실시예들을 빠짐없이 기재한 것으로 의도된 것이 아니고, 본 발명을 전술된 특정 형태로 제한하도록 의도된 것이 아니며, 전술한 원리에 비추어 다양한 변형과 변경이 가능하다. 이들 실시예는 본 발명의 원리 및 실제적인 응용을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 설명되었으며, 이에 따라 당업자로 하여금 본 발명을 특정 이용의 의도에 적합하게 다양한 실시예들과 다양한 변형들을 통해 실시할 수 있게끔 한다.

Claims (25)

  1. 수 플러그 커넥터(male plug connector)로서,
    대응하는 광 암 커넥터(optical female connector) 내부로 적어도 부분적으로 들어맞도록 구성된 하우징;
    상기 하우징 내의 광 전송기 - 상기 광 전송기는 전기 신호들을 수신하며, 상기 수신된 전기 신호들에 대응하는 광 신호들을 전송하도록 구성되고, 상기 광 신호들은 상기 대응하는 광 암 커넥터에 의해 수신됨 - ;
    상기 광 전송기에 전기적으로 접속된 회로 보드 - 상기 회로 보드는 상기 전기 신호들을 수신하며, 상기 전기 신호들을 상기 광 전송기에 전송함 - ; 및
    상기 하우징의 내부로부터 상기 하우징의 외부로 연장되는 광 가이드 - 상기 광 가이드는 상기 광 신호들을 수신하며, 상기 광 신호들을 상기 대응하는 광 암 커넥터로 반송하도록 구성됨 -
    를 포함하는 수 플러그 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 절연 재료의 단일 피스(piece)인 수 플러그 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징의 전체 길이를 따라 동일한 폭과 높이를 갖는 수 플러그 커넥터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 둘레의 커버; 및
    상기 하우징 내의 슬롯 개구부를 통하여 배치된 고정 부재(locking member) - 상기 고정 부재는, 상기 광 가이드가 상기 광 전송기와 정렬되도록 상기 커버를 홀딩함 -
    를 더 포함하는 수 플러그 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정 부재와 동일한 방향으로 상기 하우징을 통하여 배치된 하나 이상의 핀을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 핀은 상기 광 전송기와 상기 하우징의 후단 사이에 위치하며, 상기 고정 부재와 상기 하나 이상의 핀은 상기 회로 보드에 접합되는 수 플러그 커넥터.
  8. 수 플러그 커넥터로서,
    대응하는 광 암 커넥터 내부로 적어도 부분적으로 들어맞도록 구성된 하우징;
    상기 하우징 내의 광 전송기 - 상기 하우징은 상기 전송기 위에 개구부를 갖고, 상기 광 전송기는 전기 신호들을 수신하며 상기 수신된 전기 신호들에 대응하는 광 신호들을 전송하도록 구성되고, 상기 광 신호들은 상기 대응하는 광 암 커넥터에 의해 수신됨 - ; 및
    상기 광 전송기 위에 배치되며 적어도 부분적으로 상기 개구부를 채우는 고정 피스(lock piece)
    를 포함하는 수 플러그 커넥터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 피스는, 상기 광 전송기의 후면과 상기 하우징의 내벽 사이에 들어맞는 평평한 하부를 갖는 수 플러그 커넥터.
  10. 케이블 어댑터로서,
    전기 신호들을 수신하기 위한 전기 컨택들을 갖는 제1 커넥터;
    상기 제1 커넥터의 상기 전기 컨택들과 전기적으로 결합되는 전기 전도성 와이어들을 포함하는 케이블 - 상기 전기 전도성 와이어들은 상기 전기 신호들을 반송하도록 구성됨 -; 및
    상기 전기 전도성 와이어들과 전기적으로 결합된 제2 커넥터 - 상기 케이블의 상기 전기 전도성 와이어들 중 하나 이상은 상기 광 전송기를 위한 전력을 반송함 -
    를 포함하고,
    상기 제2 커넥터는,
    대응하는 광 커넥터와 짝을 이루도록 구성된 하우징, 및
    상기 하우징 내의 광 전송기 - 광 전송기는 상기 전기 신호들을 수신하며, 상기 수신된 전기 신호들에 대응하는 광 신호들을 전송하도록 구성되고, 상기 광 신호들은 상기 대응하는 광 커넥터에 의해 수신됨 -
    를 포함하는 케이블 어댑터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 커넥터는 수 커넥터이고, 상기 대응하는 광 커넥터는 암 커넥터인 케이블 어댑터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 하우징의 전체 길이를 따라 동일한 폭과 높이를 갖고, 상기 케이블 어댑터는, 상기 케이블의 단부와 상기 하우징의 부분 위에 들어맞는 인클로저(enclosure)를 더 포함하는 케이블 어댑터.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 케이블은 케이블 밴드를 더 포함하고, 상기 케이블 밴드는 상기 하우징의 후단에 부착되는 케이블 어댑터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 전송기 위에 개구부를 갖고,
    상기 제2 커넥터는, 상기 광 전송기 위에 배치되며 적어도 부분적으로 상기 개구부를 채우는 고정 피스를 더 포함하고, 상기 고정 피스는 상기 하우징 내의 포켓들과 맞물리는(engage) 전면 고정 엘리먼트(front locking element) 및 후면 고정 엘리멘트(back locking element)를 갖는 케이블 어댑터.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전기 전도성 와이어들에 전기적으로 접속되며, 상기 광 전송기에 전기적으로 접속된 회로 보드를 더 포함하며,
    상기 회로 보드는 상기 전기 신호들을 수신하며, 상기 전기 신호들을 상기 광 전송기로 전송하는 케이블 어댑터.
  17. 커넥터로서,
    대응하는 광 커넥터와 짝을 이루도록 구성된 하우징;
    상기 하우징 내의 능동형 광 구성요소(active optical component) - 상기 능동형 광 구성요소는 상기 하우징의 전면부(front portion)와 상기 하우징의 후면부(back portion) 사이에 있고, 상기 전면부는 상기 하우징의 적어도 하나의 벽 내에서 개구부에 의해 상기 후면부와 분리됨 -; 및
    상기 능동형 광 구성요소 위의 상기 개구부에 들어맞는 고정 피스 - 상기 고정 피스는 상기 하우징의 전면부 및 상기 하우징의 후면부에 고정됨 -
    를 포함하는 커넥터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 능동형 광 구성요소는 전기 신호들을 수신하며, 상기 수신된 전기 신호들에 대응하는 광 신호들을 전송하도록 구성되고,
    상기 커넥터는, 상기 능동형 광 구성요소로부터 상기 대응하는 광 커넥터로 상기 광 신호들을 반송하기 위한 광 가이드 어셈블리(assembly)를 더 포함하는 커넥터.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 광 가이드 어셈블리와 맞물리는 고정 부재를 더 포함하고,
    상기 고정 부재는, 상기 개구부가 존재하는 동일한 벽의 슬롯 내에 배치되며, 상기 고정 부재는 상기 광 가이드를 상기 능동형 광 구성요소와 정렬시키는 커넥터.
  20. 제19항에 있어서,
    회로 보드 - 상기 회로 보드는 상기 능동형 광 구성요소의 단자들에 전기적으로 결합된 트레이스(trace)들을 갖고, 상기 회로 보드는 상기 고정 부재의 포스트(post)들에 접합됨 -; 및
    상기 하우징의 후면부를 통하여 배치된 하나 이상의 핀 - 상기 하나 이상의 핀은 상기 회로 보드에 접합됨 -
    을 더 포함하는 커넥터.
  21. 전기 신호들을 수신하며 광 신호들을 출력하는 커넥터를 제조하는 방법으로서,
    하우징으로 능동형 광 구성요소를 삽입하는 단계 - 상기 하우징은 하나 이상의 외벽을 가지며, 상기 능동형 광 구성요소는 상기 외벽들 중 적어도 하나의 외벽 내의 상면 개구부를 통해 삽입됨 -; 및
    상기 커넥터의 상기 하우징의 전면 개구부로 광 가이드를 삽입하는 단계 - 상기 전면 개구부는 상기 하나 이상의 외벽 중 하나 이상의 외벽에 의해 정의됨 -;
    를 포함하며,
    상기 광 가이드는, 고정 부재를 상기 광 가이드와 결함함으로써 상기 능동형 광 구성요소와 정렬되며, 상기 고정 부재는 상기 상면 개구부의 앞의 위치에서 상기 외벽들 중 적어도 하나의 외벽을 통해 삽입되는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 능동형 광 구성요소를 회로 보드에 전기적으로 접속시키는 단계를 더 포함하고,
    회로는, 하나 이상의 전기 신호를 광 신호들로 변환하는 상기 능동형 광 구성요소로 반송되는 전기 신호들을 수신하기 위한 하나 이상의 위치를 갖는 방법.
  23. 삭제
  24. 제21항에 있어서,
    상기 능동형 광 구성요소를 회로 보드에 전기적으로 접속시키는 단계 - 상기 회로 보드는, 상기 능동형 광 구성요소로 반송되는 전기 신호들을 수신하기 위한 위치들을 가짐 -;
    상기 고정 부재의 포스트들을 상기 회로 보드에 접합하는 단계;
    상기 상면 개구부 뒤의 위치에서 상기 하우징으로 하나 이상의 핀을 삽입하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 핀을 상기 회로 보드에 접합하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 상면 개구부는, 상기 하우징을 전면부와 후면부로 분리하고,
    상기 방법은, 상기 능동형 광 구성요소를 삽입하는 단계 후에, 상기 능동형 광 구성요소 위에 고정 피스를 배치하는 단계를 더 포함하며,
    상기 고정 피스는 상기 하우징의 전면부 및 상기 하우징의 후면부와 접속되는 방법.
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