KR101585915B1 - Ball lens and non-contact optical connector using it - Google Patents

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KR101585915B1
KR101585915B1 KR1020140138179A KR20140138179A KR101585915B1 KR 101585915 B1 KR101585915 B1 KR 101585915B1 KR 1020140138179 A KR1020140138179 A KR 1020140138179A KR 20140138179 A KR20140138179 A KR 20140138179A KR 101585915 B1 KR101585915 B1 KR 101585915B1
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ball lens
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optical fiber
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정미숙
장광욱
김준태
라현운
최재권
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한국산업기술대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a ball lens, and a noncontact optical connector using the same. According to the present invention, the ball lens comprises: an incidence unit and a light radiation unit which are a part of a sphere shape; and a fixing unit connecting the light radiation unit and the incidence unit. The fixing unit is formed in a cylindrical shape, and is easily fixated inside the optical connector. According to the present invention, the noncontact optical connector comprises: a housing; first and second optical fiber arrays accommodated in the housing; and first and second ball lenses. The first and second optical fiber arrays and the first and second ball lenses are connected in the housing without being in contact, and are arranged on a same optical axis in order for light to be transmitted. According to the present invention, the noncontact optical connector easily fixates the ball lens such that the ball lens is not rotated in the housing. The noncontact optical connector has excellent light efficiency, and provides a convenience of manufacturing an optical connector having a simple composition.

Description

볼 렌즈 및 이를 이용한 비접촉 광 커넥터 {Ball lens and non-contact optical connector using it} [0001] Ball lens and non-contact optical connector using it [0002]

본 발명은 볼 렌즈 및 이를 이용한 비접촉 광 커넥터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광 섬유로부터 광이 입사되는 입사부, 입사부와 동일한 광축을 가지며 입사된 광이 출사되는 출사부, 원기둥 형상으로 형성되며 입사부와 출사부를 연결하는 고정부를 포함하는 볼 렌즈와, 이러한 볼 렌즈와 볼 렌즈가 실장되는 하우징과 하우징의 양단에 연결되는 제1 및 제2 광섬유 어레이를 포함하는 비접촉 광 커넥터에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a ball lens and a noncontact optical connector using the same. More particularly, the present invention relates to a ball lens and a noncontact optical connector using the same, And a non-contact optical connector including a housing in which the ball lens and the ball lens are mounted, and first and second optical fiber arrays connected to both ends of the housing.

현재 정보 통신 분야에 있어 광 통신은 기존 전자 통신과 비교할 때 속도가 빠르고 많은 양의 정보를 전송할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 광 통신은 이러한 장점 외에 무게가 가볍고 작은 부피로 구현될 수 있으며, 거리에 따른 감쇠가 낮고, 다른 통신 기기와 가까이 있어도 장애가 되지 않아 다양한 분야에서 광 통신 기술이 주목 받고 있다. In the field of information communication, optical communication has a merit that it can transmit a large amount of information at a high speed compared with existing electronic communication. In addition to these advantages, optical communication can be realized with light weight, small volume, low attenuation according to distance, and close proximity to other communication devices, so that optical communication technology is attracting attention in various fields.

광 통신에서 광 커넥터는 흔하게 사용되는 접속 부품으로, 두 광 섬유를 연결하는 소자이다. 등록 특허 제10-0364082호는 광커넥터에 대한 것으로, 광커넥터 페룰을 하우징 내의 정위치에 위치시켜 페룰끼리 접속하게 하면서도 광커넥터 페룰이 움직이는 것을 방지하여 광접속 특성을 향상시키는 기술에 대하여 개시되어 있습니다. 하지만, 이러한 광 섬유를 물리적으로 직접 접속하는 방식은 광섬유의 단면 형상에 영향을 많이 받고, 광섬유 사이에 공기라도 들어간다면 접속 효율이 급격히 떨어지는 단점이 있다.In optical communication, an optical connector is a commonly used connecting part, and is an element connecting two optical fibers. Patent No. 10-0364082 discloses a technique for positioning an optical connector ferrule in a proper position in a housing to connect the ferrules together while preventing the optical connector ferrule from moving to improve optical connection characteristics . However, the method of physically connecting the optical fibers directly is affected by the cross-sectional shape of the optical fibers, and if the air enters between the optical fibers, the connection efficiency is rapidly deteriorated.

이러한 단점을 해소하기 위하여 광 섬유를 비접촉으로 연결하는 커넥터가 개발되고 있는데, 비접촉 광커넥터는 일반적으로 볼 렌즈, 광섬유를 케이스 내의 인서트 내부에 설계값에 맞도록 정렬하여 이용하고 있다. 이 때, 광 효율을 높이기 위해서는 렌즈 표면에 AR Coating을 하는데, 볼 렌즈가 인서트에 삽입될 때 렌즈 표면의 AR Coating이 광 섬유와 동일한 광 축을 가지고 마주보아야 한다. 하지만, 볼 렌즈는 구형이므로 인서트 내에서 정확한 위치에 정렬되기 어렵고, 정렬된다 하여도 인서트 내에서 고정되지 못하여 광축이 어긋나기 쉽다는 문제가 있다. In order to overcome such disadvantages, connectors for connecting non-contact optical fibers have been developed. Non-contact optical connectors generally use a ball lens and an optical fiber arranged in an insert in a case so as to meet the design value. In order to increase the light efficiency, AR coating is performed on the lens surface. When the ball lens is inserted into the insert, the AR coating of the lens surface should face with the same optical axis as the optical fiber. However, since the ball lens is spherical, it is difficult to align the ball lens in the correct position in the insert, and even if it is aligned, the ball lens is not fixed in the insert, and the optical axis is liable to be shifted.

따라서 인서트에 볼 렌즈를 정렬하기 쉬우면서도 광축이 어긋나지 않는 볼 렌즈 및 비접촉 광커넥터의 개발이 필요하다. 또한, 광섬유의 단면을 외부로부터 보호할 수 있는 비접촉 광커넥터의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a ball lens and a non-contact optical connector which are easy to align the ball lens to the insert but do not deviate from the optical axis. It is also necessary to develop a noncontact optical connector capable of protecting the end face of the optical fiber from the outside.

특허문헌1: 한국 등록특허 제10-0364082호 (등록일: 2002.11.26)Patent Document 1: Korean Patent No. 10-0364082 (Registered on November 26, 2002)

본 발명의 목적은 광섬유와 볼 렌즈를 정밀하게 정렬할 수 있는 볼 렌즈 및 이를 이용한 비접촉 광 커넥터를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a ball lens capable of precisely aligning an optical fiber and a ball lens, and a contactless optical connector using the same.

본 발명의 목적은 광섬유의 단면을 외부로부터 보호하고, 광 손실을 최소화하는 볼 렌즈 및 이를 이용한 비접촉 광 커넥터를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ball lens that protects a cross section of an optical fiber from the outside and minimizes optical loss, and a noncontact optical connector using the same.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 볼 렌즈는 입사부, 출사부, 고정부를 포함한다. 입사부는 광 섬유로부터 광이 입사된다. 출사부는 입사부와 동일한 광축을 가지며, 입사된 광이 출사된다. 고정부는 원기둥 형상으로 형성되며, 입사부와 출사부를 연결한다. In order to achieve the above object, a ball lens according to an embodiment of the present invention includes an incident portion, an output portion, and a fixing portion. The light is incident on the incident portion from the optical fiber. The exit portion has the same optical axis as the incident portion, and the incident light is emitted. The fixing portion is formed in a cylindrical shape and connects the incident portion and the output portion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈에서 입사부 및 출사부의 형상은 구의 일부분일 수 있다.In the ball lens according to another embodiment of the present invention, the shape of the incident portion and the emitting portion may be a part of a sphere.

본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈에서 출사부의 곡률 반경은 입사부의 곡률 반경과 동일할 수 있다.In the ball lens according to another embodiment of the present invention, the radius of curvature of the exit portion may be the same as the radius of curvature of the incident portion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈에서 입사부의 곡률 반경은 고정부 단면의 반경보다 클 수 있다. In the ball lens according to another embodiment of the present invention, the radius of curvature of the incident portion may be larger than the radius of the fixed section.

본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈는 고정부에 홈이 형성될 수 있다. In the ball lens according to another embodiment of the present invention, a groove may be formed in the fixing portion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈는 표면에 AR 코팅이 되어 있을 수 있다. The ball lens according to another embodiment of the present invention may have an AR coating on its surface.

본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터는 하우징, 제1 광 섬유 어레이, 제2 광 섬유 어레이, 제1 및 제2 볼 렌즈를 포함한다. 제1 광 섬유 어레이는 하우징의 일측에 연결되며, 제2 광 섬유 어레이는 하우징의 타측에 연결된다. 제1 및 제2 볼 렌즈는 하우징 내에 실장되며, 제1 및 제2 광 섬유 어레이와 일렬로 정렬된다. A non-contact optical connector according to an embodiment of the present invention includes a housing, a first optical fiber array, a second optical fiber array, and first and second ball lenses. The first optical fiber array is connected to one side of the housing and the second optical fiber array is connected to the other side of the housing. The first and second ball lenses are mounted within the housing and are aligned with the first and second optical fiber arrays.

본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터에서 제1 및 제2 볼 렌즈는, 광 섬유로부터 광이 입사되는 입사부와, 입사부와 동일한 광축을 가지며 입사된 광이 출사되는 출사부와, 원기둥 형상으로 형성되며 입사부와 출사부를 연결하는 고정부를 포함할 수 있다.In the non-contact optical connector according to another embodiment of the present invention, the first and second ball lenses each include an incident portion through which light enters from the optical fiber, an output portion which has the same optical axis as the incident portion and emits the incident light, And may include a fixing portion that connects the incident portion and the output portion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터에서 하우징의 내측 반경은 볼 렌즈의 고정부의 반경과 동일할 수 있다.In the non-contact optical connector according to another embodiment of the present invention, the inner radius of the housing may be the same as the radius of the fixing portion of the ball lens.

본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터는 하우징의 내측에 소정의 간격으로 돌기가 형성될 수 있다.The noncontact optical connector according to another embodiment of the present invention may have protrusions formed at predetermined intervals on the inner side of the housing.

본 발명의 볼 렌즈 및 이를 이용한 비접촉 광 커넥터는 광섬유의 단면을 외부로부터 보호할 수 있으며 광 효율이 안정적이고, 이에 따라 성능에 대한 신뢰도가 높아진다.The ball lens of the present invention and the noncontact optical connector using the ball lens can protect the end face of the optical fiber from the outside, and the optical efficiency is stable, thereby increasing the reliability of the performance.

본 발명의 볼 렌즈 및 이를 이용한 비접촉 광 커넥터는 볼 렌즈를 정밀하게 정렬할 수 있고 또한 광커넥터의 설계값에 따라 볼 렌즈를 쉽게 정렬할 수 있어, 광 통신 시 필요한 최소 손실 값의 조건을 만족하는 광 효율을 확보할 수 있다.The ball lens of the present invention and the noncontact optical connector using the ball lens can precisely align the ball lens and can easily align the ball lens according to the design value of the optical connector to satisfy the condition of the minimum loss value required for optical communication The light efficiency can be secured.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼 렌즈를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈에서 고정부에 홈이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼 렌즈에서 광이 입사 및 출사되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터의 하우징 내부에서 볼 렌즈가 고정되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터의 하우징 내부에서 볼 렌즈가 위치 고정되는 것을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a ball lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing that a groove is formed in a fixing part of a ball lens according to another embodiment of the present invention. FIG.
Fig. 3 is a view showing that light is incident and emitted in the ball lens according to the embodiment of the present invention. Fig.
4 is a view showing a noncontact optical connector according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing that the ball lens is fixed in the housing of the non-contact optical connector according to the embodiment of the present invention.
6 is a view showing that a ball lens is fixed in position within a housing of a noncontact optical connector according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼 렌즈를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼 렌즈에서 고정부에 홈이 형성된 것을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼 렌즈에서 광이 입사 및 출사되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a ball lens according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing that a groove is formed in a fixing part of a ball lens according to another embodiment of the present invention, and FIG. In which the light is incident and emitted from the ball lens according to the first embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 볼 렌즈(1000)는 입사부(1100), 고정부(1200), 출사부(1300)를 포함한다. 입사부(1100)로 빛이 입사한다. 입사부(1100)는 볼록한 면을 가지고 있으며, 형상은 구형(sphere shape) 렌즈의 일부분으로 되어 있다. 더욱 정확하게는 반구(semisphere shape)의 일부분인 것이 바람직하다. 입사부(1100)에는 광 섬유로부터 또는 다른 볼 렌즈로부터 출사한 빛이 입사한다. 입사부(1100)는 볼 렌즈의 크기나 광커넥터의 광학적 설계에 따라 다양한 곡률 반경을 갖는다. 입사부(1100)는 굴절율이 큰 재료로 형성되어 광 섬유로부터 입사된 빛이 잘 퍼지게 된다.1, a ball lens 1000 according to an embodiment of the present invention includes an incident portion 1100, a fixing portion 1200, and an output portion 1300. [ Light is incident on the incident portion 1100. The incident portion 1100 has a convex surface, and the shape is a part of a sphere shape lens. More precisely, it is desirable to be a part of the semisphere shape. The light emitted from the optical fiber or another ball lens is incident on the incident portion 1100. The incident portion 1100 has various radii of curvature according to the size of the ball lens and the optical design of the optical connector. The incident portion 1100 is formed of a material having a high refractive index, and light incident from the optical fiber is spread well.

고정부(1200)는 입사부(1100)에 연결된다. 고정부(1200)는 입사부(1100)와 일체적으로 형성된다. 고정부(1200)는 원통 형상이며, 입사부(1100)의 단부의 단면적과 동일한 단면적을 가진다. 고정부(1200) 단면의 반경은 입사부(1100)의 곡률 반경보다 작도록 설계된다. 즉, 입사부(1100)의 곡률 반경(R)은 고정부(1200) 단면의 반경(r)보다 크게 형성되며, 이에 따라 입사부(1100)는 구형 렌즈의 1/2 미만의 부분 형상으로 형성되게 된다. 만약 곡률 반경(R)이 고정부(1200) 단면의 반경(r)보다 작게 형성된다면 광 경로에 영향을 미치고 볼 렌즈에서 출사되는 빛이 손실될 우려가 있다. 입사부의 곡률 반경은 고정부 단면의 반경보다 크게 형성된다. The fixing part 1200 is connected to the incidence part 1100. The fixing portion 1200 is formed integrally with the incident portion 1100. [ The fixing portion 1200 has a cylindrical shape and has the same cross-sectional area as the cross-sectional area of the end portion of the incident portion 1100. The radius of the cross section of the fixing portion 1200 is designed to be smaller than the radius of curvature of the incident portion 1100. That is, the radius of curvature R of the incident portion 1100 is formed to be larger than the radius r of the end face of the fixing portion 1200, and thus the incident portion 1100 is formed into a partial shape of less than 1/2 of the spherical lens . If the radius of curvature R is formed to be smaller than the radius r of the cross section of the fixing part 1200, there is a fear that light emitted from the ball lens may be lost while affecting the optical path. The radius of curvature of the incident portion is formed larger than the radius of the fixed section.

본 실시예에서 고정부(1200)는 원기둥의 형상으로 외주면이 매끈한 면을 형성하지만, 다른 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 고정부(1200)에 홈(1210)이 형성될 수도 있다. 고정부(1200)에 형성된 홈(1210)에 의해 볼 렌즈(1000)의 위치 고정이 더욱 용이해진다. In this embodiment, the fixing portion 1200 has a cylindrical shape with a smooth outer peripheral surface. In another embodiment, the fixing portion 1200 may be provided with a groove 1210 as shown in FIG. The position of the ball lens 1000 can be more easily fixed by the groove 1210 formed in the fixing portion 1200. [

출사부(1300)는 고정부(1200)의 타면에 연결된다. 출사부(1300)는 볼록한 면을 가지고 있으며, 형상은 구형(sphere shape) 렌즈의 일부분으로 되어 있다. 바람직하게는, 반구 형상의 일부분을 이룬다. 출사부(1300)의 볼록한 면은 입사부(1100)의 볼록한 면과 반대 방향이다. 출사부(1300)의 곡률 반경은 입사부(1100)의 곡률 반경과 동일하나, 이에 한정되지 않으며 광 커넥터의 설계값에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 볼 렌즈(1000)는 굴절율이 큰 재료로 형성되며, 유리 또는 고분자 수지 등 다양한 재료로 형성될 수 있다. 고분자 수지로서는 올레핀 수지 등이 이용될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 본 실시예에서 볼 렌즈(1000)는 유리 재질을 이용하였다.The emitting portion 1300 is connected to the other surface of the fixing portion 1200. The exit portion 1300 has a convex surface, and the shape is a part of a sphere shape lens. Preferably, it forms part of a hemispherical shape. The convex surface of the exit portion 1300 is opposite to the convex surface of the incident portion 1100. The radius of curvature of the output portion 1300 is the same as the radius of curvature of the incident portion 1100, but it is not limited thereto and may be variously set according to the design value of the optical connector. The ball lens 1000 is formed of a material having a high refractive index, and may be formed of various materials such as glass or a polymer resin. As the polymer resin, an olefin resin or the like can be used, but it is not limited thereto. In this embodiment, the ball lens 1000 is made of glass.

볼 렌즈(1000)의 표면에는 AR 코팅이 실시될 수 있다. AR 코팅(Anti- Reflection coating)이란 저반사 코팅을 의미하는 것으로 광 효율을 높이기 위해 실시한다. AR 코팅에 의해 렌즈의 반사도를 낮추고 광의 투과도를 높여 광 손실을 줄일 수 있다. 일반적으로 SiO2와 TiO2가 교대로 렌즈 표면에 코팅되어 형성될 수 있다.An AR coating may be applied to the surface of the ball lens 1000. AR coating (Anti-Reflection coating) means a low-reflection coating and is used to increase the light efficiency. The AR coating reduces the reflectivity of the lens and increases the transmittance of the light to reduce the loss of light. Generally, SiO 2 and TiO 2 can be formed by coating on the lens surface alternately.

도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 볼 렌즈(1000, 2000)는 한 쌍의 광섬유(1400, 2400)와 순차적으로 배열되어 광을 전달한다. 제1 광섬유(1400)로부터 출사된 광은 제1 볼 렌즈(1000)에 입사되어 확산되고, 제2 볼 렌즈(2000)로 입사된다. 제2 볼 렌즈(2000)로 입사된 광은 수렴되어 제2 광섬유(2400)로 전달된다. 볼 렌즈는 표면에 AR 코팅을 함으로써 입사되는 광의 반사율을 줄이고, 광 섬유로 전달되는 정보를 비접촉으로 다른 광 섬유로 전달할 수 있다.
As shown in FIG. 3, a pair of ball lenses 1000 and 2000 are sequentially arranged with a pair of optical fibers 1400 and 2400 to transmit light. The light emitted from the first optical fiber 1400 is incident on the first ball lens 1000 and diffused, and is incident on the second ball lens 2000. The light incident on the second ball lens 2000 is converged and transmitted to the second optical fiber 2400. The ball lens can reduce the reflectance of incident light by AR coating on the surface, and transmit the information transmitted by the optical fiber to other optical fibers in a noncontact manner.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터의 하우징 내부에서 볼 렌즈가 고정되는 것을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 광 커넥터의 하우징 내부에서 볼 렌즈가 위치 고정되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a view showing a noncontact optical connector according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing that a ball lens is fixed in a housing of a noncontact optical connector according to an embodiment of the present invention, Contact optical connector according to the embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 비접촉 광커넥터(3000)는 하우징(3100), 제1 광섬유 어레이(3210), 제2 광섬유 어레이(3220), 제1 볼 렌즈(3310), 제2 볼 렌즈(3320)를 포함한다. 하우징(3100)은 플라스틱, 실리콘 또는 금속 재질 등으로 이루어져 있으며, 내부 부품을 위치 고정하고 보호한다. 하우징(3100)의 내측은 원형으로 형성되며, 내측에는 소정의 간격으로 돌기(3110)가 형성될 수 있다.4, the non-contact optical connector 3000 includes a housing 3100, a first optical fiber array 3210, a second optical fiber array 3220, a first ball lens 3310, a second ball lens 3320 ). The housing 3100 is made of plastic, silicon, or metal, and fixes and protects internal components. The inside of the housing 3100 is formed in a circular shape, and the protrusion 3110 can be formed at a predetermined interval on the inside.

제1 광섬유 어레이(3210)는 하우징(3100)의 일측에 연결된다. 제1 광섬유 어레이(3210)가 하우징에 용이하게 탈부착 가능하도록 푸시 록크 타입으로 연결될 수 있다. 하우징(3100)의 내부는 제1 광섬유 어레이(3210)가 용이하게 위치 결정될 수 있도록 원통형으로 형성될 수 있다. 제1 광섬유 어레이(3210)에 의해 광섬유 다발(3410)이 고정된다.The first optical fiber array 3210 is connected to one side of the housing 3100. The first optical fiber array 3210 can be connected in a push-lock type so as to be easily detachable to the housing. The interior of the housing 3100 may be formed in a cylindrical shape so that the first optical fiber array 3210 can be easily positioned. The optical fiber bundle 3410 is fixed by the first optical fiber array 3210.

제2 광섬유 어레이(3220)는 하우징(3100)의 타측에 연결된다. 제2 광섬유 어레이(3220)는 하우징(3100)에 탈부착된다. 제2 광섬유 어레이(3220)는 하우징에 푸시 록크 타입으로 연결되어 용이하게 탈부착 할 수 있다. 제2 광섬유 어레이(3220)에 의해 광섬유 다발(3420)이 고정된다.The second optical fiber array 3220 is connected to the other side of the housing 3100. The second optical fiber array 3220 is detachably attached to the housing 3100. The second optical fiber array 3220 is connected to the housing in a push-lock type and can be detached and attached easily. And the optical fiber bundle 3420 is fixed by the second optical fiber array 3220.

제1 볼 렌즈(3310)는 제1 광섬유 어레이(3210)와 광축 방향으로 나란하게 배치된다. 제1 볼 렌즈(3310)와 제1 광섬유 어레이(3210)는 비접촉 상태이다. 제1 광섬유 어레이(3210)로부터 출사된 빛은 제1 볼 렌즈(3310)에 입사된다. 제1 볼 렌즈(3310) 표면에 AR 코팅을 함으로써 광 손실 없이 광이 볼 렌즈로 99% 이상 입사될 수 있다.The first ball lens 3310 is disposed in parallel with the first optical fiber array 3210 in the optical axis direction. The first ball lens 3310 and the first optical fiber array 3210 are in a non-contact state. The light emitted from the first optical fiber array 3210 is incident on the first ball lens 3310. By AR coating on the surface of the first ball lens 3310, light can be incident on the ball lens by 99% or more without light loss.

제2 볼 렌즈(3320)는 제1 볼 렌즈(3310)와 동일한 광축을 갖도록 배치된다. 제2 볼 렌즈(3320)로 제1 볼 렌즈(3310)에서 출사된 빛이 입사된다. 제2 볼 렌즈(3320)에서 출사된 빛은 제2 광섬유 어레이(3220)로 입사되어 전달된다. The second ball lens 3320 is arranged to have the same optical axis as the first ball lens 3310. Light emitted from the first ball lens 3310 is incident on the second ball lens 3320. The light emitted from the second ball lens 3320 is incident on the second optical fiber array 3220 and transmitted.

제1 광섬유 어레이(3210), 제1 볼 렌즈(3310), 제2 볼 렌즈(3320), 제2 광섬유 어레이(3220)는 하우징(3100) 내에서 광축이 일치하도록 순차적으로 배치되며 서로 일정 간격 이격되어 배치된다. The first optical fiber array 3210, the first ball lens 3310, the second ball lens 3320 and the second optical fiber array 3220 are sequentially arranged in the housing 3100 such that their optical axes coincide with each other, Respectively.

여기서 제1 및 제2 볼 렌즈(3310, 3320)는 원기둥 형상의 고정부(3313, 3323)가 형성되어 있어 하우징(3100) 내측에서 회전하지 않고 쉽게 고정될 수 있다. 즉, 볼 렌즈의 일부가 드럼형으로 형성됨으로써 하우징(3100) 내에서 위치 고정이 용이하고, 렌즈 자체가 회전하는 일이 없다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(3100)의 내측 반경은 제1 및 제2 볼 렌즈(3310, 3320)의 고정부(3313, 3323)의 반경(r)과 동일하다. 이에 따라 제1 및 제2 볼 렌즈(3310, 3320)는 하우징(3100)의 내측에 끼워져 쉽게 위치가 고정되며 볼 렌즈가 회전하는 일이 없다. The first and second ball lenses 3310 and 3320 have cylindrical fixing portions 3313 and 3323 and can be easily fixed without rotating inside the housing 3100. That is, since a part of the ball lens is formed in a drum shape, it is easy to fix the position in the housing 3100, and the lens itself does not rotate. 5, the inner radius of the housing 3100 is the same as the radius r of the fixing portions 3313 and 3323 of the first and second ball lenses 3310 and 3320. Accordingly, the first and second ball lenses 3310 and 3320 are fitted into the inside of the housing 3100 to be easily fixed in position, and the ball lens is not rotated.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 다른 실시예에서는 하우징(3100) 내측에 돌기(3110)가 형성되어 있을 수 있다. 하우징(3100) 내측의 돌기(3110)는 하나 또는 그 이상 형성될 수 있으며, 다양한 광학적 설계에 따라 볼 렌즈의 위치 고정 및 변경이 용이하도록 형성된다. 볼 렌즈(3310, 3320)의 고정부(3313, 3323)에 형성된 홈(3311, 3321)이 하우징(3100) 내측에 형성된 돌기(3110)에 끼워져 볼 렌즈(3310, 3320)가 더욱 쉽게 고정될 수 있다. 돌기(3110)는 렌즈에 손상이 가지 않도록 고무나 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 하우징(3100)을 실리콘 등의 연성의 재료로 하여 돌기(3110)와 일체형으로 제조할 수도 있다.
6, the protrusion 3110 may be formed inside the housing 3100 in another embodiment. One or more protrusions 3110 on the inside of the housing 3100 may be formed and may be formed to facilitate fixing and changing the position of the ball lens according to various optical designs. The grooves 3311 and 3321 formed in the fixing portions 3313 and 3323 of the ball lenses 3310 and 3320 are fitted in the protrusions 3110 formed inside the housing 3100 so that the ball lenses 3310 and 3320 can be more easily fixed have. The protrusion 3110 may be formed of rubber or silicone so as not to damage the lens, and the housing 3100 may be made of a flexible material such as silicone and integrally formed with the protrusion 3110.

본 발명은 볼 렌즈의 고정부가 원기둥 형상을 갖는 드럼 형태의 볼 렌즈로서 하우징의 내측에 딱 맞도록 정밀하게 위치 결정할 수 있으며, 이에 따라 볼 렌즈가 회전하는 일 없이 쉽게 고정될 수 있다. 이에 따라 AR 코팅면과 광 섬유의 광축이 일치하여 광손실이 줄어들고, 효율이 좋은 광 커넥터를 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 비접촉 광 커넥터는 원활한 통신을 위한 광 효율 1.5dB(70% 이상)의 값을 만족한다.
The present invention can be precisely positioned so that the fixing portion of the ball lens is in the form of a drum having a cylindrical shape and is fitted to the inside of the housing, thereby enabling the ball lens to be easily fixed without rotating. As a result, the optical axis of the optical fiber coincides with the surface of the AR coating, so that optical loss is reduced, and an optical connector with high efficiency can be manufactured. The noncontact optical connector according to the present invention satisfies the optical efficiency of 1.5 dB (70% or more) for smooth communication.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of the present invention in order to facilitate description of the present invention and to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

1000 : 볼 렌즈 1100 : 입사부
1200 : 고정부 1300 : 출사부
3000 : 비접촉 광커넥터 3100 : 하우징
3210 : 제1 광섬유 어레이 3220 : 제2 광섬유 어레이
3310 : 제1 볼 렌즈 3320 : 제2 볼 렌즈1000: ball lens 1100: incident part
1200: fixing part 1300:
3000: non-contact optical connector 3100: housing
3210: first optical fiber array 3220: second optical fiber array
3310: first ball lens 3320: second ball lens

Claims (10)

광이 입사되는 입사부(1100);
상기 입사부(1100)와 동일한 광축을 가지며, 입사된 광이 출사되는 출사부(1300); 및
원기둥 형상으로 형성되고, 상기 원기둥 형상의 외주면에 홈(1210)이 형성되며, 상기 입사부(1100)와 상기 출사부(1300)를 연결하는 고정부(1200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 렌즈(1000).An incident portion 1100 through which light is incident;
An output unit 1300 having the same optical axis as the incident unit 1100 and emitting incident light; And
And a fixing part 1200 formed in a cylindrical shape and having a groove 1210 formed in the outer circumferential surface of the cylindrical shape and connecting the incident part 1100 and the emitting part 1300. [ Lens 1000. 제1항에 있어서,
상기 입사부(1100) 및 상기 출사부(1300)의 형상은 구의 일부분인 것을 특징으로 하는 볼 렌즈(1000).The method according to claim 1,
Wherein the shape of the incident portion (1100) and the exit portion (1300) is a part of a sphere. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 출사부(1300)의 곡률 반경은 상기 입사부(1100)의 곡률 반경과 동일한 것을 특징으로 하는 볼 렌즈(1000).3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a radius of curvature of the exit portion (1300) is equal to a radius of curvature of the incident portion (1100). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 입사부(1100)의 곡률 반경(R)은 상기 고정부(1200) 단면의 반경(r)보다 큰 것을 특징으로 하는 볼 렌즈(1000).3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a radius of curvature R of the incident portion 1100 is larger than a radius r of a cross section of the fixing portion 1200. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
표면에 AR 코팅이 된 것을 특징으로 하는 볼 렌즈(1000).3. The method according to claim 1 or 2,
A ball lens (1000) characterized in that the surface is coated with AR. 하우징(3100);
상기 하우징(3100)의 일측에 연결되는 제1 광 섬유 어레이(3210);
상기 하우징(3100)의 타측에 연결되는 제2 광 섬유 어레이(3220);
상기 하우징(3100) 내에 실장되며, 상기 제1 및 제2 광 섬유 어레이(3210, 3220)와 일렬로 정렬되는 제1 및 제2 볼 렌즈(3310, 3320);를 포함하고,
상기 제1 및 제2 볼 렌즈(3310, 3320)는,
광 섬유로부터 광이 입사되는 입사부(3312, 3322)와, 상기 입사부(3312, 3322)와 동일한 광축을 가지며 입사된 광이 출사되는 출사부(3314, 3324) 및 원기둥 형상으로 형성되고 상기 원기둥 형상의 외주면에 홈(3311, 3321)이 형성되며 상기 입사부(3312, 3322)와 상기 출사부(3314, 3324)를 연결하는 고정부(3313, 3323)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 광 커넥터(3000).A housing 3100;
A first optical fiber array 3210 connected to one side of the housing 3100;
A second optical fiber array 3220 connected to the other side of the housing 3100;
And first and second ball lenses (3310, 3320) mounted in the housing (3100) and aligned with the first and second optical fiber arrays (3210, 3220)
The first and second ball lenses 3310,
3324 and 3324 having the same optical axis as that of the incident portions 3312 and 3322 and emitting incident light and a plurality of light emitting portions 3314 and 3324 formed in a cylindrical shape, (3313, 3323) formed with grooves (3311, 3321) on the outer circumferential surface of the shape and connecting the incident portions (3312, 3322) with the outgoing portions (3314, 3324) (3000). 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 하우징(3100)의 내측 반경은 상기 제1 및 제2 볼 렌즈(3310, 3320)의 고정부(3313, 3323)의 반경(r)과 동일한 것을 특징으로 하는 비접촉 광 커넥터(3000).8. The method of claim 7,
And the inner radius of the housing 3100 is equal to the radius r of the fixing portions 3313 and 3323 of the first and second ball lenses 3310 and 3320. 제7항에 있어서,
상기 하우징(3100)의 내측에는 소정의 간격으로 돌기(3110)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 광 커넥터(3000).8. The method of claim 7,
And a projection (3110) is formed on the inside of the housing (3100) at predetermined intervals.
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