KR101668775B1 - 편차를 줄이기 위한 광소자 정렬방법 - Google Patents

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Abstract

편차를 줄이기 위한 광소자 정렬방법을 개시한다.
고도의 정밀성을 요하는 당해 기술분야에서 기존의 광소자 정렬방법 만으로는 광 정렬의 요구편차를 만족하기 어려운 바, 본 실시예에서는 편차를 최소화하는 광소자 정렬방법을 제공한다.
목적을 달성하기 위한 방법으로, 본 실시예의 일 측면에 의하면 광소자를 마련하는 단계; 및 상기 광소자가 설정위치에 배치되고, 제1 기준홀과 상기 제1 기준홀과 제1 간격을 두고 형성되는 제2 기준홀을 가지는 베이스플레이트를 마련하는 단계; 를 포함하되, 상기 설정위치는 상기 제1 기준홀과 상기 제2 기준홀을 통과하는 제1 기준선; 및 상기 제1 기준선과 교차하고, 제1 기준홀로부터 제2 간격을 둔 위치에 위치하며, 상기 제1 기준홀과 상기 제2 기준홀의 사이에 위치하는 제2 기준선에 의하여 결정되되, 상기 제2간격은 상기 제1간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법을 제공한다.

Description

편차를 줄이기 위한 광소자 정렬방법{Alignment Method of Optical Element for Reducing Deviation}
본 출원은 출원인의 선출원인 제10-2013-0146596호와 기술 사상의 일부를 공유하며, 선출원은 여기서의 참조로 본 출원의 내용에 병합된다.
본 실시예는 광소자의 정렬방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 허용 오차범위 내에서 광소자와 광섬유를 정렬하는 방법에 대한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
장거리 통신에 널리 사용 중인 광섬유(Optical fiber) 기반 신호 전송방법은 전자기 간섭(Electromagnetic Interference, EMI)에 무관한 동작 특성과 광대역 주파수에서의 효용성 등의 장점으로 인해 고속, 고밀도의 데이터 전송이 요구되는 고화질 디지털 비디오 디스플레이 장치를 비롯한 대용량 디지털 미디어 전송에 널리 적용되고 있다.
이러한 광섬유 기반 신호 전송 방법은 광섬유와 광소자 사이에 렌즈와 반사수단을 개재시키는 구조를 이룸으로써 달성할 수 있으며, 이러한 구조를 실현하기 위하여 광섬유와 반사수단 및 렌즈가 고정설치된 구조물을 광소자가 실장된 기판에 설치하여 광 정렬을 수행하는 방법을 사용할 수 있다.
한편, 이러한 광 정렬 방법으로 제조되는 광 송수신 장치는 광소자, 렌즈, 반사수단 및 광섬유를 어떠한 방식으로 정렬하는가에 따라서 구조의 단순화, 제품생산비용의 절감, 내구성과 정밀도의 향상 등을 가져올 수 있으므로 광 정렬의 문제는 매우 중요하게 부각되고 있다.
그러나 종래의 방식으로 광 정렬을 수행하여 제조되는 광 송수신 장치는 고가(high cost)일 뿐 아니라, 부피가 커서 스마트폰과 같은 이동통신기기에 사용하기 어려운 문제가 있으며 복잡한 구조를 가지므로 안정성이 확보되지 않는 문제가 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 광소자 정렬방법을 나타낸다.
도 1a는 기판(101)위에 사출구조물(102)이 조립된 상태를 도시한다. 보통, 기판(101)과 연결되는 다른 구조물을 장착하기 위해서 기판(101)에 형성되는 홀은 정밀하게 형성하기 어려우므로, 정밀한 홀을 구비하는 사출구조물(102)을 가이드로 이용한다. 기판(101) 위에는 광소자(103)가 배치되어 있으며, 광소자(103) 배열방향의 연장선상에서 원형 홀(104) 두 개를 구비하고 있고, 사출구조물(102)은 원형의 포스트(105) 두 개를 구비하고 있다. 원형의 포스트(105) 두 개는 각각 원형 홀(104)에 끼워지며, 조립된 사출구조물(102) 위에 렌즈구조물을 더 구비하여 광 정렬을 하게 된다.
종래기술을 이용하면 광 정렬의 편차의 크기를 어느 정도 줄일 수는 있으나, 별도의 부품을 조립해야 하는 복잡성, 경제성 면에서 단점이 있고, 전체 구조물의 부피가 증가하는 문제가 있다.
또한, 도 1a에 도시된 바와 같이 홀과 포스트의 결합구조에 있어서 100% 끼워 맞춤이 일어나지 않는 구조물의 특성상, 일 측의 홀과 포스트가 고정되면 타 측의 홀과 포스트에는 공차(tolerance)가 생기게 된다. 이로 인해 광 정렬 시 일정 편차가 존재하게 되는데 이러한 편차는 고도의 정밀성을 요하는 당해 기술분야에서 치명적인 문제점으로 작용할 수 있다.
이에 본 발명에 따른 일 실시예는, 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제1 기준홀, 제2 기준홀, 제1 기준선 및 제2 기준선에 기초하여 광소자와 광섬유를 광 정렬시킬 수 있는 새로운 방식의 광소자 정렬방법을 제공함에 있다.
본 실시예에 따른 또 다른 목적은 새로운 방식의 광소자 정렬방법을 제공하여 광송수신 장치의 허용오차(tolerance)를 증가시키고, 궁극적으로 광송수신 장치의 소형화를 이뤄 경제성, 제조의 편리성 등을 꾀하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 광소자를 마련하는 단계; 및 상기 광소자가 설정위치에 배치되고, 제1 기준홀과 상기 제1 기준홀과 제1 간격을 두고 형성되는 제2 기준홀을 가지는 베이스플레이트를 마련하는 단계; 를 포함하되, 상기 설정위치는 상기 제1 기준홀과 상기 제2 기준홀을 통과하는 제1 기준선; 및 상기 제1 기준선과 교차하고, 제1 기준홀로부터 제2 간격을 둔 위치에 위치하며, 상기 제1 기준홀과 상기 제2 기준홀의 사이에 위치하는 제2 기준선에 의하여 결정되되, 상기 제2 간격은 상기 제1 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 광소자와 광섬유의 광 정렬을 간단하게 수행할 수 있고, 그러면서도 정렬 오차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 정렬방법에 의하여 제작된 광송수신 장치는 소형화가 가능하며 저렴한 부품의 단순결합으로 제조될 수 있으므로 제조비용이 저감되는 효과가 있다.
이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 내구성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 광소자 정렬방법을 나타낸다.
도 1b는 본 출원인에 의한 선출원에 따른 광소자 정렬방법을 나타낸다.
도 1c는 본 출원인에 의한 선출원에 따른 광소자 정렬방법의 다른 실시예를 나타낸다.
도 1d는 본 출원인에 의한 선출원에 따른 광소자 정렬방법의 개념도이다.
도 2a는 본 실시예에 따른 광소자 정렬방법을 나타낸다.
도 2b는 본 실시예에 따른 베이스 플레이트와 광섬유고정블럭을 나타내는 사시도이다.
도 2c는 본 실시예에 따른 제1 기준홀과 제2 기준홀이 형성된 베이스플레이트 상에 광소자가 배치된 모습을 나타내는 평면도이다.
도 2d는 본 실시예에 따른 광소자 정렬방법의 개념도이다.
도 2e는 본 실시예에 따른 광소자와 렌즈부가 정렬되는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 3a는 본 실시예에 따른 광섬유고정블럭의 측면도를 나타낸다.
도 3b는 본 실시예에 따른 광섬유고정블럭의 상면도를 나타낸다.
도 4는 본 실시예에 따른 광소자 정렬방법의 변형례이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '체결'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '체결'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것 일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
먼저 본 발명의 일 실시예인 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d를 통해 본 발명의 요지를 설명한 뒤, 본 출원인의 선출원 제 10-2013-0146596호를 참조로서, 도 1b, 도 1c 및 도 1d를 이용하여 본 발명의 구성 및 효과에 대해 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자(215) 정렬방법을 나타낸다. 도 2b는 본 실시예에 따른 베이스플레이트(210)와 광섬유고정블럭(300)을 나타내는 사시도이다. 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)이 형성된 베이스플레이트(210) 상에 광소자(215)가 배치된 모습을 나타낸다. 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자(215) 정렬방법의 개념도이다. 도 2e는 본 실시예에 따른 광소자(215)와 렌즈부(320)가 정렬되는 모습을 나타내는 개념도를 나타낸다.
본 실시예의 베이스플레이트(210)는, 상면에 표시한 제1 기준선(211)을 따라 제1 기준홀(A) 및 제2 기준홀(B)을 구비하고 있으며, 제1 기준선(211)과 제2 기준선(214)이 교차하는 지점에 광소자(215)를 구비하고 있다. 광섬유고정블럭(300)은 광섬유가이드부(310), 렌즈부(320), 반사수단(330) 및 광섬유(340)을 구비하고 있고, 광섬유고정블럭(300) 하면에 표시한 제3 기준선(350)을 따라 제1 포스트(C), 제2 포스트(D)를 구비하고 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 정렬방법은 광소자(215)를 마련하는 단계(S210); 및 광소자(215)가 설정위치에 배치되고, 제1 기준홀(A) 및 제1 기준홀(A)과 제1 간격(212)을 두고 형성되는 제2 기준홀(B)을 가지는 베이스플레이트(210)를 마련하는 단계(S220); 를 포함할 수 있다.
여기서 설정위치는 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)을 통과하는 제1 기준선(211); 및 제1 기준선(211)과 교차하고, 제1 기준홀(A)로부터 제2 간격(213)을 둔 위치에 위치하며, 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)의 사이에 위치하는 제2 기준선(214)에 의하여 결정된다. 제2 간격(213)은 제1 간격(212)보다 더 좁을 수 있다.
이하, 도 2c를 참조하여 베이스플레이트(210)에 대해서 상세히 설명한다.
베이스플레이트(210)는 예컨대 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 일 수 있다. 베이스플레이트(210) 상에는 집적회로(Integrated Circuit, IC)가 구비되어 광소자(215)와 전기적으로 연결될 수 있다.
설정위치는 베이스플레이트(210) 상에서 광소자(215)가 배치되는 부분이다. 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)은 베이스플레이트(210) 상에 형성된다. 광소자(215)는 복수 개일 수 있으며, 이 경우 복수 개의 광소자(215)가 설정위치에 배치된다. 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)은 베이스플레이트(210) 일 면에서 반대 면으로 뚫린 관통구조이거나 일정 깊이를 가진 홈이 형성되어 있는 구조일 수 있다.
제1 기준선(211)과 제2 기준선(214)은 가상의 선일 수 있으며, 제1 기준선(211)과 제2 기준선(214)을 기준으로 하여 설정위치를 정한다.
제1 기준선(211)은 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)에 의하여 결정된다. 즉, 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)을 통과하는 선이 제1 기준선(211)이다. 실시예에 따라서는 제1 기준홀(A)의 중심과 제2 기준홀(B)의 중심을 통과하는 선이 제1 기준선(211)일 수 있다. 이 경우, 제1 기준홀(A)의 중심과 제2 기준홀(B)의 중심 사이의 간격이 제1 간격(212)을 형성한다.
제2 기준선(214)은 제1 기준선(211)과 제1 기준홀(A) 및 제2 간격(213)에 의하여 결정된다. 제2 기준선(214)은 베이스플레이트(210) 상에서 제1 기준선(211)과 교차한다. 실시예에 따라서 제2 기준선(214)은 베이스플레이트(210) 상에서 제1 기준선(211)과 수직하게 교차할 수 있다. 본 실시예의 제2 기준선(214)은 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)의 사이에 위치하며, 제1 기준홀(A)과 제2 간격(213)을 둔 위치에서 제1 기준선(211)과 교차한다. 이 경우 제2 간격(213)은 제1 간격(212)보다 더 좁다.
본 실시예의 설정위치는 제2 기준선(214) 상에 위치할 수 있다. 즉, 설정위치에 광소자(215)가 배치되므로 광소자(215)는 베이스플레이트(210) 상의 제2 기준선(214) 상에 위치할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서 광소자(215)는 제2 기준선(214)과 제1 기준선(211)이 교차하는 지점에 배치될 수 있다.
예컨대, 광소자(215)가 한 개인 경우에는 도 2b에 도시된 것처럼 광소자(215)의 발광부 또는 수광부의 중심이 제2 기준선(214)과 제1 기준선(211)이 직교하는 지점에 위치할 수 있다. 또, 광소자(215)가 복수 개인 경우에는, 광소자(215)는 제2 기준선(214) 상에서 제2 기준선(214)의 길이 방향을 따라 일렬 또는 복수의 열로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광소자(215) 정렬방법은 광소자(215)와 광통신하는 광섬유(340) 및 렌즈부(320)가 안착 되어 고정 설치되고, 제1 기준홀(A)에 삽입되는 제1 포스트(C)와 제2 기준홀(B)에 삽입되는 제2 포스트(D)를 가지는 광섬유고정블럭(300)을 마련하여 설치하는 단계(S230)를 추가로 포함할 수 있다.
본 실시예의 포스트(C, D)는 광섬유고정블럭(300)에서 일 측으로 돌출된 부분일 수 있다. 또, 포스트(C, D)는 광섬유고정블럭(300)과 일체로 사출 성형되어 제조되는 것일 수 있다.
여기서 제2 포스트(D)는 제1 포스트(C)가 제1 기준홀(A)에 삽입되는 경우보다 더 헐겁게 제2 기준홀(B)에 삽입된다. 실시예에 따라서 제2 포스트(D)의 직경은 제1 포스트(C)의 직경보다 더 작을 수 있으며, 그럼으로써 제2 포스트(D)는 제1 포스트(C)보다 더 헐겁게 제2 기준홀(B)에 삽입될 수 있다. 또는 실시예에 따라서 제2 기준홀(B)의 직경이 제1 기준홀(A)의 직경보다 더 크게 형성되어, 제2 포스트(D)는 제1 포스트(C)보다 더 헐겁게 제2 기준홀(B)에 삽입될 수 있다.
여기서 제1 기준홀(A)과 제2 기준홀(B)은 광섬유(340)의 길이방향을 따라 배열된다. 또한, 제1 포스트(C)와 제2 포스트(D)도 광섬유(340)의 길이방향을 따라 배열된다. 이러한 배열은 도 1a에 도시된 종래기술의 홀(104)과 포스트(105)가 광소자(115)가 배열된 방향과 연장선 상에 배열되는 것과 달리, 베이스플레이트(210)의 폭을 줄일 수 있으므로 광 정렬에 있어서 불필요한 공간을 줄일 수 있다.
이하, 도 2b와 도 2d를 함께 참조하면서 본 실시예의 광소자(215) 정렬방법에 대하여 추가로 설명한다.
도 2b에는 베이스플레이트(210) 상에 제1 기준홀(A), 제2 기준홀(B) 및 광소자(215)가 도시되어 있다. 좌표축은 베이스플레이트(210)의 길이 방향은 x축, 폭 방향은 y축, 두께 방향은 z축으로 표현된다.
도 2d에는 제1 기준홀(A)에 대응되는 점 O와 제2 기준홀(B) 에 대응되는 점 N 및 광소자(215)에 대응되는 점 M이 도시되어 있다. 점 M, 점 N 및 점 O는 제1 기준선(211)상에 위치할 수 있다.
도 2d의 θ각은 z축을 회전축으로 하여 생성되는 각이고, 제1 기준선(211)과 θ각을 형성하는 선은 제3 기준선(350)으로, 광섬유고정블럭(300)의 제1 포스트(C)와 제2 포스트(D)를 통과하는 선을 나타낸다. 실시예에 따라서는 제1 포스트(C)의 중심과 제2 포스트(D)의 중심을 통과하는 선이 제3 기준선(350)일 수 있다.
제1포스트(C)의 중심과 제2포스트(D)의 중심 사이의 간격은 제1 간격(212)만큼 떨어져 있을 수 있다. 즉 제1포스트(C)의 중심과 제2포스트(D)의 중심 사이의 거리는 제1기준홀(A)의 중심과 제2기준홀(B)의 중심 사이의 거리와 동일할 수 있다.
렌즈부(320)는 광섬유고정블럭(300)을 상면에서 보아 제3 기준선(350) 상에 위치한다. 더욱 구체적으로 렌즈부(320)는 제1 포스트(C)를 기준으로 제2 간격(213)만큼의 거리를 둔 제3 기준선(350) 상의 지점에 위치한다.
광섬유고정블럭(300)이 베이스플레이트(210)에 설치될 때, 제1 포스트(C)는 제1 기준홀(A)에 긴밀하게 삽입된다. 그러나 제2 포스트(D)는 제2 기준홀(B)에 제1 포스트(C)가 제1 기준홀(A)에 삽입되는 경우보다 더 헐겁게 삽입된다. 따라서 제2 포스트(D)는 제2 기준홀(B) 내에서 움직임이 있다.
그 결과, 제3 기준선(350)은 z축을 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 미세하게 움직임이 가능하므로 제1 기준선(211)과 제3 기준선(350)은 일치할 수도 있고 일치하지 않을 수도 있다.
z축과 평행한 방향으로는 제4 기준선(216)이 형성된다. 제4 기준선(216)은 제1 기준선(211)과 제2 기준선(214)에 수직하고, 또 제2 기준선(214)과는 교차하는 가상의 선을 말한다. 제1 기준선(211)과 제3 기준선(350)이 일치하는 경우, 광소자(215)와 렌즈부(320)는 제4 기준선(216) 상에 배치될 수 있다. 즉 광소자(215)와 렌즈부(320)가 동축 상에 배치될 수 있다.
이하, 본 출원인에 의한 선출원을 여기서의 참조로 하여 본 발명의 특징에 대해 더 상세히 설명한다.
도 1b는 본 출원인에 의한 선출원에 따른 광소자 정렬방법을 나타낸다. 도 1c는 본 출원인에 의한 선출원에 따른 광소자 정렬방법의 다른 실시예를 나타낸다. 도 1d는 본 출원인에 의한 선출원에 따른 광소자 정렬방법의 개념도이다.
도 1b를 참조하면, 베이스플레이트(110) 상에 광소자(115)와 두 개의 원형홀(A', B')이 구비되어 있다. 도 1c를 참조하면, 베이스플레이트(110) 상에 광소자(115)와 정렬플레이트(120)가 위치하며 정렬플레이트(120) 위에 두 개의 원형홀(A', B')이 구비되어 있다. 도 1c의 경우 베이스플레이트(110) 상단에서 정렬플레이트(120)는 별도의 체결구조를 가지고 베이스플레이트(110)와 결합되고, 정렬플레이트(120) 위에는 두 개의 원형홀(A', B')이 구비된 것을 나타낸다. 제1 선(111) 상에 두 개의 원형홀(A', B')이 제1 간격(112)을 두고 형성되어 있으며, 제1 원형홀(A')을 사이에 두고 제1 원형홀(A’)과 제2 간격(113)을 둔 위치에서 제2 원형홀(B')의 맞은편에 형성된 제2 선(114) 상에 광소자(115)가 형성되어 있다. 여기서, 광섬유고정블럭에 돌출 형성된 포스트가 원형홀(A', B')에 끼워 맞춤되면 광소자(115)와 광 섬유가 광정렬을 이루게 된다.
선출원의 이러한 광소자 정렬방법의 개념은 도 1d에 도시되어 있다.
도 1d에는 제1 원형홀(A')에 대응되는 점 O'와 제2 원형홀(B') 에 대응되는 점 N' 및 광소자(115)에 대응되는 점 M'이 도시되어 있다. 점 M', 점 N' 및 점 O'는 제1 선(111)상에 위치할 수 있다.
점 O'를 기준으로 광섬유고정블럭이 θ'각 만큼 시계방향 또는 반시계 방향으로 미세하게 움직였을 때, 광섬유고정블럭의 길이방향의 축의 움직임을 제3 선(116)으로 나타낸다. 선분 O'M'과 선분 O'N'의 비는 곧, 점 M'이 Q'만큼 이동한 거리와 점 N'이 P'만큼 이동한 거리의 비와 동일하다. Q'는 렌즈부가 이동한 거리를 나타내며, P'는 광섬유고정블럭의 포스트가 원형홀(B')에 끼워맞춤된 상태에서 내부에서 미세하게 이동한 거리를 나타낸다.
이에 대비되는 본 발명의 일 실시예는, 도 2c에 도시된 것과 같이 점 O를 기준으로 광섬유고정블럭(300)이 θ각 만큼 시계방향 또는 반시계 방향으로 미세하게 움직인 제3 기준선(350)이 도시되어 있다. 선분 OM와 선분 ON의 비는 곧, 점 M이 Q만큼 이동한 거리와 점 N이 P만큼 이동한 거리의 비로 나타낼 수 있다.
이를 도 1d와 비교하면, 다른 조건을 모두 동일하다고 했을 때(특히 P'와 P를 동일한 값으로 가정하면) P만큼의 이동이 있는 경우 렌즈부의 편차를 나타내는 값 Q와 Q'는 Q' > Q의 관계를 보이므로 본 실시예의 경우 렌즈부의 편차가 선출원에 의한 렌즈부의 편차보다 더욱 둔감하다(또는 작다)고 할 수 있다.
이에 대하여 선출원은 광소자와 렌즈부가 기준홀의 외측에 배열되므로 인접 부재와의 간섭에서 상대적으로 자유로워 제작 공정을 단순화 할 수 있다.
따라서, 당업자는 본 실시예와 선출원을 적절히 조합하여 선택할 수 있으며, 양자는 동일한 기술 사상을 토대로 하고 있다.
이상과 같이, 본 실시예의 편차에 둔감한 광소자 정렬방법은 다음과 같이 선출원과 마찬가지 또는 그 이상의 탁월한 효과를 가진다.
첫째, 렌즈부(320)와 광소자(215)의 광정렬 시 발생하는 편차를 줄일 수 있다. 둘째, 렌즈부(320)와 광소자(215)의 광정렬 시 편차가 허용범위 이내라면, 이 조건하에서 베이스플레이트(210)의 기준홀(A, B) 제작 시 허용오차를 더 크게 할 수 있고, 정렬플레이트(120)와 같은 별도의 부품을 사용하지 않을 수 있다. 즉, 선출원에서는 렌즈부(320)와 광소자(215)의 광정렬에 요구되는 엄격한 정밀성으로 정렬플레이트(120)가 필요할 수 있지만, 본 실시예는 그 필요성을 없앨 수 있다. 이는 부품 제작 시 공정을 더 쉽게 할 뿐 아니라 경제성도 높일 수 있다. 또한, 광소자(215)를 기준홀(A, B) 사이에 위치하여 광 송수신 장치 전체의 부피를 줄일 수 있다. 따라서 최근 정보통신기기의 콤팩트화 추세에 부합할 수 있다.
도 3a는 본 실시예에 따른 광섬유고정블럭의 측면도를 나타낸다. 도 3b는 본 실시예에 따른 광섬유고정블럭의 상면도를 나타낸다.
광섬유고정블럭(300)은 그 내부에 광섬유(340)가 고정설치될 수 있다. 광섬유고정블럭(300)은 내측으로 광섬유(340)를 가이드 하는 광섬유가이드부(310)가 형성된다. 광섬유가이드부(310)는 일 직선으로 형성되거나, 또는 내측으로부터 바깥쪽에 위치한 개구로 갈수록 점차로 단면적이 넓어지도록 형성되어 광섬유(340)의 끝단을 설정된 위치까지 가이드할 수 있다.
광섬유가이드부(310)에 의하여 광섬유(340)는 광섬유고정블럭(300)에 그 길이방향을 따라 안착길이(L)만큼 삽입되어 안착된다. 광섬유(340)는 일정한 길이만큼은 광섬유고정블럭(300)에 안착되는 안착길이(L)를 확보해 주어야 한다. 안착길이(L)을 확보해 주므로써, 광섬유 및 광 송수신 장치의 안정성 및 내구성이 보장될 수 있다. 광섬유가이드부(310)는 광섬유(340)가 길이방향을 따라 안착길이(L)를 확보하면서 배치되도록 유도하는 역할을 한다.
광섬유고정블럭(300)의 일부분에는 렌즈부(320)가 광섬유고정블럭(300)의 하부 방향을 향하도록 고정설치 된다. 즉 렌즈부(320)는 광섬유(340)의 길이방향과 수직한 방향을 향하도록 고정설치 된다. 이러한 구조를 통하여 광섬유고정블럭(300)이 베이스플레이트(210)에 설치된 경우 베이스플레이트(210)의 설정위치에 배치된 광소자(215)와 렌즈부(320)가 서로 마주보도록 할 수 있다.
광섬유(340)는 광 정렬을 이룰 수 있는 구조로 배치되며, 반사수단(330)은 예컨대 반사경 또는 프리즘일 수 있다. 광 정렬이란 대략 빛의 집광과 반사가 잘 이루어지고 빛이 분산되지 않도록 하는 것을 말한다.
도 2e를 다시 참조하면, 광 정렬을 통하여 광섬유(340)의 끝에서 방사된 빛(Light)이 반사수단(330)을 통하여 경로를 변경하고 렌즈부(320)를 통하여 집광되어 광소자(215)에 도달할 수 있게 하거나, 광소자(215)로부터 방사된 빛이 렌즈부(320)를 통하여 집광되고, 반사수단(330)을 통하여 경로를 변경하여 광섬유(340)의 끝단에 도달할 수 있게도 한다.
제1 간격(212)에 대한 제2 간격(213)의 비는 광섬유(340) 및 렌즈부가 광소자(215)와 허용 오차범위 내에서 광 정렬하도록 설정될 수 있다. 제1 간격(212)과 제2 간격(213)의 차이가 클수록 제2 포스트(D)의 움직임(P)에 대한 렌즈부(320)의 움직임(Q)의 비는 더욱 작아진다. 따라서 제1 간격(212)과 제2 간격(213)의 차이를 크게 함으로써 더욱 정밀한 정렬이 가능하다.
제1 간격(212)과 제2 간격(213)은 미리 확정되는 것이 아니다. 설계자는 요구되는 스펙(Specification)에 맞추어 허용 오차범위 내에서 광소자(215), 광섬유(340)가 광 정렬할 수 있도록 적절한 제1 간격(212)과 제2 간격(213)을 설정할 수 있으며, 제1 간격(212)에 대한 제2 간격(213)의 적절한 비를 설정할 수 있다.
본 실시예에서 제2포스트(D)가 제1포스트(C)가 제1기준홀(A)에 삽입되는 경우보다 더 헐겁게 제2기준홀(B)에 삽입되는 구조를 채용함으로써 광섬유고정블럭(300)이 베이스플레이트(210)에 억지 끼워 맞춤으로 설치될 때 발생하는 변형을 방지할 수 있다. 따라서 정밀한 광 정렬이 가능하며, 내구성이 향상된다.
광섬유고정블럭(300)에 안착되어 고정 설치되는 광섬유(340)의 안착된 길이방향은 제1 기준선(211) 또는 제3기준선(350)의 방향과 같은 방향을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 광섬유(340)는 일정 길이만큼은 안착길이(L)를 확보해주어야 한다. 따라서 그 길이방향으로 제1 포스트(C), 제2 포스트(D), 제1 기준홀(A) 및 제2 기준홀(B)이 배치되면 광섬유(340)가 필요로 하는 필수적 공간을 제1 포스트(C), 제2 포스트(D), 제1 기준홀(A) 및 제2 기준홀(B)이 함께 사용하므로 광 송수신 장치의 소형화가 가능하다.
제1 기준선(211)과 제3 기준선(350)이 일치하는 경우에는 광소자(215)와 렌즈부(320)는 제4 기준선(216) 상에 배치될 수 있다. 이때 광소자(215)와 렌즈부(320)는 제3 간격(217)을 유지하며 배치될 수 있다. 설계자는 이 제3 간격(217)을 설정할 수 있다. 여기서 제3 간격(217)은 광소자(215)로부터 렌즈부(320)가 위치한 지점까지의 높이에 의하여 결정될 수 있다. 작업자는 단지 이미 높이가 결정된 광섬유고정블럭(300)을 베이스플레이트(210)에 끼움으로써 광소자(215)와 렌즈부(320)가 제3 간격(217)을 유지하면서 배치되도록 할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 광소자 정렬방법의 변형례이다.
도 4에서는 도 2b에 도시된 실시예와 달리 광소자(215)가 복수 개인 경우를 나타낸다. 여기서는 광소자(215) 네 개가 베이스플레이트(210) 상에 형성되며, 제2 기준선(214) 상에 일렬로 일정간격을 두고 배치된 것을 나타낸다. 경우에 따라서는 도 3과 달리, 광소자(215)는 제2 기준선(214)을 따라 적어도 2개 이상의 열로 배치될 수도 있다. 또, 그 개수에 있어서 광소자(215)는 요구되는 사양에 따라 예컨대 세 개, 네 개, 여섯 개, 여덟 개 등으로 이루어 질 수 있다.
도 2a에서는 과정 S210 내지 과정 S230을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2a에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 과정 S210 내지 과정 S230 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 2a은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 기판 212: 제1 간격
102: 사출구조물 213: 제2 간격
103: 광소자 214: 제2 기준선
104: 원형의 포스트 215: 광소자
105: 원형 홀 216: 제4 기준선
110: 베이스플레이트 217: 제3 간격
111: 제1 선 300: 광섬유고정블럭
112: 제1 간격 310: 광섬유가이드부
113: 제2 간격 320: 렌즈부
114: 제2 선 330: 반사수단
115: 광소자 340: 광섬유
120: 정렬 플레이트 350: 제3 기준선
A': 제1 원형홀 A: 제1 기준홀
B': 제2 원형홀 B: 제2 기준홀
116: 제3 선 C: 제1 포스트
210: 베이스플레이트 D: 제2 포스트
211: 제1 기준선

Claims (10)

  1. 광소자를 마련하는 단계;
    상기 광소자가 설정위치에 배치되고, 제1 기준홀 및 상기 제1 기준홀과 제1간격을 두고 형성되는 제2 기준홀을 가지는 베이스플레이트를 마련하는 단계; 및
    상기 광소자와 광통신하는 광섬유 및 렌즈부가 안착되어 고정 설치되고, 상기 제1 기준홀에 삽입되는 제1 포스트와 상기 제2 기준홀에 삽입되는 제2 포스트를 가지되, 상기 제2 포스트는 상기 제1 포스트가 상기 제1 기준홀에 삽입되는 것보다 더 헐겁게 상기 제2 기준홀에 삽입되는 광섬유고정블럭을 마련하여 설치하는 단계를 포함하되,
    상기 설정위치는 상기 제1 기준홀과 상기 제2 기준홀을 통과하는 제1기준선; 및 상기 제1 기준선과 교차하고, 제1 기준홀로부터 제2 간격을 둔 위치에 위치하며, 상기 제1 기준홀과 상기 제2 기준홀의 사이에 위치하는 제2 기준선에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 간격은 상기 제1 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 간격에 대한 상기 제2 간격의 비는 상기 광섬유 및 상기 렌즈부가 상기 광소자와 허용 오차범위 내에서 광 정렬하도록 설정된 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 포스트의 직경은 상기 제1 포스트의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 기준홀의 직경은 상기 제1 기준홀의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광섬유가 안착된 길이방향은 상기 제1 기준선의 방향과 같은 방향을 포
    함하는 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광소자는 복수 개인 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광소자는 상기 제2 기준선 상에서 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광소자는 상기 제2 기준선을 따라 적어도 2개 이상의 열로 배열되는 것을 특징으로 하는 광소자 정렬방법.


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