KR101803778B1 - 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빔 확장형 광 커넥터의 커넥터 인서트 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광 신호를 전송하는 광섬유 및 렌즈가 내장되어 있는 적어도 하나의 광 채널을 포함하는 두 개의 광 커넥터를 상호 연결하는 광 커넥터 인서트 부재에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재는 원기둥 형상을 갖는 전단부재, 상기 전단부재 결합되는 후단부재를 포함하며, 상기 후단부재의 전단면은 일정 길이 돌출된 제2 가이드 핀 또는 일정 깊이로 인입된 제2 가이드 홀 중 적어도 어느 하나가 형성되며, 상기 전단부재의 전단면은 일정 깊이 돌출된 제1 가이드 핀과 일정 깊이로 인입된 제1 가이드 홀이 형성되며, 상기 전단부재의 내부에는 광섬유가 내장된 페룰이 인입되는 광 채널을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 전단부재에 형성된 광 채널의 직경은 렌즈 및 페룰의 직경과 동일하며, 전단부재에 형성된 광 채널에 조립되는 렌즈 및 페룰은 압입 형태로 광 채널 내에 고정되어 부품의 정렬이 쉽고, 이로 인해 용이하게 평행광이 형성된다.

Description

빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재{Connecter insert of expanded beam connecter}

본 발명은 빔 확장형 광 커넥터의 커넥터 인서트 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광 신호를 전송하는 광섬유 및 렌즈가 내장되어 있는 적어도 하나의 광 채널을 포함하는 두 개의 광 커넥터를 상호 연결하는 광 커넥터 인서트 부재에 관한 것이다.

일반적으로 초고속으로 대용량의 정보를 장거리 전송하기 위해 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진 광섬유를 이용한 광통신이 활용되고 있다. 또한 최근 기존 금속 도선을 기반으로 하는 다양한 기기 사이의 인터페이스 및 기기 내부의 데이터 통신에도 대역폭, 경량화 및 소형화 등의 장점으로 인하여 광섬유 기반의 신호 전송 방법이 도입되고 있다. 이처럼 광섬유 기반의 통신 응용 분야가 확대됨에 따라 광섬유 간의 연결을 위한 광 커넥터 또한 다양한 환경에서 높은 신뢰성 및 간편한 조작성이 요구되고 있다.

현재 일반적인 광 커넥터는 세라믹 및 유리, 금속 등으로 이루어진 페룰의 정 중앙의 관통공에 광섬유의 끝이 페룰의 일측 단면과 연마 등을 통해 일치하도록 내장한 페룰의 일측 단면이 슬리브의 양쪽에서 삽입되어 초정밀 정렬상태로 물리적 접촉이 이루어져 연결되는 접촉 방식으로 이루어진다. 하지만 이러한 접촉 방식의 광 커넥터는 광섬유와 광섬유 끝 단면의 물리적 접촉에 의해 반복하여 접속하거나 끊는 경우 작은 미세 먼지나 오물에 의해 코어의 접촉이 방해될 가능성이 높으며 외부 강한 진동 및 충격에 의해 접촉면, 코어의 표면이 영구적 손상되어 신호 전달이 어려워지는 단점이 있다. 또한 접촉 방식의 광 커넥터는 광섬유 양단간 매우 정밀한 정렬이 요구되기 때문에 실외와 같은 설치환경이 변화무쌍한 경우에서는 사용하기 어려운 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하여 다양한 환경에서도 높은 신뢰성이 확보되는 비접촉 방식의 빔 확장형 광 커넥터가 개발되고 있다. 빔 확장형 광 커넥터는 신호를 출광 또는 수광하는 광섬유와 광신호를 확장된 평행광으로 성형 또는 평행광을 광섬유 코어에 집광하는 렌즈를 포함하는 커넥터로써 커넥터 간에 확장된 평행광으로 신호를 전달하기 때문에 외부 오염에 강하며 커넥터 간의 높은 위치 공차를 제공하여 열악한 통신환경에 신뢰성을 제공할 수 있다.

한국등록특허 제1137229호(발명의 명칭: 비접촉식 광섬유 연결장치)는 몸체를 직선으로 관통하는 관통공이 형성되고, 그 관통공에 제1 광섬유가 삽입된 제1 페룰, 상기 제1 페룰의 선단에서 이격되어 구비되는 제1 렌즈, 몸체를 직선으로 관통하는 관통공이 형성되고, 그 관통공에 제2 광섬유가 삽입된 제 2페룰, 상기 제2 페룰의 선단에서 이격되어 구비되며, 상기 제1 렌즈와 마주보면서 서로 이격되어 위치하는 제2 렌즈로 구성되며, 상기 제1 광섬유 또는 제2 광섬유의 전방부는 선단으로 갈수록 외경이 커지는 확산부를 가지는 것을 특징으로 하는 비접촉식 광섬유 연결장치를 제안하고 있다.

위와 같은 기존 비접촉 방식의 빔 확장형 광섬유 연결장치의 경우 확장된 크기의 평행광을 통해 신호가 전송되기 때문에 두 렌즈간의 허용 정렬 오차가 크기 때문에 반복적인 연결이 용이하며, 미세 먼지나 스크래치 등 거친 환경에서도 높은 신뢰성을 확보할 수 있다는 장점을 갖는다. 하지만 광섬유 종단에 확산부를 형성하기 까다롭고, 확산부를 지나면서 광손실이 추가적으로 발생하기 때문에 전체적으로 커넥터의 전송 효율이 낮아질 수 있다.

현재 렌즈를 사용하는 빔 확장형 광 커넥터의 경우, 우수한 전송 효율을 갖기 위해서, 렌즈 및 페룰이 인서트 기구물 내 정확한 위치에 정렬되어야 하고, 이를 위해 매우 정밀한 치수 공차가 요구되어 제작 및 수리 등이 어려워지는 단점이 있다.

또한, 기존의 빔 확장형 광 커넥터의 경우, 렌즈 및 페룰 등을 정렬하는 다양한 구조들이 있으나, 상기한 바와 같이 정밀한 치수 공차 혹은 정밀한 가공 등의 어려움으로 인하여 부품들을 정확한 지점에 위치시키는 것은 어렵다.

또한, 빔 확장형 광 커넥터의 경우 렌즈와 광섬유간의 초점거리를 확보하기 위한 최적 이격 거리를 산출하고, 산출된 이격거리를 갖도록 렌즈와 광섬유를 배치하는 것이 요구된다. 따라서 가공 및 제작 방법을 고려하여 효율적으로 렌즈와 광섬유간의 초점거리를 확보할 수 있는 구조가 구비되어야 한다.

한국등록특허 제1137229호 미국등록특허 제6,012,852호 미국등록특허 제7,7757725호 미국등록특허 제7,722,261호 미국등록특허 제7,104,701호 국제공개특허 제2011/014264호 국제공개특허 제2007/119036호 유럽등록특허 제2,270,561호

본 발명이 해결하려는 과제는 보수와 수리가 용이한 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재를 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 제작이 용이한 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재를 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 제작 및 구조물의 가공 공차 관리가 용이한 광 커넥터 인서트 부재를 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 광 채널을 구성하는 부품의 정렬을 용이하게 함으로써, 우수한 전송효율을 갖는 빔 확장형 광커넥터 인서트 부재를 제안함에 있다.

이를 위해 본 발명의 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재는 원기둥 형상을 갖는 전단부재, 상기 전단부재에 결합되는 후단부재를 포함하며, 상기 후단부재의 전단면은 일정 길이 돌출된 제2 가이드 핀 또는 일정 깊이로 인입된 제2 가이드 홀 중 적어도 어느 하나가 형성되며, 상기 전단부재의 후단면은 일정 길이 돌출된 제1 가이드 핀 또는 일정 깊이로 인입된 제1 가이드 홀 중 적어도 어느 하나가 형성되며, 상기 전단부재의 전단면은 일정 깊이 돌출된 제1 가이드 핀과 일정 깊이로 인입된 제1 가이드 홀이 형성되며, 상기 전단부재의 내부에는 광섬유가 내장된 페룰이 인입되는 광 채널을 포함함을 특징으로 한다.

또한, 전단부재에 형성된 광 채널의 직경은 렌즈의 직경 또는 페룰의 직경과 동일하며, 전단부재에 형성된 광 채널에 조립되는 렌즈, 페룰 또는 스토브 페룰은 압입 형태로 광 채널 내에 고정된다.

본 발명에 따른 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재는 전단부재와 후단부재로 분리가 가능한 구조를 제안하며, 전단부재에 기존 인서트의 광 채널을 구성하는 광섬유가 내장된 페룰 및 렌즈 등이 위치하므로 광 채널이 위치하는(또는 광 채널을 형성하는 부품들이 위치하는) 인서트 부재의 길이가 짧아지게 된다. 또한, 인서트 부재의 경우 전단부재, 후단부재 및 커버 플레이트를 모두 포함할 수 있으며, 광 채널 부분은 전단부재에 위치하여 광 채널 가공 시 인서트 부재 전체가 아닌 전단부재의 광 채널만 가공하면 되므로 제작이 편리해지는 장점이 있다.

따라서 본 발명의 빔 확장형 광 인서트 부재는 제작이 용이하고, 광 채널 제작 시 공차 관리가 용이하다. 또한, 본 발명은 후단부재가 전단부재로부터 분리 가능하므로 수리 및 보수가 용이하며, 후단부재의 측면 틈새부를 이용하여 케이블의 손상 없이 후단부재를 전단부재로부터 분리 가능하다는 장점이 있다.

이외에도 광 채널이 페룰 및 렌즈와 동일한 직경을 가지게 되어, 부품의 정렬이 쉬워지고, 그로 인해 확장광의 형성이 편리하여, 광 통신이 더 잘 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 구조를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재를 구성하는 전단부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재를 구성하는 후단부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 전단부재를 구성하는 광 채널의 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 채널의 구조를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 구조를 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 단면을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전단부재를 구성하는 광 채널의 형상을 도시한 도면이다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 구조를 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 1에 의하면, 광 커넥터 인서트 부재(10)는 전단부재(100)와 후단부재(200)로 구분되며, 전단부재(100)와 후단부재(200)는 분리 및 체결이 가능한 구조로 구성된다.

광 커넥터 인서트 부재(10)는 전단부재(100)와 후단부재(200)가 분리가 가능하므로 제작이 용이하며, 광 커넥터 인서트 부재(10)의 핵심인 렌즈 및 페룰 등의 부품 조립이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 광 채널이 위치하는 짧은 전단부재(100)로 인해 광 채널의 가공 및 공차 관리가 용이하다.

이외에도 분리 가능한 전단부재(100)와 후단부재(200)의 구조로 인해 수리 및 보수가 용이하며, 전단부재(100)로부터 후단부재(200)를 분리하면 바로 페룰이 노출되는 구조이므로 페룰의 분해 및 재조립이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 후단부재(200)에 케이블이 인입되는 틈새부를 형성하며, 케이블의 손상 없이 전단부재(100)로부터 후단부재(200)의 분리가 가능하다. 이하에서는 광 커넥터 인서트의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재를 구성하는 전단부재의 구조를 도시한 도면이다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재를 구성하는 전단부재의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 2에 의하면 전단부재(100)는 제1 가이드 핀(104), 광 채널(106), 제1 가이드 홀(108)을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명의 일실시 예에 따른 전단부재에 포함될 수 있다.

전단부재(100)는 일정 길이를 갖는 원기둥 형상을 가지며, 금속 재질로 구성된다. 전단부재(100)는 금속재질로 구성됨으로서 타 인서트 부재와의 결합 시 손상을 방지하고, 올바른 결합 위치에서 결합된다.

전단부재(100)의 전단면(102)은 타 인서트 부재와 직접 접촉되는 부분으로, 평탄도와 수평도가 우수하여야 하며, 이는 타 인서트 부재와의 결합 시 광축의 각도가 틀어지는 것을 차단한다.

제1 가이드 핀(104)은 전단부재의 전단면으로부터 일정 길이 돌출되며, 타 인서트 부재의 가이드 홀에 인입된다.

제1 가이드 홀(108)은 타 인서트 부재의 가이드 핀이 인입되는 홀이다. 본 발명은 하나의 제1 가이드 핀과 하나의 제1 가이드 홀을 나타내고 있으나, 설계자의 설계 의도에 따라 제1 가이드 핀과 제1 가이드 홀의 개수는 달라질 수 있다.

또한, 도 2는 전단면에 하나의 제1 가이드 핀과 하나의 제1 가이드 홀을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전단면에 복수의 가이드 핀이 형성되거나, 전단면에 복수의 가이드 홀이 형성될 수 있다.

광 채널(106)은 커넥터 간 확장된 평행광의 형태로 신호를 전송하기 위해 내부에 평행광을 만들기 위한 렌즈, 스페이서 및 페룰 등의 부품이 조립된다. 올바른 광축을 가진 평행광을 만들기 위해 형태 및 내부 구조는 변경될 수 있다. 또한, 도 2는 4개의 광 채널(106)을 도시하고 있으나, 광 통신 상태에 따라 광 채널의 개수는 변경될 수 있다. 또한 광 통신과 함께 전기신호 및 전원을 동시에 전송하기 위해, 전기핀 또는 소켓과 전력선 및 인서트와의 절연을 위한 유전체 슬리브 등이 구비된 전기 채널이 추가로 형성될 수 있다.

광 채널(106)은 실제적인 광 통신이 이루어지는 통로이며, 내부에 평행광을 만들기 위한 렌즈와 스페이서 및 페룰이 위치한다. 광 채널 내부에 위치하는 렌즈와 스페이서 및 페룰을 이용하여 렌즈의 초점거리를 맞추어서 평행광을 만든다.

도 2는 전방 부재의 전단면을 도시하고 있으나, 후단면 역시 유사한 구조를 갖는다. 즉, 전방 부재의 후단면 역시 제1 가이드 핀, 제1 가이드 홀을 포함하며, 전단면에 형성된 광 채널이 후단면까지 이어진다. 또한, 후단면은 나사가 체결되는 나사 홈부가 형성된다. 물론 상술한 바와 같이 후단면 역시 가이드 핀만 형성되거나 가이드 홀만 형성될 수 있으며, 전단면의 제1 가이드 핀, 제1 가이드 홀과 크기와 형태가 상이할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재를 구성하는 후단부재의 구조를 도시한 도면이다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재를 구성하는 후단부재의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 3에 의하면 후단부재는 제2 가이드 핀(204), 제2 가이드 홀(208), 나사 홈부(210), 플렌지 홀(206), 측면 틈새부(214), 키 홈부(212)를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명의 일실시 예에 따른 후단부재에 포함될 수 있다.

후단부재(200)는 일정 길이를 갖는 원기둥 형상을 가지며, 금속 또는 플라스틱 재질로 구성된다. 후단부재(200)는 전단부재(100)를 구성하는 재질과 동일한 재질로 구성될 필요는 없다.

제2 가이드 핀(204)은 후단부재의 전단면으로부터 일정 길이 돌출되며, 전단부재의 후단면에 형성된 제1 가이드 홀에 인입되어 결합 위치를 결정한다.

제2 가이드 홀(208)은 전단부재의 후단면에 형성된 제1 가이드 핀이 인입된다. 물론 상술한 바와 같이 후단부재 역시 전단부재와 동일하게 전단면에 가이드 핀만 형성되거나 가이드 홀만 형성될 수 있다. 또한, 전단부재와 후단부재의 결합 위치 결정에 있어서 전단부재에 압입 고정된 페룰 후단부의 플렌지가 후단부재의 플렌지 홀에 인입됨으로써 결정되는 경우, 전단부재 후단면의 제1 가이드 핀, 제1 가이드 홀 및 후단부재의 제2 가이드 핀, 제2 가이드 홀은 생략될 수 있다.

나사 홈부(210)는 전단부재의 나사 홈부와 함께 나사가 체결되어 전단부재와 후단부재를 고정하는 역할을 한다. 이외에도 전단부재와 후단부재는 접착제를 이용하여 결합될 수 있다.

플렌지 홀(206)은 광섬유가 내장된 페룰 플렌지가 위치하는 홀이다. 플렌지 홀(206)의 직경은 페룰 플렌지의 직경과 동일하거나 페룰 플렌지의 직경보다 약간 크게 형성한다. 플렌지 홀(206)은 페룰의 전단이 광 채널에 압입될 시 별도의 조립지그 없이 수직으로 인입될 수 있도록 가이드 지그와 같은 기능을 수행할 수 있다.

측면 틈새부(214)는 페룰 후방의 케이블을 빼낼 수 있어 페룰의 분리 및 수리, 정비가 용이하도록 하는 틈새이다. 측면 틈새부(214)는 플렌지 홀(206)이 외부와 개방(또는 외부로 노출)될 수 있도록 플렌지 홀(206)로부터 외측으로 연장되는 틈새이다.

키 홈부(212)는 하우징에 존재하는 키와 결합되어 하우징 내부에서 원기둥 형태의 인서트 부재가 회전하는 것을 방지하는 정렬용 홈부이다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 단면을 도시한 도면이다. 이하 도 4를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 단면 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이 광 커넥터 인서트 부재는 전단부재 및 후단부재를 포함한다. 전단부재(100)에는 렌즈(110), 스페이서(112), 광섬유(116) 및 페룰(114)이 내장되며, 후단부재에는 페룰 플렌지(220)가 내장된다.

도 4에 명시적으로 도시되어 있지 않지만, 전단부재와 후단부재는 가이드 핀과 가이드 홀에 의해 서로 결합되며, 나사 홈부에 인입된 나사에 고정 체결된다. 또한 상술한 바와 같이 페룰 플랜지의 인입에 따라 전단부재와 후단부재의 결합 위치가 결정되는 경우에는 가이드 핀과 가이드 홀은 생략될 수 있다.

전단부재(100)의 광 채널 상에는 렌즈(110)가 위치하며, 그 후단에 스페이서(112) 및 페룰(114)이 위치한다. 또한, 본 발명의 렌즈(110), 스페이서(112) 및 페룰(114)은 직경이 동일하다. 렌즈(110) 및 페룰(114)은 압입 형태로 광 채널에 인입되며, 일반적으로 페룰의 고정을 위해 전단방향으로 밀어주기 위해 페룰 플렌지의 후단에 설치되는 오링, 와셔 및 커버 플레이트 등 보조 체결 구조가 필요하지 않다. 또한, 렌즈 및 페룰의 전단은 단일직경으로 형성된 광 채널의 전단부에 압입 상태로 고정되어야 하므로, 상술한 바와 같이 동일한 직경을 갖는다. 물론 스페이서(112)는 압입이 필요하지 않은 경우에는 광 채널의 직경과 상이할 수 있다. 즉, 렌즈(110) 및 페룰(114)의 직경은 광 채널의 직경과 동일한 반면 스페이서(112)의 직경은 광 채널의 직경과 상이할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 후단부재에는 측면 틈새부(210)를 형성하여, 측면 틈새부를 이용하여 페룰 후방의 케이블을 빼내는 것이 가능하므로 페룰의 전단이 압입되어있는 상태에서 전단부재에서 후단부재를 분리할 수 있어 광 채널 내부 수리가 용이하다.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 전단부재를 구성하는 광 채널의 형상을 도시한 도면이다. 이하 도 5를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 전단부재의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 5에 의하면 전단부재를 구성하는 광 채널(106)은 동일한 직경을 갖는 것이 아니라 상이한 직경을 갖도록 설계된다. 광 채널(106)은 상대적으로 직경이 작은 제1 광 채널(106a)와 상대적으로 직경이 큰 제2 광 채널(106b)로 구성된다. 상대적으로 직경이 작은 제1 광 채널(106a) 내부에는 렌즈(110), 스페이서(112) 및 페룰(114)이 위치하며, 제1 광 채널(106a)의 직경은 렌즈(110), 스페이서(112) 및 페룰(114)의 직경과 동일하며, 이로 인해 렌즈(110), 스페이서(112) 및 페룰(114)은 제1 광 채널(106a) 내에서 압입 고정되어 축방향으로 정렬된다.

이에 비해 상대적으로 직경이 큰 제2 광 채널(106b)은 제1 광 채널(106a)에 위치하고 남은 페룰(114)의 나머지 부분이 위치한다. 제2 광 채널(106b)의 직경이 제1 광 채널(106a)이 직경보다 큰 이유는 제2 광 채널(106b)을 통해 제1 광 채널(106a)로 압입되는 페룰(114)의 원활한 삽입을 위해서이다. 즉, 페룰(114)은 제2 광 채널(106b) 부분에서는 아무런 저항 없이 인입되며, 제1 광 채널(106a) 부분에서만 압입되는데 저항을 받게 된다.

이와 같은 본 발명은 상이한 직경을 갖는 광 채널(106)을 형성함으로써 페룰(114)을 포함한 광 채널 내부에 위치하는 소자가 광 채널 내부로 원활하게 압입되도록 한다. 이외에도 페룰(114)의 내부에는 광신호가 이동하는 광섬유(116)가 내장된다. 물론 상술한 바와 같이 스페이서의 직경은 제1 광 채널의 직경과 상이하여 압입으로 고정되지 않을 수 있다. 이때 스페이서의 양측에 렌즈와 페룰이 스페이서 방향으로 압입 고정되어 스페이서의 위치가 결정된다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광 채널의 구조를 도시하고 있다. 이하 도 6을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 광 채널의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 6(a)는 양측면에 무반사(AR) 코팅이 처리된 렌즈, 스페이서, 스페이서 홀 및 광섬유를 포함하는 페룰을 도시하고 있다.

스페이서(112)는 렌즈와 광섬유 사이의 초점 거리를 확보하는 기능을 수행하며, 렌즈의 초점 거리에 따라 스페이서(112)의 두께 또는 스페이서 홀의 크기가 변경된다. 스페이서(112)는 최적의 초점 거리를 가지기 위해서는 평평한 형태 또는 곡면 형태 등 다양한 형태가 가능하다. 도6(a)에 도시되어 있는 바와 같이 스페이서(112)는 렌즈(110)와 광섬유(116)를 내장하는 페룰 사이에 위치한다.

스페이서 홀(110c)은 스페이서(112) 내에 형성되며, 실제 렌즈와 광섬유 사이의 초점 거리가 형성된다. 즉, 스페이서(112)의 두께가 두꺼울수록 렌즈와 광섬유 사이의 초점 거리가 길어지며, 스페이서 홀(110c)의 직경의 작을수록 렌즈와 광섬유 사이의 초점 거리가 길어진다.

스페이서 홀(110c)은 광섬유 전단의 반사를 줄이기 위해 광섬유의 코어와 유사한 굴절률을 갖는 인덱스 매칭 젤이 채워질 수 있다. 또한 스페이서 홀(110c)은 광섬유 전단의 반사를 줄이고 접착을 위하여 광섬유 코어와 굴절률이 유사하고 투명한 UV 경화제 또는 에폭시가 사용될 수 있다. 또한, 스페이서 홀(110c)에 채워지는 물질의 굴절률에 따라 렌즈와 광섬유 사이의 이격거리는 달라질 수 있다.

제1 AR 코팅(110a)은 렌즈의 무반사 코딩을 위해 렌즈의 전면에 코팅된다. 이는 렌즈와 공기사이 경계면의 반사손실을 줄이기 위해 적용된다.

제2 AR 코팅(110b)은 렌즈의 무반사 코딩을 위해 렌즈의 후면에 코팅된다. 이는 렌즈와 스페이서 홀(110c)에 채워지는 물질 간 경계면의 반사손실을 줄이기 위해 적용된다. 따라서 스페이서 홀(110c)에 채워지는 물질이 렌즈의 굴절률과 유사할 경우 제2 AR코팅제(110b)의 코팅은 생략 가능하다. 또한, 광섬유의 전단에 AR 코팅이 형성되는 경우, 스페이서 홀의 물질은 생략될 수 있다.

도 6(b)는 렌즈, 물질A 및 광섬유를 포함하는 페룰을 도시하고 있다.

도 6(b)는 도 6(a)와 달리 렌즈의 후 초점거리(렌즈의 후면으로부터 광섬유 전단까지의 거리)가 0 또는 0에 매우 근접하는 경우 적용될 수 있다. 예를 들어 볼 렌즈의 경우 직경에 무관하게 굴절률이 2에 근사하는 경우 후초점거리 또한 0으로 근사된다. 이러한 경우 렌즈와 광섬유 사이의 초점 거리 확보를 위한 스페이서가 생략될 수 있다.

이 경우 렌즈(110)와 광섬유(116)는 점접촉을 하며, 이와 같은 점접촉을 보완하기 위해 렌즈(110)와 광섬유(116)의 점접촉 주변에 특정한 물질A가 채워질 수 있다. 물질A는 렌즈와 광섬유의 코어 사이에 형성될 수 있는 공기층에서 발생하는 반사에 의한 손실을 보완하는 기능을 수행하며, 도 6(a)에서 살펴본 스페이서 홀에 채워지는 물질과 동일하거나 유사한 물질이 채워진다.

도 6(c)는 렌즈, 물질B 및 광섬유를 포함하는 페룰을 도시하고 있다.

도 6(c)는 도 6(b)와 달리 렌즈의 후초점거리가 짧긴 하지만 약간의 이격 거리를 필요한 경우에 적용된다. 이 경우 광섬유(116)의 종단은 페룰(114)의 종단으로부터 내측으로 일정 이격거리를 가지고 고정될 수 있다.

이와 같은 상태에서 광섬유 전단에서 발생할 수 있는 반사에 의한 손실을 보완하기 위한 물질B가 채워질 수 있다. 즉, 물질B는 광섬유와 렌즈 사이의 이격된 공간에 채워진다. 물질B는 물질A와 동일하게 스페이서 홀에 채워지는 물질과 동일하거나 유사한 물질이 채워진다.

도 6(d)는 렌즈, 물질C 및 광섬유를 포함하는 페룰을 도시하고 있다.

도 6(d)는 렌즈와 광섬유 사이에 초점거리를 위한 이격거리가 필요하고 스페이서를 사용하지 않는다면 페룰(114) 종단을 식각하거나 그에 준하는 방법으로 초점거리를 위한 렌즈와 광섬유 사이의 이격거리를 확보할 수 있다.

도 6(b) 또는 도 6(c)와 동일하게 광섬유 전단에서 발생할 수 있는 반사에 의한 손실을 보완하기 위한 물질C가 채워지며, 특히 물질C는 페룰의 식각된 부분에 채워질 수 있다. 물질C는 물질A와 동일하게 스페이서 홀에 채워지는 물질과 동일하거나 유사한 물질이 채워진다.

도 6(e)는 렌즈와 스페이서를 도시하고 있다.

도 6(e)는 스페이서 홀에 채워지는 물질이 렌즈의 후면과 광섬유의 사이에 상기 광섬유의 굴절률 또는 상기 렌즈의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 물질이 채워지지 않으면, 상술한 바와 같이 상기 렌즈의 후면 및 광섬유의 종단에 무반사 코팅이 형성된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 구조를 도시하고 있다. 이하 도 7을 이용하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 7에 의하면, 광 커넥터 인서트 부재(10)는 전단부재(300), 후단부재(400) 및 커버 플레이트(500)로 구분되며, 전단부재(300), 후단부재(400) 및 커버 플레이트(500)는 분리 및 체결이 가능한 구조로 구성된다.

광 커넥터 인서트 부재(10)는 전단부재(300), 후단부재(400) 및 커버 플레이트(500)가 서로 분리 가능하여, 커넥터의 제작이 용이하며, 광 커넥터 인서트 부재(10)에 렌즈 및 페룰 등의 부품 조립이 용이하다. 또한, 짧은 전단부재로 인해 광 채널의 가공이 용이하며, 광 채널의 제작 및 홀의 공차 관리가 용이하다.

이외에도 분리 가능한 전단부재와 후단부재의 구조로 인해 수리 및 보수가 용이하며, 전단부재로부터 후단부재를 분리하면 바로 페룰이 노출되므로, 페룰의 분해 및 재조립이 용이하다는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 단면을 도시한 도면이다. 이하 도 8을 이용하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 커넥터 인서트 부재의 단면 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이 광 커넥터 인서트 부재(10)는 전단부재(300), 후단부재(400) 및 커버 플레이트(500)를 포함한다. 전단부재(300)에는 렌즈(110), 스페이서(112), 광섬유(116)가 내장된 스토브 페룰(312)의 일부 및 페룰 슬리브(310)의 일부가 내장되며, 후단부재에는 광섬유(116)가 내장된 스토브 페룰(312)의 나머지 일부, 페룰 슬리브(310)의 나머지 일부, 광섬유가 내장된 페룰(114) 및 페룰 플렌지(220)가 내장된다. 그리고 종단에는 커버 플레이트(500)가 형성된다.

도 8에 명시적으로 도시되어 있지 않지만, 전단부재와 후단부재는 도 2 내지 도 3과 동일하게 가이드 핀과 가이드 홀에 의해 서로 결합되며, 나사 홈부에 인입된 나사에 전단부재, 후단부재 및 커버 플레이트가 고정 체결된다.

전단부재(300)의 광 채널 내부에는 렌즈(110)가 위치하며, 그 후단에 스페이서(112), 스토브 페룰(312)의 일부가 위치한다. 또한, 본 발명의 렌즈(110), 스토브 페룰(312) 및 페룰(114)의 직경은 동일하다. 부연하여 설명하면, 상술한 바와 같이 렌즈(110)와 스토브 페룰(312)은 압입 형태로 광 채널에 인입되므로 광 채널의 직경과 동일한 직경을 갖는다. 물론 스페이서(112) 역시 광 채널의 직경과 동일한 직경을 갖거나, 필요시 광 채널의 직경과 상이한 직경을 가질 수 있다.

전단부재(300)를 구성하는 광 채널(306)은 동일한 직경을 갖는 것이 아니라 상이한 직경을 갖도록 설계된다. 광 채널(306)은 상대적으로 직경이 작은 제1 광 채널(306a)와 상대적으로 직경이 큰 제2 광 채널(306b)로 구성된다. 상대적으로 직경이 작은 제1 광 채널(306a)의 내부에는 렌즈(110), 스페이서(112) 및 스토브 페룰(312)이 위치하며, 제1 광 채널(306a)의 직경은 렌즈(110) 및 스토브 페룰(312)의 직경과 동일하며, 이로 인해 렌즈(110), 스페이서(112) 및 스토브 페룰(312)은 제1 광 채널(306a) 내에서 축방향으로 정렬된다.

이에 비해 상대적으로 직경이 큰 제2 광 채널(306b)은 제1 광 채널(306a)에 위치하고 남은 스토브 페룰(312)의 나머지 부분이 위치한다.

페룰 슬리브(310)는 제2 광 채널(306b)의 내측에 위치하며, 내부가 빈 C형 통공 형상을 갖는다. 페룰 슬리브(310)의 내측 직경은 제1 광 채널(306a)의 직경보다 작거나 동일하다. 페룰 슬리브(310)는 스토브 페룰(312)과 페룰(114)이 제2 광 채널(306b) 내에서 고정되도록 스토브 페룰의 후단부를 따라 제2 광 채널(306b)에 인입된다. 페룰 슬리브(310)에 의해 스토브 페룰(312)의 나머지 일부와 페룰(114)은 제2 광 채널(306b) 내에서 고정된다.

후단부재(400)를 구성하는 페룰 플렌지(220)의 후단에는 스프링, 와셔 및 오링이 위치한다. 스프링, 와셔 및 오링은 페룰 플렌지(220)를 전단부재(300) 방향으로 광축을 따라 안정적으로 밀어주어 스토브 페룰의 후단면과 페룰의 전단부의 접촉이 떨어지는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전단부재를 구성하는 광 채널의 형상을 도시한 도면이다. 이하 도 9를 이용하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전단부재의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 9에 의하면 전단부재를 구성하는 광 채널(306)은 동일한 직경을 갖는 것이 아니라 상이한 직경을 갖도록 설계된다. 광 채널(306)은 상대적으로 직경이 작은 제1 광 채널(306a)과 상대적으로 직경이 큰 제2 광 채널(306b)로 구성된다. 제2 광 채널(306b)에는 상술한 바와 같이 스토브 페룰의 후단부가 위치하며 페룰 슬리브(310)가 인입되며, 페룰 슬리브(310)의 내측 직경은 제1 광 채널(306a)의 직경보다 작거나 동일하다.

페룰 슬리브(310)는 스토브 페룰(312)과 페룰(114)이 직접 접촉되기 위해 사용되는 결합 기구이다. 페룰 슬리브(310)의 내부에서 스토브 페룰(312)의 단면과 페룰(114)의 단면이 접촉되면서 물리적 접촉을 통해 광신호가 전달된다. 스토브 페룰(312)은 광섬유가 내장된 짧은 형태의 페룰이다.

상대적으로 직경이 작은 제1 광 채널(306a) 내부에는 렌즈(110), 스페이서 (112) 및 스토브 페룰(312)의 일부가 위치하며, 제1 광 채널(306a)의 직경은 렌즈(110), 스페이서(112) 및 페룰(312)의 직경과 동일하며, 이로 인해 렌즈(110), 스페이서(112) 및 스토브 페룰(312)은 제1 광 채널(306a) 내에서 압입 고정되어 축방향으로 정렬된다. 물론 상술한 바와 같이 스페이서(112)의 직경은 제1 광 채널(306a)의 직경과 상이할 수 있다.

이에 비해 상대적으로 직경이 큰 제2 광 채널(306b)의 내측에 형성된 페룰 슬리브(310)는 제1 광 채널(306a)에 위치하고 남은 스토브 페룰(312)의 나머지 부분과 페룰(114)이 일부가 위치한다.

조립 과정을 살펴보면, 전단부재의 제1 광 채널(306a)에 렌즈(110), 스페이서(112) 및 스토브 페룰(312)을 일정 위치까지 압입한다. 이후 압입된 스토브 페룰(312)과 제2 광 채널(306b) 사이에 페룰 슬리브(310)를 인입한다. 이후 페룰 슬리브(310)를 타고 광섬유가 내장된 페룰(114)이 인입된다. 페룰 슬리브의 내경은 스토브 페룰과 페룰의 직경보다 조금 작거나 동일한 C형 통공 형상을 가지며, 내부에 페룰과 스토브 페룰의 광축이 일치되도록 고정한다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100: 전단부재 200: 후단부재
300; 전단부재 400: 후단부재
500: 커버 플레이트
102: 전단면 104: 제1 가이드 핀
106: 광 채널 108: 제1 가이드 홀
202: 전단면 204: 제2 가이드 핀
206: 플렌지 홀 208: 제2 가이드 홀
210: 측면 틈새부 212: 키 홈부
110: 렌즈 112: 스페이서
114: 페룰 116: 광섬유
220: 페룰 플렌지 310: 페룰 슬리브
312: 스토브 페룰

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 원기둥 형상을 갖는 전단부재;
   상기 전단부재에 후단에 결합되는 후단부재 및
   상기 후단부재의 후단에 결합되는 커버 플레이트를 포함하며,
   상기 전단부재의 내부는 렌즈 및 광섬유가 내장된 스토브 페룰이 인입되는 적어도 하나 이상의 광 채널을 포함하며,
   상기 광 채널은 상기 렌즈 및 상기 스토브 페룰의 일부가 압입상태로 인입되는 단일 내경을 갖는 압입부(제1 광 채널)와 상기 압입부보다 큰 내경을 갖는 관통부(제2 광 채널)을 포함하며,
   상기 후단부재는 상기 제2 광 채널에서 연장되며, 상기 전단부재의 후단으로부터 돌출된 스토브 페룰의 돌출 부분, 광섬유가 내장된 페룰 및 광섬유가 내장된 페룰 플렌지가 인입되는 관통공이 형성되며,
   상기 스토브 페룰과 상기 페룰의 직경은 동일하며,
   상기 페룰이 인입되는 후단부분의 관통공의 직경은 상기 관통부의 직경과 동일하며,
   상기 압입부에 상기 스토브 페룰이 압입된 상태에서 상기 관통부에 압입되며, 내부가 빈 C형 통공을 가지며, 상기 후단부재에 위치한 페룰의 일부가 인입되는 페룰 슬리브를 포함함을 특징으로 하는 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 렌즈와 상기 페룰 내부 광섬유의 전단면은 접촉 또는 일정거리 이격되며,
   렌즈와 페룰이 접촉하는 경우, 렌즈의 전면과 후면에 무반사 코팅이 형성되며,
   상기 렌즈와 광섬유 전단면이 일정거리 이격되는 경우 렌즈의 전면, 후면 및 광섬유 전단면에 무반사 코팅이 형성되는 것을 특징으로 하는 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 렌즈와 상기 광섬유 전단면이 이격되고, 이격된 공간에 광섬유와 유사한 굴절률을 갖는 물질이 채워지는 경우, 렌즈의 전면과 후면에 무반사 코팅이 형성되고 광섬유 전단면에는 무반사 코팅이 생략되는 것을 특징으로 하는 빔 확장형 광 커넥터 인서트 부재.

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