KR102468121B1 - 광송신 장치, 광수신 장치 및 광케이블 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 관한 광송신 장치는, 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와, 상기 광케이블을 통하여 광신호를 전송하기 위해 발광하고, 상기 커넥터의 반사면에 광을 조사하는 발광단과, 상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키는 구동부를 구비한다.

Description

광송신 장치, 광수신 장치 및 광케이블 {OPTICAL TRANSMISSION DEVICE, OPTICAL RECEPTION DEVICE, AND OPTICAL CABLE}
본 개시는 광송신 장치, 광수신 장치 및 광케이블에 관한 것이다.
최근에 있어서의 통신 용량의 급격한 증대에 수반하여, 광에 의한 데이터 전송이 사용되고 있다. 그러나, 광에 의한 데이터 전송은, 주로 데이터 전송량이 많은 인프라의 기간계에 있어서의 데이터 전송이나, 데이터 서버 간의 데이터 전송에 사용되며, 민생용으로서는 아직 널리 보급되지 않았다. 그리고, 기기와 광케이블의 접속은, 접속의 확실성만을 우선시하는 구조로 되어 있고, 일반적인 유저가 편안하게 사용할 수 있는 구조로 되어 있지는 않다.
한편, 이미 민생 기기 간의 접속으로 보급되고 있는 전기적인 데이터 전송에서는, 특수한 기구나 기능을 겸비하고 있지 않아도 유저 자신이 기기 간의 접속을 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 유저의 사용 편의성을 고려하여, 기기에 케이블을 장착할 때에는, 커넥터를 상하 어느 방향에서 삽입해도 장착 가능한 방식이 바람직하다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는, 광출력단으로부터의 광축 방향과는 상이한 광축 방향을 갖는 광전송로로 광을 유도하고, 광전송로와는 상이한 광축 방향의 광입력단으로 광을 유도하는 광커넥터에 관한 기술이 기재되어 있다.
또한, 하기 특허문헌 2에는, 2개의 광접속면을 갖고, 하나의 광접속면은 광케이블의 광전송로로부터 직선으로 접속되고, 또 하나의 광접속면은 광전송로와 수직으로 되어 있는 광커넥터의 구성이 기재되어 있다.
또한, 하기 특허문헌 3에는, 광커넥터에 대하여 상대되는 2면에서 광접속을 행하고 있지만, 광송신 장치와 광수신 장치 모두 광커넥터의 방향은 일치시키는 구성이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-292962호 공보 일본 특허 공개 제2007-240866호 공보 일본 특허 공개 제2000-147333호 공보
그러나, 상기 특허문헌에 기재된 기술은, 모두 커넥터의 상하 방향의 극성은 일의적으로 결정되어 있어, 상하를 반대로 하여 접속하는 것이나, 다른 방향으로 하여 접속하는 것은 불가능하였다. 이 때문에, 유저는, 접속 시에 커넥터의 방향을 확인하여 접속할 필요가 있어, 접속 시의 편리성이 저하된다는 문제가 발생하고 있었다.
이 때문에, 광전송을 행하는 기기 간의 접속에 있어서, 커넥터의 방향을 바꾸어도 접속을 가능하게 할 것이 요망되고 있었다.
본 개시에 따르면, 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와, 상기 광케이블을 통하여 광신호를 전송하기 위해 발광하고, 상기 커넥터부의 반사면에 광을 조사하는 발광단과, 상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키는 구동부를 구비하는, 광송신 장치가 제공된다.
또한, 본 개시에 따르면, 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와, 상기 광케이블을 통하여 전송된 광신호를 수광하고, 상기 광케이블의 광전송로로부터 출사되어 상기 커넥터부의 반사면에서 반사된 광을 수광하는 수광단과, 상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 광전송로로부터 출사된 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 수광단을 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 광전송로로부터 출사된 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 수광단을 향하여 굴절시키는 구동부를 구비하는, 광수신 장치가 제공된다.
또한, 본 개시에 따르면, 광신호가 전송되는 광전송로와, 상기 광전송로의 말단에 설치되고, 외부 기기의 광커넥터 접속부와 장착되는 커넥터부와, 상기 커넥터부에 형성되고, 상기 광신호의 광을 반사함으로써 상기 외부 기기의 발광단 또는 수광단과 상기 광전송로의 사이에서 상기 광신호를 전송하고, 상기 커넥터부가 제1 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 제1 위치로 구동되고, 상기 커넥터부가 제2 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 제2 위치로 구동되는 반사면을 구비하는, 광케이블이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광전송을 행하는 기기 간의 접속에 있어서, 커넥터의 방향을 바꾸어도 접속이 가능하게 된다.
또한, 상기 효과는 반드시 한정적인 것은 아니며, 상기 효과와 함께, 또는 상기 효과 대신에, 본 명세서에 나타난 어느 효과, 또는 본 명세서로부터 파악될 수 있는 다른 효과가 발휘되어도 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광케이블 시스템의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는, 광케이블의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은, 광커넥터 리셉터클부의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 광케이블의 광커넥터부가 광커넥터 리셉터클부에 삽입되지 않는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 5a는, 광케이블의 광커넥터부의 가이드 구멍과 중개 기구의 동작의 상세를 도시하는 모식도이다.
도 5b는, 광케이블의 광커넥터부의 가이드 구멍과 중개 기구의 동작의 상세를 도시하는 모식도이다.
도 6은, 복수의 광전송로를 갖는 광케이블의 발광단의 배치예를 도시하는 모식도이다.
도 7은, 복수의 광전송로를 갖는 광케이블의 채널 배열, 및 발광단과 수신단의 배치의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 8은, 레이저 광원에 대한 안전 규격에 의한 출력 규제값을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는, 복수의 광전송로를 갖는 광케이블의 채널 배열, 및 발광단과 수신단의 배치의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 10a는, 반사면에 사용되는 MEMS 미러의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 10b는, 반사면에 사용되는 MEMS 미러의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 11은, 반사면에 사용되는 MEMS 미러의 반사각 제어를 도시하는 모식도이다.
도 12는, 광전송로와 구리선이 복합화된 케이블의 단면을 도시하는 모식도이다.
도 13은, 반사면에 사용되는 MEMS 미러의 각도 제어 회로의 구성을 도시하는 모식도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
또한, 설명은 이하의 순서로 행하기로 한다.
1. 본 발명의 일 실시 형태에 관한 시스템의 구성
2. 광케이블이 복수의 전송로를 갖는 구성예
3. 반사면에 MEMS 미러를 적용한 구성예
1. 본 발명의 일 실시 형태에 관한 시스템의 구성
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 시스템은, 광송신 장치(100), 광수신 장치(200), 및 광송신 장치(100)와 광수신 장치(200)를 접속하는 광케이블(300)을 갖고 구성되어 있다.
광송신 장치(100)는, 광데이터의 발광부(110), 렌즈(120), 발광단(130), 광커넥터 리셉터클부(140)를 갖고 있다. 광수신 장치(200)는, 수광단(210), 렌즈(220), 수광부(230), 광커넥터 리셉터클부(240)를 갖고 있다.
도 2는 광케이블의 구성을 도시하는 모식도이다. 광케이블(300)은, 광신호를 전송하기 위한 광전송로(310)와, 광전송로(310)의 양단에 설치된 광커넥터부(320, 330)를 갖고 있다. 도 1에서는 광커넥터부(320, 330)를 도시하고 있지 않지만, 광커넥터부(320)는 광커넥터 리셉터클부(140)에 장착되고, 광커넥터부(330)는 광커넥터 리셉터클부(240)에 장착된다. 또한, 광커넥터부(320)를 광커넥터 리셉터클부(240)에 장착하고, 광커넥터부(330)를 광커넥터 리셉터클부(140)에 장착할 수도 있다.
광커넥터부(320)에는, 발광단(130)으로부터의 광을 광전송로(310)로 유도하기 위한 반사면(321)과, 반사면(321)으로부터의 광을 집광하는 렌즈(322)와, 광커넥터부(320)의 삽입 방향에 따라 반사면(321)을 가동시키기 위한 가이드 구멍(323, 324) 및 중개 기구(325, 326)가 설치되어 있다. 광커넥터부(330)에는, 광전송로(310)로부터의 광이 통과하는 렌즈(332)와, 렌즈(332)로부터의 광을 광수신 장치(200)의 수광단(210)으로 유도하기 위한 반사면(331)과, 광커넥터부(330)의 삽입 방향에 따라 반사면(331)을 가동시키기 위한 가이드 구멍(333, 334) 및 중개 기구(335, 336)가 설치되어 있다.
광송신 장치(100)로부터 광수신 장치(200)로 전송하는 영상 데이터, 음성 데이터 및 그 밖의 데이터는, 광송신 장치(100)의 발광부(110)로부터 광신호로서 출력된다. 발광부(110)가 광신호로서 발광한 광은, 렌즈(120)로 입사한다. 입사한 광은 렌즈(120)를 통과하여 예를 들어 평행광으로 되고, 광커넥터 리셉터클부(140)에 설치된 발광단(130)으로부터 광커넥터부(320)의 반사면(321)으로 출사된다. 또한, 렌즈(120)와 발광단(130)은 일체여도 된다.
발광단(130)으로부터 출사된 광신호는, 광커넥터부(320)의 측면으로부터 입사하고, 반사면(321)에 의해 광전송로(310)의 광축 방향으로 굴절된다. 도 2에 도시하는 광케이블(300)에서는, 발광단(130)으로부터 출사된 광이 반사면(321)에 의해 광전송로(310)의 광축 방향으로 굴절된다. 반사면(321)에서 반사된 광신호는, 렌즈(322)를 통하여 광전송로(310)에 집광되어, 광전송로(310)로 전송된다. 광전송로(310)로부터 출사된 광신호는, 렌즈(332)에 의해 예를 들어 평행광으로 되고, 그 후, 반사면(331)에 의해 굴절되어, 광커넥터부(330)의 측면으로부터 출사된다.
광커넥터부(330)의 측면으로부터 출사된 광신호는, 광수신 장치(200)의 광커넥터 리셉터클부(240) 내에 있는 수광단(210)으로 입사한다. 도 2에 도시하는 광케이블(300)에서는, 반사면(331)에 의해 굴절된 광은 수광단(210)으로 입사한다. 수광단(210)으로 입사한 광은, 렌즈(220)를 통하여 집광되어, 수광부(230)에서 수광된다.
도 3은, 광송신 장치(100) 및 광수신 장치(200)에 설치된, 광커넥터 리셉터클부(140 및 240)의 구성을 도시하는 도면이다. 광송신 장치(100)는 기판(160)을 구비하고, 기판(140) 상에 광커넥터 리셉터클부(140)가 설치되어 있다. 또한, 기판(160) 상에는 발광단(130)이 배열되어 있다. 마찬가지로, 광수신 장치(200)는 기판(260)을 구비하고, 기판(260) 상에 광커넥터 리셉터클부(240)가 설치되어 있다. 또한, 기판(260) 상에는 수광단(210)이 배열되어 있다.
광송신 장치(100)에 있어서는, 광커넥터부(320)가 광커넥터 리셉터클부(140)에 삽입될 때, 광커넥터 리셉터클부(140)에 설치된 가이드 핀(150)이, 가이드 구멍(323, 324) 중 어느 것에 삽입됨으로써, 광커넥터부(320)의 삽입 방향을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 광수신 장치(200)에 있어서는, 광커넥터부(330)가 광커넥터 리셉터클부(240)에 삽입될 때, 광커넥터 리셉터클부(240)에 설치된 가이드 핀(250)이, 가이드 구멍(333, 334) 중 어느 것에 삽입됨으로써, 광커넥터부(330)의 삽입 방향을 결정할 수 있다.
도 4는, 광케이블(300)의 광커넥터부(320) 및 광커넥터부(330)가, 광송신 장치(100)의 광커넥터 리셉터클부(140) 및 광수신 장치(200)의 광커넥터 리셉터클부(240)에 삽입되어 있지 않을 때의, 광커넥터부(320) 및 광커넥터부(330)의 내부 상태를 도시하는 모식도이다. 광송신 장치(100)의 광커넥터 리셉터클부(140)에 설치된 가이드 핀(150)이, 가이드 구멍(323, 324)의 어느 것에도 삽입되어 있지 않기 때문에, 광커넥터부(320)에 설치된 중개 기구(325, 326)는 가이드 구멍(323, 324)을 막는 상태에 있다. 이에 의해, 가이드 구멍(323, 324)으로부터 먼지 등의 이물이 광커넥터부(320) 내부로 침입하는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 광수신 장치(200)의 광커넥터 리셉터클부(240)에 설치된 가이드 핀(250)이, 가이드 구멍(333, 334)의 어느 것에도 삽입되어 있지 않기 때문에, 광커넥터부(330)에 설치된 중개 기구(335, 336)는 가이드 구멍(333, 334)을 막는 상태에 있다. 이에 의해, 가이드 구멍(333, 334)으로부터 먼지 등의 이물이 광커넥터부(330) 내부로 침입하는 것을 확실하게 억제할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는, 광케이블(300)의 광커넥터부(320)의 가이드 구멍(323, 324) 및 중개 기구(325, 326)와 반사면(321)의 동작의 상세를 도시하는 모식도이다. 도 5a 및 도 5b에서는, 가이드 구멍(323)과 중개 기구(325)와 반사면(321)을 도시하고 있지만, 광커넥터부(320) 및 광커넥터부(330)가 구비하는 다른 가이드 구멍과 중개 기구와 반사면도 마찬가지의 동작을 행한다.
도 5a에 도시하는 바와 같이, 광커넥터부(320)가 광커넥터 리셉터클부(140)에 삽입되어 있지 않은 경우에는, 중개 기구(325)는 압축 스프링(340)의 힘에 의해 가이드 구멍(323)을 막는 위치에 고정된다. 또한, 반사면(321)은, 반사면(321)의 회전축(321a)에 장착된 헬리컬 스프링(341)의 힘에 의해, 도 3의 광전송로(310)에 대하여 수직 방향으로 연장되는 위치에 고정된다. 이에 의해, 가이드 구멍(323)으로부터의 이물 등의 침입을 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 반사면(321)이 광전송로(310)에 대하여 수직 방향으로 위치하고 있기 때문에, 광커넥터부(320)가 광커넥터 리셉터클부(140)에 삽입되어 있지 않은 상태에서, 광전송로(310)로부터의 광이 광커넥터부(320)의 측면으로부터 출사되어 버리는 것을 확실하게 억제할 수 있다.
한편, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 광커넥터부(320)가 광커넥터 리셉터클부(140)에 삽입되어 있는 경우에는, 가이드 구멍(323)에 가이드 핀(150)이 삽입되고, 중개 기구(325)는 가이드 핀(150)에 의해 반사면(321)을 향하는 방향으로 압입된다. 이에 의해, 중개 기구(325)가 반사면(321)의 이면을 누름으로써, 반사면(321)은 회전축(321a)을 중심으로 회전하고, 광커넥터부(320)의 측면으로부터 입사한 광신호는, 반사면(321)에 의해 광전송로(310)의 광축 방향으로 굴절된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 광케이블(300)의 광커넥터부(320)에는, 반사면(321)의 회전축(321a)을 중심으로 하여, 상하 상대되는 개소에 2개의 가이드 구멍(323, 324)이 형성되어 있다. 따라서, 광케이블(300)의 광커넥터부(320)가 도면 상에서 상하 역방향으로 된 상태에서 광커넥터 리셉터클부(140)와 접속된 경우에는, 가이드 핀(150)이 가이드 구멍(324)에 삽입되고, 중개 기구(325)가 반사면(321)의 이면을 누르게 된다. 이 경우에도, 발광단(130)으로부터 출사된 광이 반사면(321)에서 굴절되어 광전송로(310)로 유도된다. 이에 의해, 유저는, 광케이블(300)의 방향을 고려하지 않고, 광케이블(300)을 광송신 장치(100)로 접속하는 것이 가능하다.
마찬가지로, 광케이블(300)의 광커넥터부(330)에 있어서도, 반사면(331)의 회전축을 중심으로 하여, 도면 상에서 상하 상대되는 개소에 2개의 가이드 구멍(333, 334)이 형성되어 있다. 따라서, 광커넥터부(330)가 도면 상에서 상하 역방향으로 된 상태에서 광케이블(300)과 광수신 장치(200)의 광커넥터 리셉터클부(240)가 접속된 경우라도, 렌즈(332)에서 굴절된 광이 반사면(331)에서 굴절되어 수광단(210)으로 유도된다. 이에 의해, 유저는, 광케이블(300)의 방향을 고려하지 않고, 광케이블(300)을 광수신 장치(200)로 접속하는 것이 가능하다.
또한, 광커넥터부(320)와 광커넥터부(330)는 모두 동일한 구조이기 때문에, 광커넥터부(320)를 광수신 장치(200)의 광커넥터 리셉터클부(240)에 접속하고, 광커넥터부(330)를 광송신 장치(100)의 광커넥터 리셉터클부(140)에 접속하였다고 해도, 광송신 장치(100)로부터 광수신 장치(200)로 광신호를 전송할 수 있다.
따라서, 본 실시 형태에 따르면, 유저는, 광커넥터부(320 및 330)의 상하의 방향을 고려하지 않고 광송신 장치(100) 및 광수신 장치(200)로 접속할 수 있기 때문에, 유저의 편리성을 대폭 높일 수 있다.
2. 광케이블이 복수의 전송로를 갖는 예
도 1에 있어서는, 하나의 광전송로(310)를 갖는 광케이블(300)에 대응하여, 광송신 장치(100)가 하나의 발광부(110), 하나의 렌즈(120), 하나의 발광단(130)을 구비하는 구성을 도시하였지만, 광케이블(300)이 복수의 광전송로(310)를 구비하고 있는 경우에는, 광송신 장치(100)의 발광부(110), 렌즈(120) 및 발광단(130)을 복수 설치해도 된다. 마찬가지로, 도 1에 있어서는, 하나의 광전송로(310)를 갖는 광케이블(300)에 대응하여, 광수신 장치(200)가 하나의 수광부(230), 하나의 렌즈(220), 하나의 수광단(210)을 구비하는 구성을 도시하였지만, 광케이블(300)이 복수의 광전송로를 구비하고 있는 경우에는, 광수신 장치(200)의 수광부(230), 렌즈(220) 및 수광단(210)을 복수 설치해도 된다.
일례로서, 도 6은, 광송신 장치(100)의 복수의 발광단(130)의 배치예를 도시하는 모식도이며, 광송신 장치(100)의 기판(160)에 설치된 광커넥터 리셉터클부(150)에, 4개의 발광단(130)이 설치된 경우의 예를 도시하고 있다. 4개의 발광단(130)은, 기판(160)의 단부면에 평행으로 배치된다. 또한, 광케이블(300)의 일단의 광커넥터부(320)에는 4개의 광전송로(310)가 발광단(130)에 정면으로 대향하고 있다.
또한, 발광단(130)의 개수는 도 6에 도시하는 개수에 한정되는 것은 아니며, 이 이상 또는 이 이하의 발광단(130)의 개수여도 된다. 또한, 도 6에 도시하는 발광단(130)의 배치에 한정되는 것은 아니며, 이 이외의 배치여도 된다. 또한, 도 6에서는, 광송신 장치(100)에 있어서의 발광단(130)의 배치에 대하여 도시하였지만, 광수신 장치(200)에 있어서의 수광단(310)의 배치에 대해서도 마찬가지로 배치할 수 있다.
또한, 도 1에서는 광송신 장치(100)로부터 광수신 장치(200)로의 단일 방향 통신을 예시하고 있지만, 쌍방향 통신이어도 된다. 또한, 렌즈(120)는 발광단(130)의 위치에 배치되어 있어도 되고, 렌즈(220)는 수광단(210)의 위치에 배치되어 있어도 된다.
도 7은, 광케이블(300)에 복수의 광전송로(310)를 배치한 광커넥터부의 모식도를 도시한다. 여기서는, 2단 4열 합계 8채널의 광전송로(310)가 설치된 광케이블(300)을 도시하고 있다. 도 7의 예에서는, 광케이블(300)의 광커넥터부(320)에 2단 2열의 송신 채널(310a)과 2단 2열의 수신 채널(310b)이 배치된 경우를 도시하고 있다. 송신 채널(310a)은, 기판(160) 상에 설치된 발광단(130)에 대하여, 광커넥터부(320)에 설치된 반사면(321)에서 90도 굴절시켰다고 해도 정면으로 대향한다. 즉, 도 7에 있어서, 4개의 발광단(130)으로부터 출사된 광은 반사면(321)에서 반사되어 8개의 광전송로(310) 중 좌측의 4개로 입사한다. 또한, 8개의 광전송로(310) 중 좌측의 4개로부터 출사된 광은 반사면(331)에서 반사되어 4개의 수광단(210)으로 입사한다. 이 때문에, 광커넥터부(320)에 있어서 반사면(321)은 채널수만큼 형성할 필요는 없으며, 하나만 있으면 된다. 마찬가지로, 광커넥터부(320)에 있어서도 반사면(331)은 채널수만큼 형성할 필요는 없으며, 하나만 있으면 된다.
레이저 제품에 의한 사용자에 대한 장해 발생을 방지할 목적으로, 레이저 안전 규격으로서, 「IEC60825/JIS C6802: 레이저 제품의 안전 기준」 및 「IEC60825/JIS C6803: 레이저 제품의 안전-광파이버 통신 시스템의 안전」이 정해져 있으며, 이 IEC60825/JIS C6802에서는, 레이저 광원을 탑재한 기기 동작 시의 위험도를 나타낼 목적으로, 기기 단체 사용 시의 레이저 피폭량으로 결정되는 「클래스」를 7개로 구분하여 규정하고 있다.
민생용으로 사용하는 광파이버 시스템은, 이 「클래스」 중에서 「클래스 1」 혹은 「클래스 1M」에 해당해야만 한다. 「클래스 1」의 위험도는, 100초간 레이저광을 눈 깜박임 없이 계속 보아도 망막에 손상이 없는 레벨이며, 「클래스 1M」은, 「클래스 1」과 동일하지만, 돋보기 등의 보조 광학계를 사용한 경우, 위험하게 될 가능성이 있으므로, 주의 환기의 표시가 필요하게 된다.
「클래스 1」 및 「클래스 1M」에 있어서의 레이저광의 출력의 규정값(Accessible Emission Limit, 이후 AEL이라고 칭함)은, 광파장이 700nm 내지 1050nm이면서 분산 광원인 경우, 이하의 식 1에 의해 산출된다. 또한, 식 2 내지 식 4는, 식 1에 있어서의 C4, C6, T2의 산출식이다.
P=7*10-4*C4*C6*T2 -0.25(W) … (식 1)
C4=100.002(λ-700) … (식 2)
C6=α/0.0015 … (식 3)
T2=10×10[(α-0.0015)/98.5] … (식 4)
또한, 식 1에 있어서, λ는 전송에 사용하는 광원의 광파장이다. 또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, A는 광커넥터(300)의 광방출 단부면 치수인 광원 직경이고, α는 측정 거리 D(70mm/100mm/2000mm) 및 광원 직경 A로 결정되는 시각이다.
식 1에 따르면, 레이저광의 출력 P를 크게 하기 위해서는, 파장 λ의 길이와 광원 직경 A에 의존한다. 파장을 고정으로 하면, 광원 직경을 크게 하는 방법이 가장 효과적이다. 여기서, 광원 직경 A는, 복수의 광원이 분산되어 배치되어 있는 경우에는, 종횡의 평균값으로 된다.
도 9는, 이들을 감안하여 광전송로(송신 채널)(310a) 및 광전송로(수신 채널)(310b)를 배치한 예를 도시하고 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 8채널의 광전송로(310) 중 좌측의 4개는 송신 채널(310a)에 대응하고, 우측의 4개는 수신 채널(310b)에 대응하고 있다.
또한, 광커넥터 리셉터클부(140)에 있어서 발광단(130)은 일렬로 배열되고, 광커넥터 리셉터클부(240)에 있어서 수광단(210)은 일렬로 배열되어 있다. 이와 같이, 발광단(130)을 일렬로 배열함으로써 광원 직경이 커지고, 레이저광의 출력 P를 크게 할 수 있다.
도 9에 도시하는 바와 같은 채널 배치의 경우, 송신 채널(310a) 및 수신 채널(310b)은, 광커넥터부(320) 또는 광커넥터부(330)에 형성된 고정된 굴절 각도(이 경우 90도)를 갖는 반사면(321, 331)에서 굴절시켰다고 해도, 수광단(210), 발광단(130)과 대응지어 접속할 수 없다. 이 때문에, 반사면(321, 331)을 채널수만큼 형성하여, 각각의 반사 각도를 조정할 필요가 있다.
송신 채널(310a)의 광원 직경은, 예를 들어 φ0.18mm로 작기 때문에, 기구적인 반사면으로 실현하는 것은 곤란하다. 한편, 최근의 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술 개발에 의해, 수십 마이크로미터의 경면 사이즈를 갖는 가동식 마이크로 미러가 실용화되고, 이것을 본 실시 형태의 반사면(321, 331)에 사용함으로써, 각 발광단(130)의 광을 대응하는 송신 채널(310a)로 유도할 수 있고, 송신 채널(310a)의 광을 대응하는 수광단(210)으로 유도할 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
3. 반사면에 MEMS 미러를 적용한 예
도 10은, MEMS 미러의 동작을 도시하는 모식도이다. 도 10a에 도시하는 바와 같이, MEMS 미러는 미러부(400), 기판(410), 전극(420a 내지 420d)으로 구성된다. 전극(420b와 420d)의 배열 방향을 X축(430), 전극(420a와 420c)의 배열 방향을 Y축(440)으로 한다. 도 10b는, X축(430) 방향을 따른 단면도를 도시하고 있다. 도 10b에 도시하는 바와 같이, 전극(420d)에 전압 V가 인가되면, 미러부(400)는 파선으로 나타낸 상태로부터 각도 θ만큼 경사진 상태로 가동한다. 마찬가지로, 역방향의 전극(420b)에 전압 V를 인가하면, 미러부(400)는 역방향으로 각도 θ만큼 경사진 상태로 된다.
각도 θ는, 각 전극에 인가되는 전압 V의 제곱에 비례한 각도로 되며, 이하의 식 (5)로 나타낼 수 있다.
θ=α×V2 … (식 5)
이와 같이 하여, X축(430) 및 Y축(440)의 방향으로 적절한 전압을 인가함으로써, 임의의 각도 θ로 미러부(400)의 기울기를 설정할 수 있고, 복수의 송신 채널(310a) 및 수신 채널(310b)과, 기판(160)에 설치된 수광단(210) 및 발광단(130)은, 광커넥터부(320)에 설치된 MEMS 미러의 각도 θ를 각각 조정함으로써, 임의의 각도로 정확하게 접속하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 발광단(130), 수광단(210) 및 광전송로(300) 내의 송신 채널과 수신 채널의 배치의 자유도가 증가하여, 최적의 배치를 행할 수 있다.
도 11은, 상이한 미러부(400a, 400b)에 인가한 상이한 전압에 의해 반사 각도 θ가 상이한 제어를 행한 예를 도시하는 모식도이다. 미러부(400a)에는, 입사광(450a)이 송신 채널(310a)로부터 입사된다. MEMS 미러(400a)에 인가된 전압 V1에 의해 발생하는 반사각에 의해, 입사광(450a)은 θ1의 각도로 반사광(460a)으로서 반사한다. 마찬가지로, 미러부(400b)에는, 입사광(450b)이 송신 채널(310b)로부터 입사된다. 미러부(400b)에 인가된 전압 V2에 의해 발생하는 반사각에 의해, 입사광(450b)은 θ2의 각도로 반사광(460b)으로서 반사한다. 이와 같이 하여, 복수의 입사광(450a, 450b)에 대하여, 상이한 반사각 θ1, θ2에 의한 반사광(460a, 460b)을 반사시킬 수 있다.
도 11에서는, 미러부(400a) 및 미러부(400b)의 2개의 예를 도시하였지만, 필요한 수의 미러부(400)를 배치하고, 각각의 인가 전압을 제어함으로써, 도 9에 도시한 광전송로(310)가 종횡 2×4의 배열인 예에서도 송신 채널(310a), 수신 채널(310b), 발광단(130) 및 수광단(210)을 임의로 배치하는 것이 가능하게 된다.
도 12는, 광신호와 함께, MEMS 미러에 인가되는 전압 및 그의 제어 신호를 송신하기 위한 복합 케이블을 도시하는 모식도이며, 전송 방향과 직교하는 단면을 도시하고 있다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 광전송로(310)(송신 채널(310a), 수신 채널(310b))와, 전기 신호를 보내기 위한 구리선(470a 내지 470c)을 조합한 복합 케이블을 사용함으로써, MEMS 미러에 인가되는 전압 및 그의 제어 신호는, 송신 장치(100) 또는 수신 장치(200)로부터 광커넥터부(320, 330)로 공급된다. 이에 의해, 광커넥터부(320, 330)에 배치된 MEMS 미러가 구동된다.
도 13은, MEMS 미러의 제어부를 도시하는 모식도이다. 도 13에 도시하는 바와 같이, MEMS 미러의 제어부는, 광케이블(300)의 구리선(470a 내지 470c)에 의해, 광커넥터부(320 및 330)에 내장된 제어부(480)에 전원, 제어 신호, 접지 전위가 각각 공급된다. 또한, 미러부(400)의 수에 상당하는 인가 전압 제어선이 제어부(480)로부터 각 미러부(400)로 접속되고, 각각의 미러부(400)의 반사각 θ를 설정한다. 또한, MEMS 미러의 제어 신호는, 도 13의 파선으로 나타내는 바와 같이, 구리선(470a)에 중첩되어 전송되어도 된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 개시의 기술적 범위는 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있다는 것은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는, 어디까지나 설명적 또는 예시적인 것이며 한정적이지는 않다. 즉, 본 개시에 관한 기술은, 상기 효과와 함께, 또는 상기 효과 대신에, 본 명세서의 기재로부터 당업자에게는 명확한 다른 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와,
상기 광케이블을 통하여 광신호를 전송하기 위해 발광하고, 상기 커넥터의 반사면에 광을 조사하는 발광단과,
상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키는 구동부를 구비하는, 광송신 장치.
(2) 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 회동시키는, 상기 (1)에 기재된 광통신 장치.
(3) 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 밀어 상기 반사면을 회동시키는 가이드 핀으로 구성되는, 상기 (2)에 기재된 광통신 장치.
(4) 상기 가이드 핀은, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여, 상기 광커넥터 접속부를 향하는 방향으로 압박된 상기 커넥터부의 중개부를 상기 광커넥터 접속부로부터 이격되는 방향으로 밀어 되돌림으로써 상기 반사면을 회동시키는, 상기 (3)에 기재된 광통신 장치.
(5) 상기 구동부는, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제1 방향으로 회동시키는 제1 가이드 핀과, 상기 커넥터부가 상기 제2 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제2 방향으로 회동시키는 제2 가이드 핀으로 구성되는, 상기 (2)에 기재된 광통신 장치.
(6) 상기 제2 방향은, 상기 커넥터부의 장착 방향을 회전축으로 한 경우에, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향에 대하여 180°회전된 방향인, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 것에 기재된 광송신 장치.
(7) 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와,
상기 광케이블을 통하여 전송된 광신호를 수광하고, 상기 광케이블의 광전송로로부터 출사되어 상기 커넥터부의 반사면에서 반사된 광을 수광하는 수광단과,
상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 광전송로로부터 출사된 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 수광단을 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 광전송로로부터 출사된 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 수광단을 향하여 굴절시키는 구동부를 구비하는, 광수신 장치.
(8) 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 회동시키는, 상기 (7)에 기재된 광수신 장치.
(9) 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 밀어 상기 반사면을 회동시키는 가이드 핀으로 구성되는, 상기 (8)에 기재된 광수신 장치.
(10) 상기 가이드 핀은, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여, 상기 광커넥터 접속부를 향하는 방향으로 압박된 상기 커넥터부의 중개부를 상기 광커넥터 접속부로부터 이격되는 방향으로 밀어 되돌림으로써 상기 반사면을 회동시키는, 상기 (9)에 기재된 광수신 장치.
(11) 상기 구동부는, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제1 방향으로 회동시키는 제1 가이드 핀과, 상기 커넥터부가 상기 제2 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제2 방향으로 회동시키는 제2 가이드 핀으로 구성되는, 상기 (8)에 기재된 광수신 장치.
(12) 상기 제2 방향은, 상기 커넥터부의 장착 방향을 회전축으로 한 경우에, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향에 대하여 180°회전된 방향인, 상기 (7) 내지 (11) 중 어느 것에 기재된 광수신 장치.
(13) 광신호가 전송되는 광전송로와,
상기 광전송로의 말단에 설치되고, 외부 기기의 광커넥터 접속부와 장착되는 커넥터부와,
상기 커넥터부에 형성되고, 상기 광신호의 광을 반사함으로써 상기 외부 기기의 발광단 또는 수광단과 상기 광전송로의 사이에서 상기 광신호를 전송하고, 상기 커넥터부가 제1 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 제1 위치로 구동되고, 상기 커넥터부가 제2 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 제2 위치로 구동되는 반사면을 구비하는, 광케이블.
(14) 상기 반사면은, 상기 커넥터부의 상기 광커넥터 접속부를 향하는 이동에 수반하여, 상기 외부 기기의 광커넥터 접속부에 설치된 가이드 핀에 의해 밀림으로써 구동되고,
상기 커넥터부가 상기 제1 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 상기 제1 위치로 회동되고,
상기 커넥터부가 상기 제2 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 상기 제2 위치로 회동되는, 상기 (13)에 기재된 광케이블.
(15) 상기 커넥터부의 상기 광커넥터 접속부를 향하는 이동에 수반하여 상기 가이드 핀에 의해 밀리는 중개부를 구비하고,
상기 중개부는, 상기 광커넥터 접속부를 향하는 방향으로 압박되고, 상기 가이드 핀에 의해 당해 압박된 방향과 역방향으로 구동됨으로써 상기 반사면과 맞닿아 상기 반사면을 회동시키는, 상기 (14)에 기재된 광케이블.
(16) 상기 커넥터부에는, 상기 커넥터부의 상기 광커넥터 접속부를 향하는 이동에 수반하여 상기 가이드 핀이 삽입되는 관통 구멍이 형성되고, 상기 중개부는 상기 관통 구멍에 삽입된 상기 가이드 핀에 의해 구동되는, 상기 (15)에 기재된 광케이블.
(17) 상기 제2 방향은, 상기 커넥터부의 장착 방향을 회전축으로 한 경우에, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향에 대하여 180°회전된 방향인, 상기 (13) 내지 (16) 중 어느 것에 기재된 광송신 장치.
(18) 복수의 상기 광전송로와, 복수의 상기 광전송로에 대응하는 복수의 상기 반사면을 구비하고, 복수의 상기 반사면은 MEMS 미러로 구성되는, 상기 (13)에 기재된 광케이블.
(19) 제어 신호에 기초하여 상기 MEMS 미러를 제어하는 제어부를 구비하는, 상기 (18)에 기재된 광케이블.
(20) 상기 광전송로와 함께, 상기 제어 신호를 전송하는 신호선을 구비하는, 상기 (19)에 기재된 광케이블.
100: 광통신 장치
130: 발광단
140: 광커넥터 리셉터클부
150: 가이드 핀
200: 광수신 장치
210: 수광단
240: 광커넥터 리셉터클부
250: 가이드 핀
260: 기판
300: 광케이블
310: 광전송로
320, 330: 광커넥터부
321, 331, 333, 334: 반사면
323, 324: 가이드 구멍
325, 326, 335, 336: 중개 기구
340: 중개 기구용 스프링
341: 반사면용 스프링
400: 미러부
470: 구리선
480: 제어부

Claims (20)

  1. 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와,
    상기 광케이블을 통하여 광신호를 전송하기 위해 발광하고, 상기 커넥터부의 반사면에 광을 조사하는 발광단과,
    상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 반사면에 조사한 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 광케이블의 광전송로를 향하여 굴절시키는 구동부를 구비하는, 광송신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 회동시키는, 광송신 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 밀어 상기 반사면을 회동시키는 가이드 핀으로 구성되는, 광송신 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가이드 핀은, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여, 상기 광커넥터 접속부를 향하는 방향으로 압박된 상기 커넥터부의 중개부를 상기 광커넥터 접속부로부터 이격되는 방향으로 밀어 되돌림으로써 상기 반사면을 회동시키는, 광송신 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제1 방향으로 회동시키는 제1 가이드 핀과, 상기 커넥터부가 상기 제2 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제2 방향으로 회동시키는 제2 가이드 핀으로 구성되는, 광송신 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 방향은, 상기 커넥터부의 장착 방향을 회전축으로 한 경우에, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향에 대하여 180°회전된 방향인, 광송신 장치.
  7. 광케이블의 커넥터부가 장착되는 광커넥터 접속부와,
    상기 광케이블을 통하여 전송된 광신호를 수광하고, 상기 광케이블의 광전송로로부터 출사되어 상기 커넥터부의 반사면에서 반사된 광을 수광하는 수광단과,
    상기 커넥터부가 제1 방향으로 장착된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 광전송로로부터 출사된 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 수광단을 향하여 굴절시키고, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 접속된 경우에, 상기 반사면을 구동하여 상기 광전송로로부터 출사된 광을 상기 반사면에서의 굴절에 의해 상기 수광단을 향하여 굴절시키는 구동부를 구비하는, 광수신 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 회동시키는, 광수신 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여 상기 반사면을 밀어 상기 반사면을 회동시키는 가이드 핀으로 구성되는, 광수신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가이드 핀은, 상기 커넥터부의 장착 방향으로의 이동에 수반하여, 상기 광커넥터 접속부를 향하는 방향으로 압박된 상기 커넥터부의 중개부를 상기 광커넥터 접속부로부터 이격되는 방향으로 밀어 되돌림으로써 상기 반사면을 회동시키는, 광수신 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제1 방향으로 회동시키는 제1 가이드 핀과, 상기 커넥터부가 상기 제2 방향으로 장착된 경우에 상기 반사면을 제2 방향으로 회동시키는 제2 가이드 핀으로 구성되는, 광수신 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제2 방향은, 상기 커넥터부의 장착 방향을 회전축으로 한 경우에, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향에 대하여 180°회전된 방향인, 광수신 장치.
  13. 광신호가 전송되는 광전송로와,
    상기 광전송로의 말단에 형성되고, 외부 기기의 광커넥터 접속부와 장착되는 커넥터부와,
    상기 커넥터부에 설치되고, 상기 광신호의 광을 반사함으로써 상기 외부 기기의 발광단 또는 수광단과 상기 광전송로의 사이에서 상기 광신호를 전송하고, 상기 커넥터부가 제1 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 제1 위치로 구동되고, 상기 커넥터부가 제2 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 제2 위치로 구동되는 반사면을 구비하는, 광케이블.
  14. 제13항에 있어서, 상기 반사면은, 상기 커넥터부의 상기 광커넥터 접속부를 향하는 이동에 수반하여, 상기 외부 기기의 광커넥터 접속부에 설치된 가이드 핀에 의해 밀림으로써 구동되고,
    상기 커넥터부가 상기 제1 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 상기 제1 위치로 회동되고,
    상기 커넥터부가 상기 제2 방향으로 상기 광커넥터 접속부에 장착된 경우에 상기 제2 위치로 회동되는, 광케이블.
  15. 제14항에 있어서, 상기 커넥터부의 상기 광커넥터 접속부를 향하는 이동에 수반하여 상기 가이드 핀에 의해 밀리는 중개부를 구비하고,
    상기 중개부는, 상기 광커넥터 접속부를 향하는 방향으로 압박되고, 상기 가이드 핀에 의해 당해 압박된 방향과 역방향으로 구동됨으로써 상기 반사면과 맞닿아 상기 반사면을 회동시키는, 광케이블.
  16. 제15항에 있어서, 상기 커넥터부에는, 상기 커넥터부의 상기 광커넥터 접속부를 향하는 이동에 수반하여 상기 가이드 핀이 삽입되는 관통 구멍이 형성되고, 상기 중개부는 상기 관통 구멍에 삽입된 상기 가이드 핀에 의해 구동되는, 광케이블.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제2 방향은, 상기 커넥터부의 장착 방향을 회전축으로 한 경우에, 상기 커넥터부가 상기 제1 방향에 대하여 180°회전된 방향인, 광케이블.
  18. 제13항에 있어서, 복수의 상기 광전송로와, 복수의 상기 광전송로에 대응하는 복수의 상기 반사면을 구비하고, 복수의 상기 반사면은 MEMS 미러로 구성되는, 광케이블.
  19. 제18항에 있어서, 제어 신호에 기초하여 상기 MEMS 미러를 제어하는 제어부를 구비하는, 광케이블.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광전송로와 함께, 상기 제어 신호를 전송하는 신호선을 구비하는, 광케이블.
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