KR20010042293A - 광섬유 커넥터 - Google Patents

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KR20010042293A
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Abstract

광섬유 커넥터는 광케이블과 광케이블의 입력과 출력단부들에 접속된 한 쌍의 플러그들로 구성된다. 광섬유 케이블내에서 이용되는 다중 섬유 코어는 복수의 섬유 코어들로 구성된다. 광케이블의 입력과 출력단부들은 약 90°의 각도로 굽혀져 있으며, 굽힘 정점부에서는 굽힘 반경을 가지고 있다.

Description

광섬유 커넥터{Optical Fiber Connector}
여러 가지 광섬유 커넥터들이 제안되었으며 실제로 사용되고 있다. 도 18은 광케이블(602)의 입력 및 출력단부들(602a, 602b)에 각각 설치된 입력과 출력플러그(603, 604), 광케이블(602)에 의해 구성된 종래의 플라스틱 광섬유 커넥터(601)를 도시하고 있다. 플라스틱 광섬유 커넥터(601)는 입력플러그(603)를 전자기기(701)의 입력잭(702)에, 출력플러그(604)를 전자기기(703)의 출력잭(704)에 삽입시킴으로써 전자기기(701, 703)를 접속시키는데 이용된다. 도 19와 도 20에 도시된 바와같이, 광케이블(602)은 단일 섬유코어(611)의 외주측을 덮는 덮개층(612)과 단일 섬유코어(611)에 의해 구성된다. 단일 섬유코어(611)는 플라스틱으로 만들어지며 신호 전송매체로서 기능한다. 단일 섬유코어(611)의 외주면은 클래딩(cladding: 613)에 의해 덮여져 있다. 즉, 클래딩(613)은 단일 섬유코어(611) 와 덮개층(612)사이에 제공되어 있다. 덮개층(612)은 내구성이 우수한 플라스틱으로 만들어져 있으므로 단일 섬유코어(611)와 클래딩(613)을 보호한다. 광커넥터(601)에 의해 전자기기(701, 702)를 접속시키기 위해, 광케이블(602)의 단부들은 직선으로 설정되며, 플러그들(603, 604)은 각각 전자기기(701, 703)의 입력과 출력측의 잭(702, 704)에 삽입된다.
그러나, 상술한 플라스틱 광섬유 커넥터(601)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
(1) 광케이블(601)의 허용곡률반경(R)이 크므로(약 20mm), 광케이블(602)입력과 출력단부들을 수직으로 굽힘으로써 이용되는 소위 굽힘형 플러그를 이용하는 것이 어렵게 된다. 그러므로, 이러한 광케이블(602)이 이용되는 일직선 형태의 플러그를 이용하는 것이 필요하다.
(2) 일직선 형태의 플러그가 이용되더라도, 광케이블(602)의 허용곡률반경(R)이 약 20mm와 같은 큰 수치가 된다. 그러므로, 광케이블(601)의 허용곡률반경(R)을 얻기 위하여 도 21에 도시된 비교적 큰 배열공간을 제공하는 것이 필요하다. 이것은 광케이블(602)의 배선에 관한 자유도(degree of freedom)를 제한한다.
본 발명은 광통신을 위해 시청각장치들을 서로 접속시키는데 이용되는 광섬유 커넥터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 플라스틱 광섬유 커넥터의 제 1실시예와, 이 커넥터에 의해 접속된 전자기기들을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 II-II라인을 따라 실제적으로 화살표의 방향내에서 관찰한 도 1의 플라스틱 광섬유 커넥터의 광케이블의 단면도이다.
도 3은 제 1실시예의 다중 섬유 코어의 한 섬유의 단면도이다.
도 4는 제 1실시예의 플러그의 단면도이다.
도 5는 도 4의 플러그의 개략도이다.
도 6a - 6d는 도 4의 플러그의 조립과정을 도시한 단면도이다.
도 7a - 7c는 도 4의 플러그의 조립과정을 도시한 단면도이다.
도 8은 제 1실시예의 플러그의 개선된 것을 도시한 정면도이다.
도 9는 도 8의 플러그를 도시한 측면도이다.
도 10은 도 8의 플러그의 각도 변수 기능을 설명하기 위한 측면도이다.
도 11은 광감쇄량과 제 1실시예에서 이용되는 광케이블의 굽힘 각도사이의 관계를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따르는 광섬유 케이블의 제 2실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 제 2실시예의 플러그의 주요 부분을 도시한 개략도이다.
도 14a - 14d는 도 12의 플러그의 조립과정을 도시한 단면도이다.
도 15a - 15c는 도 12의 플러그의 조립과정을 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따르는 제 3실시예의 플라스틱 광섬유 케이블의 플러그를 도시한 개략도이다.
도 17은 종래의 광섬유 커넥터의 플러그의 주요부분을 도시한 개략도이다.
도 18은 종래의 광섬유 커넥터와 그에 의해 접속되어 있는 전자기기를 도시한 도면이다.
도 19는 도 18의 종래의 광섬유 커넥터의 플러그의 단면도이다.
도 20은 도 19의 XX-XX라인을 따라 실제적으로 취한 화살표 방향내에서 관찰된 도 19의 광케이블의 단면도이다.
도 21은 종래의 광섬유 커넥터와 이 커넥터에 의해 연결된 전자기기를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
2. 광케이블 3,4. 플러그
5. 플러그 본체 6. 케이블 스토퍼
21. 코어 섬유
본 발명의 발명자들은 다중 섬유 코어를 이용하는 광케이블의 허용곡률반경은 단일 섬유코어를 이용하는 광케이블보다 더 작다는 것을 발견했다. 그 결과에 근거하여, 본 발명에 따르는 광섬유 커넥터는 광케이블에 다중 섬유 코어를 설치하여 종래의 문제점들을 해결하도록 되어 있다.
본 발명의 한 양태는 복수의 플라스틱 섬유들과 광케이블의 양쪽 단부들에 설치된 한 쌍의 플러그로 구성된 다중 섬유 코어를 이용하는 광케이블을 포함하는 광섬유 커넥터이다.
이러한 구조에서는, 더욱 작은 반경에서 허용곡률반경을 감소시키는 동안에 광케이블이 원하는 각도에서 굽혀지도록 되어 있는 조건하에서, 광섬유 커넥터를 이용하는 것이 가능하다.
도 1 - 도 11에서는, 본 발명에 따르는 플라스틱 광섬유 커넥터의 제 1실시예가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와같이, 플라스틱 광섬유 커넥터(1)는 광케이블(2)의 입력 및 출력단부들(2a, 2b)의 광케이블(2)과 플러그(3)로 구성된다. 플라스틱 광섬유 커넥터(1)는 입력 단부측 플러그(3)를 전자기기(201)의 입력잭(202)에, 출력단부측 플러그(4)를 전자기기(203)의 출력잭(204)에 삽입시킴으로써 전자기기(201)의 입력측과 전자기기(203)의 출력측을 접속하도록 배열된다.
도 2에 도시된 바와같이, 광케이블(2)은 다중 섬유코어(11)의 외주측을 덮는 제 1과 제 2덮개층(12, 13)과 다중 섬유코어(11)로 구성된다. 다중 섬유코어(11)는 무수히 많은 코어 섬유들(21)을 1mm의 직경(Φ)의 번들(bundle)로 결합시킴으로써 형성된다. 다중 섬유코어(11)는 플라스틱으로 만들어지며 신호 전송 매체로서 기능한다. 도 3에 도시된 바와같이, 코어 섬유들(21)의 각각은 클래딩(22)으로 덮혀져 있다. 도 1과 도 4에 도시된 바와같이, 광케이블(2)의 양쪽 단부들은 각각 플러그(3, 4)에 의해 약 90°의 각도로 굽혀진다. 플러그(3, 4)의 각각은 도 5에 도시된 바와같이, 플러그 본체(5), 케이블 스토퍼(stopper)(6), 케이블 굽힘유지부(7)와 덮개(8)로 구성되어 있다.
광케이블(2)에 플러그(3, 4)를 조립하는 것은 다음 단계에 의해 실행된다.
도 6a와 도 6b에 도시된 바와같이, 케이블 스토퍼(6)는 플러그(3,4)의 각각의 플러그 본체(5)에 설치되어 있다. 다음에는, 도 6c에 도시된 바와같이, 광케이블(2)이 플러그 본체(5)의 뒷면으로부터 삽입된다. 그리고 케이블 스토퍼(6)에 제공된 케이블 삽입구멍들(6a)은 광케이블(2)에 의해 관통되어 있다. 그 후에는, 광케이블(2)의 다중 섬유 코어(11)의 입력과 출력단부면들(1a, 11b)의 각각은 플러그 본체(5)의 끝 부분 표면(5a)으로부터 똑바로 돌출되도록 설정되어 있다. 게다가, 도 6d에 도시된 바와같이, 케이블 삽입구멍(6b)은 펀치(9a)와 다이(die: 9b)에 의해 케이블 스토퍼(6)를 압축하는 과정에 의해 압축 변형되어 광케이블(2)이 플러그 본체(5)로부터 분리되는 것을 방지하게 된다.
도 6a - 도 6d에 도시된 조립 단계의 다음에는, 플러그 본체(5)내의 광케이블(2)이 도 7a에 도시된 바와같이 약 3mm의 반경(R)에서 플러그 본체(5)내에 제공된 케이블 굽힘 표면(6a)을 따라 굽혀진다. 다음에는, 광케이블(2)이 도 7b에 도시된 바와같이, 플러그 본체(5)에다 케이블 굽힘유지부(7)를 설치함으로써 굽힘 각도 90°로 유지된다. 그 후에는, 덮개(8)가 도 7c에 도시된 바와같이, 플러그 본체(5)에 설치된다.
도 6a - 도 6d와 도 7a - 도 7c내에 도시된 조립 단계들을 실행시킴으로써, 플러그(3, 4)들은 광케이블(2)에 올바르게 설치되며, 광케이블(2)의 두 단면들은 플러그(3, 4)에 의해 각각 약 90°의 굽힘 각도로 유지된다.
제 1실시예는 3R의 굽힘 곡선을 형성하면서 광케이블(2)의 입력과 출력 단면들이 플러그(3, 4)에 의해 약 90°각도로 굽혀지도록 도시되어 있지만, 그 실시예는 45°, 135° 또는 180°와 같은 소정의 각도로 굽혀질 수 있다. 즉, 플러그(3, 4)는 도 8과 도 9에 도시된 바와같이 수정될 수 있다. 즉, 플러그 본체(5)는 고정부(51)와 고정부(51)에 대해 축(52)상에서 이동가능하며 소정회전 각도로 로크가 가능한(lockable) 회전부(53)로 구성된다. 이러한 구성에 의해 도 10에 도시된 바와같이 0°, 45°, 90°, 135°, 또는 180°각도와 같은 희망하는 각도에서 광케이블(2)의 입력과 출력단부들이 굽혀질 수 있다.
다중 섬유 코어(11)를 이용하는 광케이블(2)이 3R의 굽힘 곡선을 형성하면서 45°, 90°, 135°, 그리고 180°의 각도에서 굽혀질 때에, 소정의 굽힘 각도에서의 광감쇄량을 일직선 조건의 광감쇄량과 비교했을 때에 그 양은 도 11과 표 1에 도시된 바와같이 우수한 값을 취하게 되었다. 도 11과 표 1에서 알 수 있는 바와같이, 135°의 굽힘 각도의 경우라도, 광감쇄량은 매우 작고 실제로 무시할만한 것이었다. 본 발명의 이러한 결과와는 반대로, 1Φ의 단일 섬유 코어(611)를 이용하는 종래의 광케이블이 45°, 90°, 135°, 그리고 180°각도로 굽혀졌을 때에, 각각의 굽힘 각도들의 광감쇄량들은 도 11과 표 1에 도시된 바와같이 커지게 된다. 예를 들면, 종래의 광케이블(602)의 45°의 굽힘 각도의 광감쇄량은 다중 섬유 코어(11)를 이용하는 광케이블(2)의 굽힘각도 180°의 광감쇄량보다 더 많았었다. 이것은 본 발명에 따르는 광섬유(2)의 우수한 성능을 입증하는 것이다.
굽힘각도 참조 45° 90° 135° 180°
광케이블
본 발명 0dB -0.01dB -0.12dB -0.28dB -0.94dB
종래기술 0dB -1.24dB -5.75dB -8.51dB -9.01dB
도 12 - 도 15를 참조하면, 본 발명에 따르는 플라스틱 광섬유 커넥터의 제 2 실시예가 도시되어 있다.
도 12, 13과 15c에 도시된 바와같이, 플라스틱 광섬유 커넥터(100)는 광케이블(101)과 한 쌍의 플러그들(103, 103)로 구성되어 있다. 제 2실시예의 기존 구성은 제 1실시예의 구성과 동일하나, 플러그들(103, 103)의 모양과 구조가 제 1실시예와는 다르다. 즉, 광케이블(101)은 다중 섬유 코어(102)와, 다중 섬유 코어(102)의 외주측을 덮고 있는 제 2덮개층들로 구성되어 있다. 다중 섬유 코어(102)는 무수히 많은 코어 섬유들(21)을 1mm의 직경(Φ)의 번들(bundle)로 결합시킴으로써 형성된다. 게다가, 섬유 코어들의 각각은 클래딩(22)으로 덮혀져 있으며, 광케이블(101)의 양쪽 단면들은 각각 플러그(103, 103)에 의해 약 90°의 각도로 굽혀진다.
플러그들(103, 103)의 각각은 직사각형의 돌출부(103a), 한 쌍의 삽입안내 돌출부(311)와 한 쌍의 스토퍼 돌출부(312)로 구성된 플러그본체(321), 스토퍼(322), 케이블 굽힘유지부(323)와 덮개(324)로 구성되어 있다. 플라스틱 광섬유 커넥터(100)는 입력 단말측 플러그(103)를 전자기기(301)의 입력잭(302)에, 출력 단말측 플러그(103)를 전자기기(303)의 출력잭(304)에 삽입시킴으로써 전자기기(301)의 입력측과 전자기기(303)의 출력측을 접속시키도록 배열되어 있다.
플러그 본체(321)는 직사각형 돌출부(103A)의 중앙에 형성된 케이블 지지부(325), 광케이블(102)의 다중 섬유코어(102A)의 끝이 케이블 지지부(325)에 삽입되는 케이블 삽입부(326), 케이블 스토퍼(322)를 설치하기 위한 케이블 스토퍼 설치부(327)와, 케이블 굽힘유지부(323)가 설치되는 굽힘유지부 설치부(328)로 구성되어 있다.
광케이블(101)에 플러그(103, 103)를 조립하는 것은 다음 단계들에 의해 실행된다.
먼저, 도 14a와 도 14b에 도시된 바와같이, 플러그 본체(321)의 케이블 스토퍼(322)는 스토퍼 설치부(327)에 설치되어 있다. 다음에는, 도 14c에 도시된 바와같이, 광케이블(101)이 플러그 본체(321)의 뒷면으로부터 삽입된다. 그리고 광케이블(101)은 케이블 스토퍼(322)에 제공된 케이블 삽입구멍(322a)에 삽입된다. 그 후에는, 광케이블(101)의 다중 섬유 코어(102)의 입력과 출력단부면들(102a, 102b)의 각각은 케이블 지지부(325)의 끝 부분 표면(325a)으로부터 똑바로 돌출되도록 케이블 지지부(325)에 삽입되어 있다. 게다가, 도 14d에 도시된 바와같이, 케이블 삽입구멍(322a)은 펀치(331)와 다이(332)에 의해 케이블 스토퍼(322)를 압축하는 과정에 의해 압축 변형되어 광케이블(101)이 플러그 본체(321)로부터 분리되는 것을 방지하게 된다.
다음에는, 도 15a에 도시된 바와같이, 플러그 본체(321)내의 광케이블(102)이 굽힘 반경(R)내에서 약 3mm로 플러그 본체(321)내에 제공된 케이블 굽힘 표면(321a)을 따라 굽혀진다. 광케이블(102)이 도 15b에 도시된 바와같이, 플러그 본체(321)에다 케이블 굽힘유지부(323)를 설치함으로써 굽힘각도 90°로 유지된다. 덮개(8)가 도 15c에 도시된 바와같이, 플러그 본체(321)에 설치된다.
상술한 단계들을 실행시킴으로써, 플러그들(103, 103)은 광케이블(101)에 설치되며, 광케이블(2)의 두 단면들은 각각 약 90°의 굽힘각도로 유지된다.
플러그(103)가 플러그(103)내에 설치된 다중 섬유코어(102)상에서 180°도만큼 회전되더라도, 플러그(103)의 직사각형 돌출부(304)는 잭(302)의 오목부(305)와 조정 가능하도록 접촉되어 있으며, 삽입 안내 돌출부들(311, 311)은 삽입 안내 홈들(313, 313)과 적절하게 접촉되어 있다. 그러므로, 플러그(103)는 잭(302)에 두 가지 상태로 접속되어 있다. 그러나, 다른 상태에서는, 즉, 플러그(103)가 접속 가능한 상태로부터 90°각도만큼 회전되므로, 삽입 안내 돌출부(311)는 플러그(103)가 잭(103)과 접속되는 것을 방지하게 된다.
도 16을 참조하면, 본 발명에 따르는 광섬유의 제 3실시예가 도시되어 있다. 제 3실시예의 구조는 제 2실시예의 구조와 동일하나 삽입 안내 돌출부(311)대신에, 스토퍼 돌출부(412)가 돌출부(404)의 외부 표면들상에 제공되어 있다는 점이 다르다.
광섬유 커넥터는 제 2실시예의 모양과 유사한 직사각형 모양을 가지도록 배치되어 있다.
즉, 4개의 스토퍼 돌출부들(412)은 각각 직사각형 돌출부(404)상의 4개의 외부 표면들상에 각각 제공되어 있다. 한편, 4개의 스토퍼 안내 홈들(414)과 4개의 스토퍼 접촉홈들(415)은 각각 잭(403)의 오목부(405)의 4개의 내부 표면들상에 제공되어 있다. 따라서, 돌출부(404)의 외부 표면들이 오목부(405)의 어떠한 내부 표면들과 마주 대하고 있더라도 플러그(402)는 잭(403)에 접촉되어 있다. 제 3실시예의 다른 구조는 제 1실시예의 구조와 동일하며 그에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.
제 3실시예의 이러한 구조는 도 17에 도시된 종래의 커넥터의 문제를 해결해주고 있다. 즉, 도 17의 종래의 커넥터에서는, 잭(503)의 한 쌍의 플러그 삽입 방지부(506, 506)들이 플러그(502)의 한 쌍의 컷 아웃부(cutout portions)(507, 507)에 의해 조정이 되도록 플러그(502)가 조절될 때에만 플러그(502)가 잭(503)과 접촉될 수 있게 설치된다. 따라서, 도 17의 종래의 커넥터는 접속에 대한 자유도에 있어서는 매우 제한되어 있다. 이와는 반대로, 제 3실시예는 종래의 커넥터의 이러한 제한을 개선시키기 위해 설치되었다.

Claims (8)

  1. 광섬유 커넥터에 있어서,
    복수의 플라스틱 섬유들에 의해 구성된 다중 섬유 코어를 이용하는 광케이블과,
    상기 광케이블의 양 단면부들에 설치된 한 쌍의 플러그들로 구성된 광섬유 커넥터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광케이블의 한 단부는 상기 플러그에 의해 약 90°만큼 굽혀져 있는 광섬유 커넥터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광케이블의 한 단부는 상기 플러그에 의해 소정의 각도 범위내에서 굽혀질 수 있는 광섬유 커넥터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플러그는 전자기기의 잭의 직사각형의 오목부와 접촉하고 있는 직사각형의 돌출부를 가지는 광섬유 커넥터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 직사각형의 오목부의 4개의 모서리들 중 최소한 한 개의 모서리에 플러그 삽입방지부가 제공되어 있으며, 직사각형의 돌출부의 4개의 모서리들에는 각각 컷 아웃부들이 제공되어 있는 광섬유 커넥터.
  6. 제 4항에 있어서,
    스토퍼 돌출부는 상기 직사각형 돌출부의 4개의 외부 표면들의 각각에 제공되어 있으며, 스토퍼 접촉홈은 상기 오목부의 4개의 내부 표면들의 각각에 제공되어 있는 광섬유 커넥터.
  7. 제 4항에 있어서,
    두개의 삽입 안내 돌출부들은 상기 직사각형 돌출부의 대향하는 두 표면들상에 각각 제공되어 있으며, 두개의 스토퍼 돌출부들은 상기 직사각형 돌출부의 다른 대향하는 두 표면들상에 각각 제공되어 있으며, 두개의 삽입 안내홈들은 상기 직사각형 오목부의 대향하는 두 표면들상에 각각 제공되어 있으며, 두개의 스토퍼 수용 홈들(receiving grooves)이 상기 직사각형 오목부의 다른 대향하는 두 표면들상에 각각 제공되어 있는 광섬유 커넥터.
  8. 광섬유 커넥터에 있어서,
    복수의 플라스틱 섬유들에 의해 구성된 다중 섬유 코어를 포함하는 광케이블과,
    상기 다중 섬유 코어를 덮고 있는 덮개층과,
    상기 광케이블의 양 단면부들에 설치된 한 쌍의 플러그들로 구성되어 있으며, 상기 광케이블이 상기 광케이블의 굽힘 정점부에서 소정의 굽힘 곡선을 형성하는 동안에 상기 플러그는 약 90°의 굽힘각도로 단면부를 유지하는 광섬유 커넥터.
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