KR20030025862A - 양방향 광 전송 장치 - Google Patents

양방향 광 전송 장치 Download PDF

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Abstract

양방향 광 전송 장치는 단일 광섬유의 한쪽 단부가 삽입되는 가이드부를 갖는 하우징을 구비한다. 그 하우징 안에는 수광측 장치와 발광측 장치가 설치되어 있다. 수광측 장치에는 광 경로 규제 부재가 설치되어 수광측 장치에 입사되는 광 빔을 규제한다.

Description

양방향 광 전송 장치{BIDIRECTIONAL OPTICAL TRANSMISSION DEVICE}
본 발명은 광 송수신기와 광 미니 잭(Jack)에 적용되고 단거리 전송에 적절한 양방향 광 전송 장치에 관한 것이다.
광섬유의 장점에는, 직경이 작고, 무게가 가벼우며(즉, 유리의 비중은 구리의 비중의 약 1/4), 유연성이 뛰어나고(즉, 곡률 반경이 수 센티미터 이하), 전자기 유도와 누화에 대한 저항이 크며(예컨대, 광대역 전송에 적합한 약 1dB/㎞의 작은 손실), 자원 문제가 적다는 등이 있다. 따라서, 광섬유 케이블 전송 시스템은 광역 통신망(WAN)과 같은 공중 통신 분야에서뿐만 아니라, 근거리 통신망(LAN)이라고 하는 전송 시스템과 데이터 버스, 데이터 링크 및 각종 계측 제어 시스템 등에서 폭넓게 사용되고 있다.
더욱이, 개인 영역 통신망(PAN)에 있어서는, 하우징 내에 수납된 발광측 장치 및 수광측 장치에 접속되고, 그 직경이 약 1 ㎜인 단일 광섬유 케이블을 구비한 광 전송 모듈이 사용된다. 상기 광 전송 모듈은 단방향 전송용 광 송수신기에 적합하다. 또한, 편방향의 광 전송 모듈을 2 조 병설하여 1 개의 2심 양방향 광 전송 모듈을 형성한다. 그러나, 소형의 양방향 광 전송 모듈에 적합할 수 있는 1 심의양방향 광 전송 장치는 제안되지 않았다.
종래의 2 심 양방향 광 전송 모듈의 일례를 그 단면을 도시하는 도 6을 참조하여 이하에 기술한다.
도 6을 참조하면, 2 심 양방향 광 전송 모듈(Jack)(80)은 수평 구획(82)을 갖는 하우징(81)을 포함하며, 하우징(81)은 상기 수평 구획(82)에 의해 상부와 하부로 구분된다. 하부에는 발광측 장치(83)와 수광측 장치(84)가 배치되어 있다.
발광측 장치(83)는 하우징(81)의 하부에 장착된 기판(85a)과, 논리 레벨 전기 신호를 발광 소자 구동 신호로 변환하기 위해 기판(85a) 상에 장착된 IC(86)와, 기판(85a) 상에 장착되고 구동 신호를 광 신호로 변환하기 위한 LED를 포함하는 발광 소자(87)를 포함한다. 상기 IC(86)와 발광 소자(87)는 투명 수지(88)에 의해 밀폐되어 있다.
수광측 장치(84)는 하우징(81)의 하부에 장착된 기판(85b)과, 기판(85b) 상에 장착되고, 광 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 포토 다이오드와 그 전기 신호를 논리 레벨로 증폭하기 위한 IC를 일체로 통합한 수광 IC(89)를 포함한다. 상기 수광 IC(89)도 투명 수지(88)에 의해 밀폐되어 있다.
상기 기판(85a, 85b)은 외부 장치에 접속되도록 하우징(81)의 외부벽에 형성된 (도시하지 않은) 단자에 접속된다.
이러한 양방향 광 전송 모듈(80)에서는, 양방향 광 전송의 2 심 섬유 케이블(71)이 제공된다. 상기 양방향 광 전송의 2 심 섬유 케이블(71)은 수광용 광섬유(71a)와 발광용 광섬유(71b) 및 상기 수광용 광섬유(71a)와 발광용광섬유(71b)를 함께 결속하기 위한 플러그(71c)를 포함한다. 상기 플러그(71c)는 하우징(81)에 삽입되고, 각각의 수광용 광섬유(71a)와 발광용 광섬유(71b)는 상기 수평 구획(82) 내에 형성된 개구에 삽입되어 그 단부가 수광측 장치(84) 또는 발광측 장치(83)에 대향하게 된다.
동작에 있어서, 수신용 광섬유(71a)를 통해서 인입되는 광 신호는 투명 수지(88)를 통해서 수광 IC(89)에 공급되며, 이 수광 IC에 의해 상기 신호는 전기 신호로 변환된다. 한편, 발광 소자(87)에 인입된 전기 신호는 광 신호로 변환되고, 투명 수지(88)를 통해서 광섬유(71b)에 입사하여 외부로 전송된다.
그러나, 종래의 양방향 광 전송 모듈은 2 개의 심(芯)을 구비한 광섬유 케이블을 필요로 한다. 또한, 광섬유 케이블과 광 전송 모듈을 조립할 때에는 그 입력과 출력이 혼동되지 않도록 조심할 필요가 있다. 부가적으로, 2 심 광섬유 케이블은 1 심 광섬유 케이블보다 강성이 강해서 휘기가 어렵다. 더욱이, 종래의 양방향 광 전송 모듈은 발광측 장치와 수광측 장치가 별개로 설치되어 있어 모듈의 크기를 소형화할 수 없다.
본 발명의 목적은 발광 소자와 수광 소자를 하나로 패키지화하는 동시에, 방출되는 광 신호로부터 입사되는 광 신호를 충분히 분리하는 1 심 광섬유 케이블을 구비하는 소형화된 양방향 광 전송 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 단일 광섬유의 일 단부가 삽입될 가이드 부를 구비한 하우징과, 상기 하우징 내에 설치된 수광측 장치와, 상기 수광측 장치에 인접하고 상기 하우징 내에 설치된 발광측 장치와, 수광측 장치와 발광측 장치 중의 적어도 하나에 설치되어 수광측 장치에 입사하는 광 빔을 제한하는 광 경로 규제 부재를 포함하는 양방향 광 전송 장치를 제공한다.
차광벽은 수광측 장치와 발광측 장치 사이에 설치되어 광이 수광측 장치에 입사하는 것을 규제한다.
상기 광 경로 규제 부재는 입사 광 빔과 평행하게 수광측 장치에 설치된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기 광 경로 규제 부재는 입사광 빔과 소정의 각도로 수광측 장치에 설치된다.
수광측 장치와 발광측 장치는 투명 밀봉재에 의해 밀봉된다.
본 발명의 이들 및 기타의 목적과 특징은 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 양방향 광 전송 장치의 단면도.
도 2a와 도 2b는 도 1의 양방향 광 전송 장치의 제조법을 설명하는 단면도.
도 3a와 도 3b는 양방향 광 전송 장치의 다른 제조법을 설명하는 단면도.
도 4는 본 발명의 양방향 광 전송 장치의 제2 실시예의 단면도.
도 5는 본 발명의 양방향 광 전송 장치의 제3 실시예의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 양방향 광 전송 장치
1a : 수광측 장치
1b : 발광측 장치
2 : 하우징
3 : 광섬유
3a : 광섬유 단부면
5 : IC
6 : 발광 소자
7 : 수광 IC
8, 9 : 밀봉재
10 : 차광벽
11 : 광 경로 규제 부재
12 : 커넥터
도 1을 참조하면, 본 발명의 양방향 광 전송 장치(1)는 원통형 하우징(2)을 구비한다. 양방향 광 전송 장치(1)는 하우징(2)의 하부에 형성되고 세라믹 또는 유리 에폭시 수지로 제조된 회로 기판(1c)과, 수광측 장치(1a) 및 발광측 장치(1b)를 포함한다. 수광측 장치와 발광측 장치는 하우징 내에 인접하여 배치되며, 회로 기판(1c) 상에 장착된다. 회로 기판(1c)에는 양방향 광 전송 장치(1)를 외부 장치와 결합하기 위한 (도시되지 않은) 단자가 설치되어 있다.
발광측 장치(1b)는, 회로 기판(1c) 상에 장착되고 논리 레벨의 전기 신호를 발광 소자 구동 신호로 변환하기 위해 제공되는 IC(5)와, 회로 기판(1c)상에 장착되고 구동 신호를 광 신호로 변환하기 위한 LED를 포함하는 발광 소자(6)를 포함한다.
수광측 장치(1a)는 회로 기판(1c) 상에 장착된 수광 IC(7)를 포함한다. 그 수광 IC(7)는 광신호를 전기 신호로 변환하기 위한 포토 다이오드와 전기 신호를 논리 레벨로 증폭하기 위한 IC를 일체로 통합하고 있다.
수광측 장치(1a)와 발광측 장치(1b)의 활성 표면은 광 전송이 가능한 투명 수지로 제조된 밀봉재(8, 9)에 의해 각각 밀봉된다.
차광벽(10)은 투명 수지 밀봉재(8)와 투명 수지 밀봉재(9) 사이에 설치된다. 또한, 각각이 필름으로 형성되는 복수 개의 광 경로 규제 부재(11)는 입사광 빔과 평행하게 소정의 간격으로 밀봉재(9)의 상부 표면의 밑면 상에 형성된다.
광섬유(3)는 직경이 1 ㎜이고, 직경이 980 ㎛인 1 심과 두께가 20 ㎛인 클래드(clad)로 이루어져 있다. 광섬유(3)는 하우징(2)에 고정된 커넥터(12)에 의해 하우징(2)의 가이드 부(2b) 안에 배치되어, 광섬유(3)의 단부면(3a)은 각각이 수광 IC(7)의 수광면 및 발광 소자(6)의 발광면인 수광측 장치(1a)의 활성 표면 및 발광측 장치(1b)의 활성 표면에 대향한다.
양방향 광 전송 장치(1)의 동작을 이하에 기술한다. 광섬유(3)를 통해서 인입된 광 신호는 입사광(P1)으로서 수광측 장치(1a)에 공급된다. 상기 광은 밀봉재(9)를 통과하고 수광 IC(7)에 공급되어 전기 신호로 변환된다.
한편, IC(5)로부터의 구동 신호에 의존한 광 신호는 방사 광(P2)으로서 발광 소자(6)로부터 방사된다. 상기 방사 광은 밀봉재(8)를 통과하고 광섬유(3)에 공급되어 외부로 전송된다.
단일 광섬유(3)가 양방향으로 사용되고, 수광측 장치(1a)와 발광측 장치(1b)가 본 발명에서와 같이 서로 가깝게 배치된 경우, 방사광(P2)의 일부가 수광 IC(7)에 입사하여 신호 대 잡음비를 악화시키는 문제가 생긴다. 보다 구체적으로, 노이즈의 원인이 되는 광은 확산광(P3)과 광섬유(3)의 단부 표면(3a)에 의해 반사되는 광인 반사광(P4)이다.
본 발명에 있어서, 확산광(P3)은 차광벽(10)에 의해 차단된다. 반사광(P4)은 광 경로 규제 부재(11)에 충돌하므로, 반사광의 일부는 광 경로 규제 부재(11)에 의해 흡수되는 한편 그 밖의 부분은 반사된다. 상기 반사된 그 밖의 부분은 굴절 흡수에 의해 밀봉재(9)의 수지에 추가로 흡수되거나 광 경로 규제 부재(11)에 의해 흡수되어 소멸한다. 따라서, 상기 광은 수광 IC(7)에 거의 공급되지 않는다.
즉, 차광벽(10)과 광 경로 규제 부재(11) 때문에, 광섬유(3)로부터 수직으로 방사되는 입사광(P1)은 수광 IC(7)에 공급되지만, 확산광(P3), 반사광(P4) 및 다른 외부 광은 수광 IC(7)에 공급되지 않는다. 그러므로, 발광 소자(6)로부터 나가는 광은 들어오는 광으로부터 충분히 분리된다.
도 2a와 도 2b는 양방향 광 전송 장치(1)의 제조 방법을 도시한다. 도 2a는 양방향 광 전송 장치의 제조시의 단면도이고, 도 2b는 완성된 양방향 광 전송 장치의 단면도이다.
도 2a를 참조하면, IC(5), 발광 소자(6)와 수광 IC(7)는 회로 기판(1c) 상에 형성된 배선 패턴 상에 장착된다. 투명 수지는 장치 상에 몰딩되어 밀봉재(8, 9)를형성한다.
차광벽(10)을 형성하기 위한 홈(21)과 광 경로 규제 부재(11)를 형성하기 위한 복수 개의 홈(22)은 슬릿 가공(lancing)에 의해서 투명 수지 내에 형성된다.
도 2b에 도시한 바와 같이 각각의 홈(21)과 홈(22)에 광 흡수 재료 또는 광 차폐 재료를 충전하여 차광벽(10)과 광 경로 규제 부재(11)를 형성함으로써 양방향 광 전송 장치(1)가 완성된다. 상기 광 흡수 재료와 광 차폐 재료는 홈 내에 주입된 흑색 수지이거나 홈 내에 삽입된 흑색으로 염색된 금속판일 수 있다. 차광벽(10)을 설치함으로써, 양방향 광 전송 장치(1) 내에 수광측 장치(1a)와 발광측 장치(1b)가 개별적으로 형성될 수 있다.
도 3a와 도 3b는 양방향 광 전송 장치(1)를 제조하기 위한 다른 방법을 도시한다. 도 3a는 양방향 광 전송 장치 제조시의 단면도이고, 도 3b는 완성된 양방향 광 전송 장치의 단면도이다.
이 방법에서는 회로 기판(1c)이 2 개의 기판(1d, 1e)으로 분리된다. 회로 기판(1d)의 배선 패턴 상에는 IC(5)와 발광 소자(6)가 장착되고, 다른 회로 기판(1e)의 배선 패턴 상에는 수광 IC(7)가 장착된다. 투명 수지가 각각의 회로 기판(1d, 1e) 상에 몰딩되어 각각 밀봉재(8, 9)를 형성한다. 그러므로, 수광측 장치(1a)와 발광측 장치(1b)가 개별적으로 형성된다.
광 흡수 재료 또는 광 차폐 재료는 수광측 장치(1a)의 접합면 상에 부착되어, 차광벽을 형성한다. 홈(22)은 슬릿 가공에 의해 밀봉재(9) 내에 형성된다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 광 흡수 재료 또는 광 차폐 재료를 홈(22) 내에충전하여 광 경로 규제 부재(11)를 형성한다. 수광측 장치(1a)와 발광측 장치(1b)는 차광벽(10)을 사이에 끼고 서로 부착되어, 양방향 광 전송 장치(1)가 완성된다.
차광벽(10)은 수광측 장치(1a)나 발광측 장치(1b) 중 어느 하나 상에 형성되어도 좋다. 그러나, 차광벽(10)이 도 3a에 도시한 바와 같이 수광측 장치(1a) 상에 형성되는 경우, 동시에 상기 홈(22) 내에 흑색 수지가 주입될 수 있다.
차광벽(10)은 흑색 수지에 한정될 필요는 없고 금속 도금막으로 형성해도 좋다. 각각의 수광측 장치(1a)와 발광측 장치(1b)의 부착면의 반대편 면은 동일한 방법으로 동시에 처리하여 외부 광에 대한 차광벽을 형성해도 좋다.
도 4를 참조하면, 제2 실시예의 양방향 광 전송 장치(1)는 밀봉재(9) 내에 설치된 복수 개의 광 경로 규제 부재(11a)를 구비하며, 이들 광 경로 규제 부재(11a)는 수광 IC(7)의 수광면 상의 법선에 대하여 소정의 각으로 경사져 있다. 이것은 반사된 광(P4)인 발광측 장치(1b)의 발광 소자(6)로부터 방사된 광이 수광측 장치(1a)에 입사하는 것을 더욱 효과적으로 막는다. 따라서, 우수한 광 차폐 효과가 얻어진다. 다른 구성과 작용은 제1 실시예와 동일하다.
도 5에 도시한 양방향 광 전송 장치(1)의 제3 실시예에서는, 도 1의 광 전송 장치(1)의 광 경로 규제 부재(11) 이외에, 복수 개의 광 경로 규제 부재(11b)가 발광측 장치(1b) 내의 밀봉재(8)의 상부면의 밑면에 설치된다.
본 실시예에 있어서, 상기 광 경로 규제 부재(11b)는 수광측 장치(1a)를 향하여 경사져 있다. 그러므로, 수광측 장치(1a)로 들어가는 반사광(P4)의 양이 감소될 뿐만 아니라, 반사광의 입사각이 증가하여 반사광의 영향이 감소된다. 수광측장치(1a)에 설치된 광 경로 규제 부재(11)는 수광 IC(7)의 수광면 상의 법선과 평행하므로, 입사광(P1)의 양은 감소되지 않는다.
본 발명에 따르면, 발광측 장치 및 수광측 장치를 구비하는 양방향 광 전송 장치가 제공되며, 그들 장치 중 적어도 한쪽에 광 경로 규제 부재가 설치되어 광의 방향을 규제한다. 따라서, 입사하는 광은 방사하는 광으로부터 충분히 분리된다. 상기 양방향 광 전송 장치자는 1 심만을 갖는 광섬유를 사용하므로 장치의 크기를 줄일 수 있다.
본 발명은 바람직한 특정 실시예에 결부하여 설명하였지만, 이 설명은 특허 청구 범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위를 예시하기 위한 것이며, 한정하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면 발광측 장치와 수광측 장치를 함께 배치하고, 상기 수광측 장치의 수광면측 또는 발광측 장치의 발광면측의 적어도 한편에 광의 방향을 규제하는 광 경로 규제 부재를 설치하고 있기 때문에, 양방향 광 전송 장치를 소형화함과 동시에 충분한 광 분리 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이 양방향 광 전송 장치와 1 심의 광섬유를 이용함으로써 소형으로 노이즈 광에 대해 S/N 비가 양호한 1 심의 양방향 광 전송 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 광 경로 규제 부재는 노이즈 광의 상태에 대응하여 상기 수광측 장치의 수광면 또는 발광측 장치의 발광면의 법선에 대하여 소정 각도로 형성함으로써 최적의 광 분리 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 양방향 광 전송 장치에 있어서,
    단일 광섬유의 단부가 삽입되는 가이드부를 구비한 하우징과,
    상기 하우징 내에 제공되는 수광측 장치와,
    상기 수광측 장치에 인접하여 상기 하우징 내에 제공되는 발광측 장치와,
    상기 수광측 장치에 입사하는 광 빔을 규제하도록 상기 수광측 장치와 상기 발광측 장치 중의 적어도 하나에 제공되는 광 경로 규제 부재를 포함하는 양방향 광 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 광이 상기 수광측 장치에 입사하는 것을 방지하도록 상기 수광측 장치와 상기 발광측 장치 사이에 차광벽을 더 포함하는 것인 양방향 광 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 경로 규제 부재는 입사광 빔과 평행하게 상기 수광측 장치에 제공되는 것인 양방향 광 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 경로 규제 부재는 상기 입사광 빔과 소정의 각도로 상기 수광측 장치에 제공되는 것인 양방향 광 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수광측 장치와 상기 발광측 장치를 밀봉하는 투명 밀봉재를 더 포함하는 것인 양방향 광 전송 장치.
KR10-2002-0057140A 2001-09-21 2002-09-19 양방향 광 전송 장치 KR100484998B1 (ko)

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