KR20040015285A - 모듈이 장착된 얼라인먼트 광 커넥터 - Google Patents

Abstract

광섬유 묶음(340,640)을 지지하는 다중 광섬유 커넥터(330,630)을 광 전자 모듈(300)에 부착시키기 위한 연결기 어댑터(320,620)로서, 특히 상기 모듈(300)에 대한 광 전자 컴포넌트(310,610)의 사이즈가 상업용 커넥터(330)에 사용되는 고정밀도 얼라인먼트 요소(332)의 간격보다 넓은 경우에 사용되는 연결기 어댑터에 관한 것이다. 상기 어댑터는, 상기 어댑터(320,620)의 베이스(328)에 장착되거나 상기 모듈(300)에 직접 부착되는 얼라인먼트 부재(324,410), 예를 들면 가이드 핀을 포함한다. 상기 베이스(328) 상에는, 상기 광섬유 묶음(340,640)이 상기 광 전자 모듈(300)과 상호작용하도록 광신호의 전송이 이루어지게 하는 창(322)을 구비할 수도 있다.

Description

모듈이 장착된 얼라인먼트 광 커넥터{Module mounted aligning optical connector}

광전자 모듈에 부속품을 부착시키기 위한 커넥터는 대개의 경우 모듈 내의 광 전자 칩 크기가 얼라인먼트 요소간 간격보다 작다. 예를 들면, 커넥터와 모듈의 각 광섬유간을 정확하게 재현가능하도록 얼라인먼트시키는데 사용되는 가이드 핀이 그러하다.

이러한 종래기술의 구성은 도 1 에 도시된 바와 같다. 광섬유 묶음은 페룰(ferrule)을 포함하는 커넥터 내부로 종단 처리되어 있다. 상기 커넥터-페룰 조합은 2가지 기능을 담당한다. 즉, 상기 커넥터-페룰 조합은 각각의 광섬유 상호간을 매우 정밀하게 지지한다. 그리고, 상기 커넥터-페롤 조합은 다중 광섬유를 하나의 그룹으로서 특정 얼라인먼트 형상에 대응하도록 매우 정밀하게 지지함으로써, 커넥터가 이와 대응하는 커넥터(모듈상에 추가적인 광섬유를 지지함)로 플러깅 되는 경우 상기 두개의 커넥터가 일측의 커넥터에 집적된 광섬유를 타측의 커넥터에 집적된 해당 형상(광섬유 혹은 광 또는 기계 장치)에 정렬시키게 된다.

두개의 커넥터를 함께 플러깅시키는데 있어서 높은 정밀도를 유지하기 위해서는, 소정간격 이상 떨어져 위치하는 두개 이상의 얼라인먼트 부재가 필요하다. 그러나, 이러한 얼라인먼트 부재 상호간에 정밀도를 유지하기 위해서는 상기 얼라인먼트 부재가 너무 큰 간격으로 이격되어서는 안된다. 이는 고도한 정밀도를 갖는 부품을 제조하는 경우, 상기 부재들 간의 간격이 클수록 얼라인먼트 부재들의 상대적인 배치에 관한 제조 오차가 커지기 때문이다. 따라서, 상기 부재들은 X-Y평면상의 포지셔닝 및 상기 평면상에서의 회전 등을 제어할 수 있도록 충분한 간격을 갖출 필요가 있으나, 이들 부재들의 위치 정확도가 접속 정밀도를 방해하는 정도까지 이격되어 있어서는 안된다.

업계에서는 호환성을 위해서, MTPⓡ 커넥터(US Conec Ltd의 등록상표)와 같은 몇 가지 표준 커넥터를 사용하고 있다. 상기 MTP 커넥터는 4.6mm 이격된 두개의 얼라인먼트 혹은 가이드 핀을 가지고 있다. 따라서, 이러한 커넥터와 함께 사용될 수 있는 광 전자 부품의 크기는 상기 얼라인먼트 혹은 가이드 핀에 의해 제한된다.

기술이 발전함에 따라, 광 전자 부품 혹은 모듈은 칩이 더욱더 많은 광 장치를 갖도록 하였으며, 몇몇 경우에는 상기 칩이 더 확대된 전자적 기능성을 갖도록 하였다. 그러나, 장치의 수와 기능성이 증가할수록 칩은 점점 커지게 되었다. 이에 따라, 상기 커넥터는 상기 칩 사이즈를 제한하는 요인이 되었다.(따라서, 장치의 수와 기능성의 범위까지 제한하게 되었다.)

더욱 복잡한 문제는, 현재 사용되고 있는 모듈에서, 모듈 측의 얼라인먼트 부재가 상기 모듈 패키지 내부에 합체되어 있다는 것이다.

현재, 광 전자 칩은 광 커넥터 상의 얼라인먼트 부재간의 간격보다 넓거나 앞으로 곧 넓어질 전망이다. 따라서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 현재 사용되고 있는 상업용 커넥터에 접속하는데 필요한 간격 기준에 맞는 모듈 측의 얼라인먼트 부재를 제공하는데 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 커진 사이즈의 칩에 사용되는 완전히 새로운 커넥터를 설계하는 방법이 있을 수 있다. 그러나, 커넥터 설계는 고비용이 소요되고 대체로 칩 제조자의 사업 영역을 넘어서는 범위에 존재한다. 더욱이, 그러한 커넥터가 널리 채택되어진다는 보장 또한 없으므로, 칩과 커넥터 양쪽의 시장을 제한할 수 있다. 아울러, 그러한 커진 사이즈의 칩은 여전히 기존의 커넥터와 호환되어지도록 하는 것이 바람직하며, 또한 내재적인 노후화로 인해 채택이 거부되어 이미 사용중에 있는 기존 제품에 영향을 미치게 되는 문제를 회피하는 것이 바람직하다.

따라서, 얼라인먼트 핀의 간격보다 넓은 간격의 칩이 현재 상업적으로 사용되고 있는 커넥터와 함께 사용되어질 수 있게 하기 위한 방안을 강구할 필요가 있다.

본 발명은 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광파이버 통신 장치에 사용되는 커넥터에 관한 것이다.

발명의 요약

본 출원인은, 면적의 범위에서 모듈에 대한 광 전자 요소(즉, 칩)의 사이즈가 상업용 커넥터에 사용되는 고정밀도 얼라인먼트 요소(즉, 가이드 핀 또는 기타 얼라인먼트 부재)의 간격보다 넓은 경우, 다중 광섬유 커넥터를 광 전자 모듈에 부착시킬 수 있도록 하는 기계적인 커넥터 부속품을 개발하였다.

본 명세서에 기재된 특징 및 장점은, 대표적인 실시예로부터 얻을 수 있는 많은 특징 및 장점의 일부분에 해당하며, 오로지 발명의 이해를 돕기 위해 기재된 것이다. 그리고, 이러한 몇몇 장점이 상호간에 상충되어 하나의 구체예에 동시에 존재할 수 없다거나, 본 발명의 일 실시예에 적용되는 몇몇 장점이 다른 실시예에서는 적용될 수 없다는 이유 등으로 인하여, 이러한 기재가 청구항으로 정의되는 본 발명을 제한하거나 청구항의 균등범위를 제한하는 것으로 인식되어서는 안된다. 따라서, 이러한 특징 및 장점의 요약은 균등범위를 결정하는데 작용하는 것으로 인식되어서는 안된다. 본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명, 도면 그리고 청구항으로부터 명확하게 이해될 것이다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 종래기술에 따른 커넥터와 모듈을 나타내는 도면,

도 2 는 상업용 커넥터가 상기 상업용 커넥터의 얼라인먼트 부재간의 간격보다 큰 사이즈를 갖는 칩을 구비한 모듈상에 접속될 필요가 있는 경우 부딪히게 되는 문제를 도시한 도면,

도 3 은 연결기 어댑터로서, 광 컴포넌트상에 위치하여 커넥터에 지지되는 상업용 광 섬유와 결합하도록 하는 구조를 갖는 얼라인먼트 부재를 구비한 연결기 어댑터를 도시한 도면,

도 4 는 도 3 의 얼라인먼트 부재가 모듈 패키지에 통합된 것을 도시하는 도면,

도 5 는 도 4 의 얼라인먼트 부재가 스톱퍼를 구비한 것을 나타내는 도면,

도 6 은 도 3 의 연결기 어댑터의 변형예를 나타내는 사시도이다.

실시예

본 발명은 상업용으로 사용되는 커넥터의 광섬유 묶음을 고정밀도 및 재현가능한 정밀도를 갖는 광 전자 모듈에 부착시키는데 사용되는 커넥터의 다른 변형예에 관한 것이다. 상기 커넥터는 광 섬유 묶음이 일회적으로 '플러그 인'되도록 설계된 것일 수도 있고, 다수의 횟수로 '플러그 인' 및 이탈되는 착탈가능한 방식일 수도 있다. 그러한 케이블의 몇가지 예로서 MTP, MPO, MPX, SMC, ST, LC, MT-RJ 등이 있다. 본 발명에 개시되는 바에 의해 제작되는 장치는 광 전자 모듈 또는 그러한 제품에 사용되는 커넥터에 사용될 수도 있으나, 특히 광섬유 묶음 속의 광섬유들이 매칭되어야 하는 칩이 공간상의 형상을 포함하는 평면에서 수평 및/또는 수직범위에서 상기 칩의 얼라인먼트의 형상 공간보다 넓은 경우, 예를 들면 가이드 핀의 경우에는 상기 가이드 핀의 축보다 더 넓은 경우에 유용하다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 모듈 패키지 100의 광 컴포넌트 110은 얼라인먼트 돌출 부재(male alignment feature)130과 얼라인먼트 함입 요소(female alignment feature) 120의 간격보다 작다. 이러한 종래기술의 구성은 페룰을 포함하는 커넥터 140에 종단이 삽입되는 광섬유 묶음 150을 포함한다. 이러한 종래기술의 구성에서, 상기 커넥터-페룰 조합은 각각의 광섬유들을 상호간 매우 정밀하게 지지하고, 상기 다중 광섬유를 하나의 그룹으로서 특정 얼라인먼트 부재에 대해 매우 정밀하게 지지함으로써, 상기 커넥터 140이 광 컴포넌트 110을 갖는 모듈 패키지 100에 플러그 인되는 경우, 상기 2개의 커넥터가 상기 제 1 커넥터에 통합된 상기 광섬유를 이에상응하는 부재(광섬유 혹은 광 또는 기계 장치)에 얼라인시키도록 한다. 여기서 상기 부재는 상기 모듈 패키지 100 내부에 통합되어 있다. 상기 모듈 패키지 100은 상기 광섬유를 얼라인시키는데 사용하기 위해 얼라인먼트 돌출 부재 130과 얼라인먼트 함입 요소 120을 더 포함하고 있다. 그러나, 이러한 구성에서는 상기 광 컴포넌트 110이 상기 얼라인먼트 부재 간의 간격보다 작기 때문에 상기 얼라인먼트 부재와의 저촉은 발생하지 않는다.

도 2 는 광섬유 묶음 240을 지지하고 있는 상업용 커넥터 230이 상기 커넥터 230의 얼라인먼트 요소 220의 간격보다 넓은 면적을 갖는 칩 또는 광 컴포넌트 210을 구비한 모듈 200에 접속될 필요가 있는 경우에 발생할 수 있는 문제점을 도시하고 있다.

본 발명에서는 상기에서 언급한 문제점을 극복하기 위해 적어도 3가지의 해결방안을 제시하고 있다. 나아가, 몇몇 제품에 적용되는 상기 해결방안 중 일부는 종전에는 미처 인식되지 못했던 다른 문제점을 야기시킨다는 것이 확인되었으며, 이러한 문제점을 해결하고 더 나은 이점을 제공하기 위해 다른 적용예 또한 제공하고 있다.

본 발명에서 개시되는 해결방안의 한 실시예는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 모듈 패키지 300의 구성요소인 광 컴포넌트 310의 상면에 위치되어, 광섬유 묶음 340을 지지하는 커넥터 330와 짝을 이루는 구조를 갖는 연결기 어댑터 320을 제공한다.

상기 연결기 어댑터 320은 얼라인먼트 부재 324가 내장되어 있으며, 저면의 광장치에 광접속을 허용하기 위해 관통하는 홀, 즉 광 접속 창 322를 갖는 구조를 하고 있다. 또한, 상기 연결기 어댑터 320은 베이스 328을 구비할 수도 있으며, 상기 베이스를 상기 광 컴포넌트 310 또는 상기 모듈 300 상에 지지하기 위해 종래 산업분야에서 널리 사용되는 안전 수단 326을 구비할 수도 있다. 상기 광 컴포넌트 310과 상기 연결기 어댑터 320은 상기 연결기 어댑터 320에서 빛의 통과를 차단시키는 부분이 칩의 작동 및/또는 모듈의 성능에 전반적으로 타격을 가하지 않도록 함께 설계된다. 이에 의해 고정밀도로 호환가능한 포맷 간격을 갖고, 임의의 큰 사이즈를 갖는 광 컴포넌트를 수용할 수 있는 얼라인먼트 부재 324와 커넥터 330의 얼라인먼트 요소 332를 사용할 수 있게 된다.

다른 변형예는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 보다 간단한 해결방안을 제시한다. 즉, 상당히 낮은 출력을 가지는 반면, 모듈 패키지 400에 통합되는 얼라인먼트 부재를 갖는 예를 보여준다. 이러한 변형예에서 상기 칩, 즉 광 컴포넌트 420는, 광섬유 묶음 440을 지지하는 커넥터 430의 얼라인먼트 요소 432의 단면 길이보다 약간 넓은 면적에 해당하는 부분에 어떠한 실질적인 구성부분이 위치되지 않도록 설계된다. 그리고, 홀 422이 상기 칩, 즉 광 컴포넌트 420을 관통하여 에칭되어, 핀 410이 이를 관통하여 돌출되도록 한다.

세 번째 변형예는 상기 첫 번째 해결방안과 비슷하나, 상기 첫 번째 변형예에서는 어댑터가 굽혀지거나 상기 커넥터 상의 일부분이 돌출되어 삽입되는 커넥터의 일부가 몇몇 제품의 칩 상의 장치에 잠재적인 타격을 가할 가능성이 있었다. 따라서, 세 번째 변형예에서는 리세스(recess) 534를 갖는 얼라인먼트 요소 532와 짝을이루도록 핀 510 상에 스톱퍼 512를 포함함으로써, 광섬유 묶음 540을 지지하는 커넥터 530 가 과도하게 삽입되는 것을 방지한다. 상기 모듈 패키지 500은 내측에 관통 홀 522를 갖는 광 컴포넌트를 더 포함하고 있다.

상기 첫 번째 변형예 및 세 번째 변형예로부터 발생하는 이점 중 하나는, 상기 커넥터 삽입의 결과로서 모듈에 발생하는 힘은 상기 어댑터를 통해 모듈에 작용한다는 점이다. 따라서, 이러한 힘들은 보다 넓은 영역에 분포하여 상기 모듈에 보다 적은 기계적 응력을 발생시킨다.

도 6 은 본 발명에 따른 다른 변형예를 확대 상태로 도시한 그림을 나타내고 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 창 622을 갖는 다중 연결기 어댑터 620는, 광 컴포넌트 모듈 610에 접촉하고, 광섬유 묶음 640과의 결합 및 고정밀도에 요구되는 얼라인먼트 부재를 포함하며, 광섬유 묶음 커넥터 630에 맞는 커플링 요소 650과 융합하며, 상기 광섬유 묶음 640으로부터 발생하는 모든 광신호가 광학 칩 상의 모든 광 장치와 상호작용하도록 한다.

이상에서 언급한 바와 같이, 상기 연결기 어댑터 620은 상업용 커넥터와 호환하도록 쉽게 만들어질 수 있다. 도 6 에 도시된 변형예는 MTP 방식의 커넥터 시스템과 호환성이 있다. 상기 변형예는 MTP 커넥터 시스템의 연결기에 초음파방식으로 용접되도록 설계된다. 또한, 상기 변형예는 가이드 핀 홀 또는 핀 자체만을 갖는 페룰에 연결된다. 이는, 상기 변형예가, 도면에 도시된 바와 같이, 핀 624가 포함되도록(돌출) 또는 홀 625가 포함되도록(함입) 만들어질 수 있다. 상기 두가지 구성은 상기 두 경우 중 어떠한 방식의 핀 구조의 광섬유 묶음이라도 본 발명에 따른연결기 어댑터와 함께 사용될 수 있도록 한다. 상기 연결기 어댑터는 상기 광섬유 묶음의 얼라인먼트를 추가적으로 지원하기 위해 제 2 핀 626을 더 구비할 수도 있다.

이상에서 설명한 내용은 대표적인 실시예를 도시화한 것에 불과한 것으로 인식되어야 한다. 독자의 편의를 위해, 상기 상세한 설명은 모든 가능한 실시예 중 대표적인 것, 본 발명의 원리를 전달하기 위한 예에 초점을 맞춘 것이다. 상기 상세한 설명은 모든 가능한 변형예를 나열 한정하는 것은 아니다. 다른 선택가능한 실시예가 본 발명의 특정부분을 위해 개시되지 아니한 점과, 설명되지 아니한 선택가능한 추가적인 실시예가 본 발명의 일부분에 유용하다는 점은, 그러한 선택가능한 실시예의 포기선언으로 간주되어서는 아니된다. 본 발명에 개시되지 아니한 그러한 실시예 중 다수는 본 발명과 동일한 원리를 채용하고 있으며, 기타 실시예는 균등하다는 것은 당업자에 자명하다 할 것이다.

Claims (20)

1. 베이스와;

   상기 베이스 상에 배치되는 적어도 하나의 얼라인먼트 부재를 포함하고,

   상기 적어도 하나의 얼라인먼트 부재는 다중 광섬유 묶음을 광전자 모듈에 얼라인시켜, 상기 광전자 모듈의 스팬이 상기 다중 광섬유 묶음을 지지하는 상업용 커넥터에 사용되는 얼라인먼트 요소의 간격보다 넓은 경우, 상기 다중 광섬유 묶음과 상기 광전자 모듈 내부에 있는 광 장치간 광신호 전송이 이루어지도록 하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 장치는,

   레이저, 검출기 또는 모듈레이터 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스는,

   상기 광전자 모듈에 부착되는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스는,

   상기 다중 광섬유 묶음과 상기 광 장치 사이에 적어도 하나의 창을 갖는 벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 연결기 어댑터의 적어도 하나의 얼라인먼트 부재는,

   상기 상업용 커넥터의 얼라인먼트 요소에 결합되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 상업용 커넥터는,

   MTP 방식의 커넥터인 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 상업용 커넥터는 가이드 홀을 더 포함하고,

   상기 연결기 어댑터의 상기 얼라인먼트 부재는 가이드 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 연결기 어댑터는 상기 광전자 모듈의 상단에 위치하고, 상기 광섬유 묶음을 지지하는 상기 상업용 커넥터와 짝을 이루는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
9. 다중 광섬유 묶음을 지지하는 상업용 커넥터를 결합시키기 위한 연결기 어댑터에 있어서,

   모듈 패키지와;

   상기 모듈 패키지에 부착되는 광 컴포넌트와;

   상기 상업용 커넥터의 얼라인먼트 요소와 짝을 이루고, 상기 광 컴포넌트의 크기가 상기 상업용 커넥터에 사용되는 얼라인먼트 요소의 간격보다 넓은 경우 상기 다중 광섬유 묶음이 상기 광 컴포넌트와 상호작용하도록 광 신호의 전송이 이루어지게 하기 위하여 상기 다중 광섬유 묶음을 상기 광 컴포넌트에 얼라인시키는 적어도 하나의 얼라인먼트 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 부재는,

    상기 모듈 패키지 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 광 컴포넌트는,

    상기 얼라인먼트 부재가 관통하여 돌출되도록 하는 관통홀을 갖는 벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 부재는,

    스톱퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 스톱퍼는,

    상기 모듈 패키지와 이격하여 위치되는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 연결기 어댑터는 상기 상업용 커넥터와 연결되고,

    상기 스톱퍼는 상기 상업용 커넥터 내에 위치되며,

    상기 상업용 커넥터는 상기 스톱퍼를 수용하기 위한 리세스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
15. 다중 광섬유 묶음을 지지하는 상업용 커넥터를 결합시키기 위한 연결기 어댑터에 있어서,

    적어도 하나의 관통형성된 홀을 갖는 벽을 구비한 베이스와;

    모듈 패키지와;

    상기 모듈 패키지와 상기 베이스 사이에 부착되는 광 컴포넌트 베어링 부재와;

    상기 베이스 상에 배치되고, 상기 상업용 커넥터의 얼라인먼트 요소와 짝을 이루고, 상기 얼라인먼트 요소에 수직인 상기 광 컴포넌트 베어링 부재의 평면 크기가 상기 상업용 커넥터에 사용되는 얼라인먼트 요소의 간격보다 넓은 경우 광 상호접속을 만들어 상기 다중 광섬유 묶음이 상기 광 컴포넌트와 상호작용하도록 상기 홀을 통해 광 신호의 전송이 이루어지게 하기 위하여 상기 다중 광섬유 묶음을 상기 광 컴포넌트에 얼라인시키는 적어도 하나의 얼라인먼트 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 얼라인먼트 부재는,

    상기 상업용 커넥터와 상기 다중 광섬유 묶음을 수용하는 이음요소와 짝을 이루어 결합하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 연결기 어댑터는,

    제 2 얼라인먼트 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 얼라인먼트 부재는,

    가이드 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 얼라인먼트 부재는,

    가이드 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.
20. 제 15 항에 있어서, 상기 광 상호접속은,

    PC 카드와 패치 패널간의 병렬인 광 상호접속인 것을 특징으로 하는 연결기 어댑터.