KR20080099340A - 광섬유 데이터 링크 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 관절식 전자 장치와 같은 제1 및 제2 광 활성 장치 사이에서 데이터를 전달하기 위한 데이터 링크에 관한 것이다. 커플링 유닛은 각각의 광 활성 장치 위에 장착된다. 각각의 커플링 유닛은 상부면의 큰 개방부와 하부면의 작은 개방부를 갖추어 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 볼록한 점감식 오목부를 구비한다. 점감식 오목부는 광섬유의 일 단부를 수용하여 광섬유의 일 단부를 대응 광 활성 장치와 정렬시킨다. 상기 오목부의 작은 개방부는 원형 단면 또는 키홀 단면을 가질 수 있다. 홈은 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하며 각각의 커플링 유닛의 상부면 근처에 배치될 수 있다. 단부 근처에 배치된 광섬유의 세그먼트는 광섬유가 홈에 삽입될 때 볼록한 점감식 측벽의 윤곽을 따라 구부려진다. 한 쌍의 대향 립은 홈에 광섬유를 보유한다.

데이터 링크, 대향 립, 광섬유, 오목부, 커플링 유닛, 광 활성 장치

Description

광섬유 데이터 링크 {OPTICAL FIBER DATA LINK}

본 발명은 일반적으로 전자 장치의 부분들 사이의 신호를 연결하기 위한 광 데이터 링크에 관한 것이다.

더 구체적으로는, 본 발명은 전자 장치의 분리된 부분들 사이의 소통을 위해 광섬유가 전자 장치의 관절식 조인트를 통과할 수 있는, 광섬유 데이터 링크를 제공하는 것에 관한 것이다.

휴대용 전화기는 종종 소위 플립 폰(flip phone) 또는 클램쉘(clam shell) 구성이며, 힌지에 의해 서로 연결되는 두 개의 독립된 부분을 구비한다. 또한 휴대용(laptop) 컴퓨터, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA) 및 기타 관절식 전자 장치는 서로에 대해 힌지 연결 또는 관절 연결되는 부분들을 구비할 수 있다. 이러한 관절식 부분들에는 통상적으로 비디오 또는 정보 화면, 키보드, 카메라, 입/출력 포트 등이 갖춰지며, 이들은 예를 들어 힌지 또는 관절식 조인트를 통해 대용량 데이터가 전자 장치의 한 부분으로부터 다른 부분으로 전달되는 것을 요구한다. 예를 들어, 일부 관절식 전자 장치의 부분들 사이의 힌지를 통해 80개 이상의 병렬 구리선들이 제공될 필요가 있을 수 있다. 그러나, 특히 이러한 장치들은 좀 더 소형화되려는 경향이 있기 때문에, 전자 장치의 힌지를 통해 80개 이상의 많은 구리선을 위치시킬 공간 및 간섭을 고려한다는 것이 결코 만만한 작업은 아니다.

힌지를 통한 광섬유의 배치와, 대응하는 광 활성 장치에의 광섬유의 효율적 부착과, 힌지 관절에 대한 광섬유의 내구성에 대한 관심 모두는, 이러한 문제를 비용 효율적으로 해결하는 창조적 사고를 불러왔다.

그러므로 전자 장치의 관절식 부분들 사이에서 능률적이고 효율적으로 소통을 제공하는 개선된 수단이 요구되어 왔다.

본 발명의 일반적인 목적은, 전자 장치의 부분들 사이에 소통을 용이하게 하기 위해 전자 장치의 힌지를 통해 광섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 전자 장치의 힌지를 통해, 광섬유의 광학 저하(optical degradation) 없이 또는 거의 없이 반복적으로 최대 180도까지 구부릴 수 있는 광섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 관절식 전자 장치의 부분들 사이의 소통을 위해 구리 선의 개수를 대폭 줄이거나 필요한 만큼으로 줄인 광 데이터 링크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 광 효율적이며 저 프로파일의 광 데이터 링크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 광 활성 장치 위로 배치된 커플링 유닛 내의 광섬유를 소정의 곡률 반경으로 만들기 위한 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 최소 높이와 최소 공간에 대한 요건을 충족하면서 광 활성 장치에 광섬유의 단부를 연결하는 커플링 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 광 데이터 링크를 조립하기 위해 용이하고 효율적인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 관절식 조인트 또는 힌지를 구비한 전자 장치와 같은 전자 장치의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 데이터를 전달하기 위한 광 데이터 링크에 관한 것이다. 전자 장치의 제1 부분은 제1 회로 기판을 포함하며, 전자 장치의 제2 부분은 제2 회로 기판을 포함한다. 제1 광 활성 장치는 전자 장치의 제1 부분의 제1 회로 기판에 장착되며, 제2 광 활성 장치 또는 섬유 광학 상호 연결 장치는 전자 장치의 제2 부분의 제2 회로 기판에 장착된다. 제1 커플링 유닛은 제1 광 활성 장치에 인접하게 장착되며, 광섬유의 제1 단부를 수용하여 제1 광 활성 장치와 정렬하여 유지시킨다. 유사하게, 제2 커플링 유닛은 제2 광 활성 장치에 인접하게 장착되며, 광섬유의 제2 단부를 수용하여 제2 광 활성 장치와 정렬하여 유지시킨다. 광섬유의 중간 부분은 광 데이터 링크가 전자 장치의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 데이터를 소통시키도록 전자 장치의 관절식 조인트를 통과한다.

바람직하게, 각각의 커플링 유닛은 점감식 오목부를 구비하며, 상기 점감식 오목부는 광섬유를 오목부에 수용하기 위한 커플링 유닛의 상부면에의 큰 개방부 및 광섬유의 일 단부와 광 활성 장치를 정렬하기 위한 커플링 유닛의 하부면에의 작은 개방부를 갖춘다. 점감식 오목부는 볼록한 점감식 측벽을 구비할 수 있다. 예를 들어, 볼록한 점감식 측벽의 일부는 약 2mm 정도의 짧은 반경을 형성할 수 있다. 각각의 커플링 유닛의 하부면의 작은 개방부는 대체로 원형인 단면을 갖는다. 다르게는, 각각의 커플링 유닛의 하부면의 작은 개방부는 대체로 키홀(keyhole) 단면을 형성할 수 있으며, 상기 키홀 단면은 각각의 주연부를 따라 감소된 치수의 점들에서 작은 개방부에 인접하는 큰 개방부를 구비한다. 작은 개방부의 치수는, 조립할 동안 커플링 유닛에의 용이한 섬유 삽입을 방해하지 않으면서 활성 장치에 인접하게 섬유 단부를 정확하게 위치시킬 수 있도록, 광섬유의 직경에 부합하도록 구성될 수 있다. 또한, 작은 개방부는, 굽힘에 대한 섬유의 자연 저항(natural resistance)이 더 작고 정확한 직경을 가진 개방부로 섬유를 가압시키도록, 섬유의 전개 방향에 대해 180도로 배치될 수 있다. 바람직하게, 작은 개방부는 광섬유를 억지 끼움하여 섬유가 보유되게 한다.

홈은 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하면서 각각의 커플링 유닛의 상부면에 인접하게 배치될 수 있다. 그 후 단부들 중 하나에 인접하게 배치되는 광섬유의 세그먼트는, 광섬유가 홈에 삽입될 때 볼록한 점감식 오목부의 윤곽을 따라 구부려진다. 한 쌍의 대향 립은 각각의 커플링 유닛의 홈 위에 배치될 수 있으며, 상기 대향 립들 사이의 거리는 상기 대향 립이 홈 내에 광섬유를 보유하도록 홈의 폭보다 좁다.

본 발명은 제1 광 활성 장치와 제2 광학 활성 장치 또는 섬유 광학 상호 연결 장치 사이에서 데이터를 전달하기 위한 저 프로파일의 광 데이터 링크를 포함한다. 저 프로파일의 광 데이터 링크는 제1 단부 및 제2 단부를 갖춘 광섬유, 제1 광 활성 장치 위에 장착하기 위한 제1 커플링 유닛, 및 제2 광 활성 장치 위에 장착하기 위한 제2 커플링 유닛을 포함하며, 상기 제1 커플링 유닛은 제1 커플링 유닛의 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 점감식 오목부를 구비하며, 상기 점감식 오목부는 상부면의 큰 개방부 및 하부면의 작은 개방부를 구비하며, 광섬유의 제1 단부를 수용하여 제1 광 활성 장치와 정렬시키며, 상기 제2 커플링 유닛은 제2 커플링 유닛의 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 점감식 오목부를 구비하며, 상기 점감식 오목부는 상부면의 큰 개방부와 하부면의 작은 개방부를 구비하며, 광섬유의 제2 단부를 수용하여 제2 광 활성 장치와 정렬시킨다.

저 프로파일의 데이터 링크를 위한 커플링 유닛의 점감식 오목부는, 일부가 약 2mm의 반경을 형성하는 볼록한 점감식 측벽을 구비하는 것이 바람직하다. 하부면의 작은 개방부는 대체로 원형인 단면 또는 대체로 키홀 단면을 구비할 수 있다. 키홀 단면은 각각의 주연부를 따라 감소된 치수의 점들에서 작은 개방부에 인접하는 큰 개방부를 구비한다. 작은 개방부의 치수는, 조립할 동안 커플링 유닛에의 용이한 섬유 삽입을 방해하지 않으면서 활성 장치에 인접하게 섬유 단부를 정확하게 위치시킬 수 있도록, 광섬유의 직경에 부합하도록 구성될 수 있다. 또한, 작은 개방부는, 굽힘에 대한 섬유의 자연 저항이 더 작고 정확한 직경을 가진 개방부로 섬유를 가압시키도록, 섬유의 전개 방향에 대해 180도로 배치될 수 있다. 바람직하게, 작은 개방부는 광섬유를 억지 끼움하여 섬유가 보유되게 한다.

홈은 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하면서 각각의 커플링 유닛의 상부면에 인접하게 배치될 수 있다. 단부들 중 하나에 인접하게 배치되는 광섬유의 세그먼트는, 광섬유가 홈에 삽입될 때 볼록한 점감식 측벽의 윤곽을 따라 구부려진다. 한 쌍의 대향 립은 각각의 커플링 유닛의 홈 위에 배치될 수 있으며, 상기 대향 립들 사이의 거리는 상기 대향 립이 홈 내에 광섬유를 보유하도록 홈의 폭보다 좁다.

또한 본 발명은 광섬유를 수용하여 광 데이터 링크의 광 활성 장치와 정렬하여 보유하기 위한 커플링 유닛에 관한 것이다. 커플링 유닛은 커플링 유닛의 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 점감식 오목부를 포함하며, 상기 점감식 오목부는 광섬유를 수용하기 위해 커플링 유닛의 상부면에 큰 개방부를 구비하며, 광섬유의 단부를 광 활성 장치와 정렬하기 위해 커플링 유닛의 하부면에 작은 개방부를 구비한다.

점감식 오목부는 볼록한 점감식 측벽을 구비할 수 있다. 볼록한 점감식 측벽의 일부는 약 2mm의 반경을 형성할 수 있다. 커플링 유닛의 바닥의 작은 개방부는 대체로 원형인 단면 또는 대체로 키홀 단면을 가질 수 있다. 키홀 단면은 각각의 주연부를 따라 감소된 치수의 점들에서 작은 개방부에 인접하는 큰 개방부를 구비한다. 작은 개방부의 치수는, 조립할 동안 커플링 유닛에의 용이한 섬유 삽입을 방해하지 않으면서 활성 장치에 인접하게 섬유 단부를 정확하게 위치시킬 수 있도록, 광섬유의 직경에 부합하도록 구성될 수 있다. 또한, 작은 개방부는, 굽힘에 대한 섬유의 자연 저항이 더 작고 정확한 직경을 가진 개방부로 섬유를 가압시키도록, 섬유의 전개 방향에 대해 180도로 배치될 수 있다. 바람직하게, 작은 개방부는 광섬유를 억지 끼움하여 섬유가 보유되게 한다.

홈은 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하면서 커플링 유닛의 상부면에 인접하게 배치될 수 있다. 단부에 인접하게 배치되는 광섬유의 세그먼트는, 광섬유가 홈에 삽입될 때 점감식 벽의 윤곽을 따라 구부려진다. 한 쌍의 대향 립은 커플링 유닛의 홈 위에 배치될 수 있으며, 상기 대향 립들 사이의 거리는 상기 대향 립이 홈 내에 광섬유를 보유하도록 홈의 폭보다 좁다.

또한, 본 발명은 커플링 유닛 및 광 섬유를 포함하는 형태의 광 데이터 링크의 일부를 조립하게 위해 용이하고 효율적인 방법을 제공하며, 커플링 유닛은 큰 단부 및 작은 단부를 구비한 점감식 오목부 및 커플링 유닛의 오목부로부터 측벽으로 연장하는 홈을 포함한다. 상기 방법은, 커플링 유닛의 오목부의 큰 단부에 광섬유의 일 단부를 삽입하는 단계와, 광섬유를 약 90도 정도 구부리는 단계와, 커플링 유닛의 홈에 광섬유를 가압하는 단계를 포함한다. 추가하여, 오목부의 만곡된 벽에 대항하여 광섬유를 구부림으로 광섬유의 곡률을 제어하는 단계와, 억지 끼움으로 홈에 광섬유를 보유하는 단계와, 큰 개방부 및 작은 개방부를 구비하는 키홀 형상부를 오목부의 작은 단부에 제공하는 단계와, 키홀 형상부의 큰 개방부에 광섬유를 삽입하는 단계와, 광섬유의 단부를 절단하거나 벨 동안 광섬유의 단부에 억지 끼움을 제공하기 위해 키홀 형상부의 큰 개방부로부터 작은 개방부로 광섬유의 단부를 가압하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 목적 및 장점을 포함하여 본 발명은, 첨부된 도면과 관련된 하기의 기재를 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이며, 본원에서 도면 내의 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다.

도1A는 본 발명이 통합될 수 있는 종래의 휴대용 컴퓨터를 도시한 사시도이 다.

도1B는 본 발명이 통합될 수 있는 플립 폰 또는 클램쉘 형상의 종래의 휴대용 전화기의 정면도이다.

도1C는 도1B에 도시된 종래의 휴대용 전화기의 측면도이다.

도2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 도1A에 도시된 휴대용 컴퓨터 또는 도1B 및 도1C에 도시된 휴대용 전화기에 적합한 저 프로파일의 광 데이터 링크를 도시한 사시도이다.

도3은 도2에 도시된 광섬유 커플링 유닛들 중 하나의 확대된 상부 사시도이다.

도4는 도2에 도시된 저 프로파일의 광 데이터 링크를 다른 각도로 도시한 사시도이다.

도5는 도2 및 도4에 도시된 광섬유 커플링 유닛들 중 하나의 확대된 측면 사시도이다.

도6은 도2 및 도4에 도시된 광섬유 커플링 유닛들 중 하나의 확대된 다른 측면 사시도이다.

도7은 커플링 유닛 내의 광섬유의 단부를 광 활성 장치에 보유하기 위한 키홀(keyhole) 구성의 개략도이다.

도8은 도7에 도시된 키홀 구성을 사용한 광섬유 커플링 유닛의 확대된 저면 평면도이다.

도9는 도8에 도시된 광섬유 커플링 유닛의 확대된 사시도이다.

도10은 도8 및 도9에 도시된 광섬유 커플링 유닛의 확대된 상부 평면도이다.

도1A, 도1B, 및 도1C는 힌지 또는 관절식 조인트를 구비한 대표적인 전자 장치를 도시한다. 예를 들어, 도1A는 상부(21), 하부 또는 기부(22), 및 휴대용 컴퓨터(20)의 개폐를 포함하는 하부(22)에 대한 상부(21)의 회전을 허용하는 힌지(23)를 갖춘, 전체적으로 도면부호 20으로 표시된 전형적인 휴대용 컴퓨터를 도시한다. 상부(21)는 통상적으로 디스플레이(24)를 포함한다. 하부(22)는 통상적으로 문자-숫자 키보드(25), 제어 키(26), 및 하부의 측면 및 배면을 따르는 입력 및 출력 포트(미도시)를 포함한다. 또한, 하부(22)는 일반적으로 배터리, CD/DVD 플레이어/복제기, 인터넷 네트워크 카드용 포트 등을 포함한다. 그러므로, 상당량의 정보가 휴대용 컴퓨터(20)의 다른 부분들 사이에서 힌지(23)를 통해 전달되어야 한다. 결국, 통상적으로 상부(21)와 하부(22) 사이에 복수의 전기 신호, 전력 및 접지 연결을 제공하기 위해, 힌지(23)를 통해 연결되는 가요성 기판 또는 멤브레인에 상당히 많은 수의 구리 선들이 배치된다.

도1B는 소위 플립 폰 또는 클램쉘 타입인, 전체적으로 도면 부호 30으로 표시되는 통상적인 휴대용 전화기를 도시한다. 이러한 타입의 휴대용 전화기는 힌지(33)와 같은 관절식 조인트에 의해 하부(32)에 연결된 상부(31)를 포함한다. 상부(31)는 화면(34)을 포함할 수 있다. 하부(32)는 통상적으로, 예를 들어 기능을 개시하고 디스플레이를 스크롤(scroll)하기 위한 복수의 제어기(36), 및 키패트(35)를 포함한다. 도1C에 도시된 바와 같이, 상부(31)는 힌지(33)를 중심으로 회전함으로 하부(32)에 절첩될 수 있다. 휴대용 컴퓨터(20)와 유사하게, 휴대용 전화기(30)는, 상부(31)와 하부(32) 사이에 예를 들어 힌지(33)를 통해 내부 연결된 복수의 구리 도선들을 갖춘 가요성 멤브레인과 같은 일부 소통 수단을 필요로 한다.

물론, 도1A 내지 도1C에 도시된 휴대용 컴퓨터(20) 및 휴대용 전화기(30) 외에 다른 형태의 전자 장치들도 장치의 부분들 사이에 힌지 또는 관절식 조인트를 가질 수 있다. 또한 예를 들어, 휴대용 엔터테이먼트 장치, PDA, 기타 휴대용 전자 장치 등은, 각각의 부분들 사이의 소통을 위해 본 발명을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 전체적으로 도면 부호 40으로 표시되는 저 프로파일의 광 데이터 링크가 도2 및 도4에 도시되었다. 예를 들어, 광 데이터 링크(40)는, 예를 들어 휴대용 컴퓨터(20)의 상부(21)와 하부(22) 사이 또는 휴대용 전화기(30)의 상부(31)와 하부(32) 사이 등, 전자 장치의 부분들 사이에서 데이터를 전송하기에 특히 적합하다. 제1 커플링 유닛(41)은 휴대용 컴퓨터(20)의 상부(21) 또는 휴대용 전화기(30)의 상부(31) 내에 수용될 수 있는 제1 인쇄 회로 기판(PCB)(43)의 일부에 장착된다. 유사하게, 제2 커플링 유닛(42)은 휴대용 컴퓨터(20)의 하부(22) 또는 휴대용 전화(30)의 하부(32) 내에 수용될 수 있는 제2 PCB(44)의 일부에 장착된다.

광섬유(45)는 PCB(43)와 PCB(44) 사이에서 데이터 전송을 위해 제1 커플링 유닛(41)과 제2 커플링 유닛(42) 사이에서 연장한다. 도1A 내지 도1C에 도시된 장치에서의 본 발명의 사용과 관련하여, 광섬유(45)의 중간 부분(48)은 휴대용 컴퓨 터(20)의 힌지(23) 또는 휴대용 전화(30)의 힌지(33)에 배치될 것이다.

광섬유(45)는 모든 가요성(flexibility) 및 이음(articulation) 문제를 해결할 수 있는 소직경의 플라스틱 광섬유(POF)인 것이 바람직하다. 예를 들어, 약 125μm 내지 약 250μm의 외경(OD)을 갖는 플라스틱 광섬유는, 상온과 -40℃ 모두에서, 약 2mm 이하의 굽힘 반경(bend radius)에서 광학 저하가 거의 없이 무수한 180°휨을 견딜 수 있다. 또한, 통상적으로, 약 0.75mm 반경의 반복적인 360°구부림으로부터 나타나는 상기 POF의 광학 저하 손실은 단지 1dB 정도일 뿐이다.

도3, 도5, 및 도6은 도2 및 도4에 도시된 광 커플링 유닛(41, 42)과 같은 광 커플링 유닛의 확대도이다. 광 커플링 유닛(41)은 더 자세히 기술될 것이다. 광 커플링 유닛(42)은 광 커플링 유닛(41)과 통상적으로 유사하거나 동일할 수 있다. 레이저 또는 공진 공동 발광 다이오드(RCLED)와 같은 광 활성 장치(53)(도3 및 도6 참조)는 PCB(43)에 평평하고 안정적으로 장착된다. 광 커플링 유닛(41)은 PCB(43)에 커플링 유닛(41)을 정확하게 위치시키고 광 활성 장치(53)에 대해 커플링 유닛(41)을 인덱싱(indexing)하기 위해, 한 쌍의 페그(peg; 71, 72)(도3 참조) 또는 다른 수단을 가질 수 있다.

오목부(well; 49)는 광 커플링 유닛(41)의 상부면(59)을 통해 하향으로 연장하며, 오목부의 직경은 거의 광섬유(45)의 단부(46)의 직경까지 감소한다. 즉, 오목부(49)의 내부에서는, 벽이 상부로부터 광섬유(45)의 단부(46) 근처로 볼록하게 가늘어지는 것처럼 보여진다. 예를 들어, 도5 및 도6에 잘 도시된 바와 같이, 오목부(49)의 측벽(54)은 커플링 유닛(41)의 높이에 따라 변할 수 있는 반경을 가질 수 있다. 예를 들어, 저 프로파일 적용시, 사실상 신호의 손실을 원하지 않는다면, 측벽(54)의 반경은 2mm정도로 작을 수 있다. 그러나, 약간의 신호 손실이 용인될 수 있다면, 측벽(54)의 반경은 2mm보다도 작게 제조될 수 있다.

도5에 도시된 바와 같이, 홈(55)은 커플링 유닛의 상부면(59) 근처에서 오목부(49)에서부터 유닛(41)의 외측면(56)까지 대략 수평방향으로 연장한다. 홈(55) 위로 한 쌍의 대향 립(lip; 57, 58)이 배치될 수 있으며, 립(57)과 립(58) 사이의 거리는 홈(55)의 직경보다 약간 작고 광섬유(45)의 직경보다 약간 작다.

광섬유(45)의 단부(46)들 중 하나는, 광섬유의 단부가 광 활성 장치(53) 근처의 오목부(49)의 말단 또는 하단부(52)에서 광 활성 장치에 대략 직교 상태로 될 때까지 오목부(49)에 삽입될 수 있다. 그러므로 커플링 유닛(41)은 섬유 대 장치 정렬(fiber-to-device alignment)을 형성한다. 또한 광 커플링 유닛은, 광섬유가 광 커플링 유닛 구조의 오목부(49) 내부에서 측벽(54)에 대해 약 90°로 휘게 허용한다. 그 후, 단부(46) 근처의 광섬유(45)의 세그먼트(73)는 오목부(49)의 측벽(54)의 곡률을 나타낸다. 그 후, 광섬유(45)는 롤러 등에 의해 대향 립(57, 58)을 지나 홈(55)에 가압되어 제 위치에 고정될 수 있다. 그 후, 커플링 유닛(41)의 홈(55) 위의 대향 립(57, 58)은 홈(55) 내에 POF(45)의 일부를 효율적으로 포획하기 때문에, 조립할 동안 접착 또는 다른 기계적 안정 수단은 불필요하다. 그러므로, 커플링 유닛 구조는 활성 장치(53)와 POF(45) 사이의 연결을 최적으로 하므로 광 활성 장치(53)와 POF(45) 사이의 계면에서 신호 손실이 거의 없다.

소정의 Z축 프로파일 또는 커플링 유닛(41)의 임의의 높이 제한에 따라, 커 플링 유닛(41) 내의 POF(45)의 만곡은, 사실상 신호 손실을 원하지 않는다면 2mm 정도로 작거나, 또는 어느 정도의 신호 손실이 용인될 수 있다면 2mm보다 더 작게 될 수 있다.

광 데이터 링크(40)의 매우 작은 손실은 활성 장치(53)가 최소 전력에서 작동될 수 있게 허용하기 때문에, 비상시의 배터리 전력이 보존될 수 있고 충전 주기 동안 배터리의 사용 수명은 최적으로 사용될 수 있다.

특히, 광 데이터 링크(40)의 구조에는 렌즈, TIR, 또는 프리즘이 전혀 없다. 이는 커플링 유닛(41, 42)의 비용 및 복잡성을 감소시키면서 광학 성능도 최대화시킨다. 커플링 유닛(41, 42)은 저렴한 충진 플라스틱으로 경제적으로 성형될 수 있으며, 어떠한 특별한 광학적 특성을 요구하지 않는다. 또한 커플링 유닛은 PCB 공간을 최소로 차지하기 위해 작은 크기 및 저 프로파일일 수도 있다. 따라서 재료의 비용이 아주 적게 든다. 그러므로, 본 발명은 간단하고 광 효율적인 저 프로파일의 광 데이터 링크를 제공한다.

또한 전술된 바와 같이, 커플링 유닛(41, 42)의 구조는 조립 절차가 용이하고 누구나 다룰 수 있기 때문에, 광 데이터 링크(40)의 조립을 단순화시킨다. POF(45)는 오목부(49)에 삽입되고 약 90°회전하고 홈(55)에 가압되어, 커플링 유닛(41 또는 42)에 기계적으로 고정되어 유지된다.

예를 들어, 커플링 유닛의 밑바닥을 안내부로 사용함으로 POF(45)의 단부(46)를 직각 절단하는 것 외에는 특별한 섬유의 준비가 필요 없다. 통상적으로 예를 들어, POF의 단부를 고온의 칼로 절단하는 것은 양호한 섬유 단부의 마감부를 형성할 것이다. 이와 동일한 개념이 유리 광섬유 및 플라스틱 클래드 유리 섬유(plastic clad glass fiber)에 적용된다. 그러나, 통상적으로 유리 섬유에서, 양호한 섬유 단부의 마감부를 제공하기 위해서 섬유를 벤 후에 베어진 단부를 연마한다. 모든 종류의 광섬유에서, 소량의 UV 경화성 에폭시를 섬유 둘레의 오목부에 분배하고 UV 노출로 경화함으로 섬유 단부는 키홀에 보다 영구적으로 고정될 수 있다. 또한 에폭시는 연마 프로세스에 유리하다.

그 후, POF(45)의 다른 단부(47)는 전자 장치(20 또는 30)의 힌지(23 또는 33)를 통해 연결되며, 이때 POF(45)는 다른 커플링 유닛(42)에 부착되기 전에 가요선(flex)에 부착되거나 부착되지 않을 수 있다. 전자 장치(20 또는 30) 내에 본 발명의 광 데이터 링크(40)를 조립하는 것은 종래의 다중 구리 선의 가요선에 비해 조립 작업을 단순화시킬 수 있다. 또한, POF(45)는, 전자 장치의 하나의 부분을 다른 부분에 대해 회전 또는 "플립핑(flipping)"할 동안 최적의 내구성을 제공한다.

도7은, 도8 내지 도10에 도시된 커플링 유닛(61)의 바닥면(63)(도8 참조) 부근의 말단 또는 하단부(62)에 있어서, 전체적으로 도면 부호 60으로 표시된 다른 실시예의 "키홀" 형상부를 도시한다. 전술된 커플링 유닛(41, 42)에서, 오목부(49)(도6 참조)는, 단면이 원형인 말단 또는 하단부(52)를 향해 점점 가늘어진다. 커플링 유닛(41)에서, 커플링 유닛(41)의 바닥면의 하단부(52)는 광섬유(45)의 직경 정도이거나 그보다 약간 크다. 그러나, 도7에 도시된 바와 같이, 키홀 형상부(60)는 큰 대략 타원형인 개방부(69)를 가지며, 상기 개방부를 통해 광섬 유(45)는 더 용이하게 삽입될 수 있다. 더 작은 대략 원형인 개방부(66)가 개방부(69)의 일 단부를 따라 존재한다. 개방부(66)와 개방부(69) 사이에는, 개방부(66, 69)들이 각각의 주연부를 따라 결합된 점(67)과 점(68) 사이의 감소된 치수(70)의 영역이 존재한다. 이 감소된 치수(70)는 작은 개방부(66)에 광섬유를 보유하기 위해 광섬유(45)의 직경보다 다소 짧은 것이 바람직하다.

바람직하게, 개방부(66)의 직경은 섬유가 개방부(66)에 보유될 때 섬유 대 장치의 정렬이 최적화되도록 광섬유(45)의 직경에 매우 근접하게 치수가 맞춰진다. 점감식 오목부(tapered well; 64) 내의 섬유(45)의 휨 작업은, 섬유의 기단부가 항상 오목한 홈의 폐색 구역(re-entrant groove entrapment zone; 55)으로부터 편향되게 할 것이다. 그러므로, 정렬 홀을 말단부(62)의 키홀 형상부(60)까지 확장시킬 수 있으며, 이 때 가장 협소한 부분 또는 개방부(66)는 섬유 단부를 수용 및 보유하고, 확대 부분 또는 개방부(69)는 POF(45)의 삽입을 채비하거나 용이하게 한다. POF(45)는 섬유 단부의 준비 중에 비틀어질 수 있어서, 이러한 키홀 형상부(60)는 두 배로 유용하다.

조립할 동안, 광섬유(45)는, 말단부(62)의 키홀의 큰 개방부(69)를 통해 삽입되어 오목한 홈(55) 위로 휘어져서 포획된다. 그 후, 기단 섬유 부분은 키홀 말단부(62)의 오목한 협소 개방부(66)로 POF(45)를 가압하는 작동에 의해 절단될 수 있다. 커플링 유닛(41, 42)에 대해 전술된 바와 같이, 그 후 단부(46) 근처의 광섬유(45)의 세그먼트(73)는 커플링 유닛(61) 내의 오목부(64)의 측벽의 곡률을 유사하게 나타낼 것이다. 협소 개방부(66)에의 억지 끼움 처리로, 커플링 유닛(61) 내에서 POF(45)의 최대한의 기계적 안전성이 보장된다. 또한 말단부(62)의 상대적으로 울퉁불퉁한 키홀 형상부(60)는, 커플링 유닛(41 또는 42)의 원형 말단부(52)에 요구될 수 있는 근사한 공차(closer tolerance)와 비교해서, 커플링 유닛(61)의 정확한 성형의 실제성 및 가능성을 향상시킨다.

도7 내지 도10에는 단일 커플링 유닛(61)이 개시되었지만, 하나의 커플링 유닛(61)이 광섬유(45)의 각 단부에 연결되도록 도4의 링크(40)와 같은 저 프로파일의 광 데이터 링크를 형성하기 위해, 많은 응용 분야에 두 개의 커플링 유닛(61)이 요구될 수 있다. 그러나, 단일 커플링 유닛(61) 또는 단일 커플링 유닛(41)을 위한 분야가 있을 수 있으며, 이때 광섬유의 일 단부는 다른 소스로부터 나오며, POF(45)의 다른 단부는 하나의 저 프로파일 커플링 유닛만을 필요로 한다. 커플링 유닛(61)은 커플링 유닛의 상부면(59) 근처에서 오목부(64)에서부터 유닛(61)의 외측면(56)까지 대략 수평방향으로 연장하는 홈(55)과 같은, 커플링 유닛(41, 42)의 특정 특징부를 보유할 수 있다. 유사하게, 홈(55) 위로 한 쌍의 대향 립(57, 58)이 배치될 수 있으며, 광섬유(54)의 일부가 홈(55)으로 가압되어 홈에 보유될 수 있도록 립(57)과 립(58) 사이의 거리는 홈(55)의 직경보다 약간 좁다.

섬유(45)를 손상시키거나 또는 응력을 가하지 않고 제 위치에 유지시키기 위해 다른 방법이 사용될 수도 있다. 단지 예로서, 섬유(45)는 또한 UV 경화 인덱스 정합 에폭시, 일편의 자기 접착 알루미늄 포일, 또는 커플링 유닛(61)의 본체에 스냅 또는 가압 끼움되는 커버를 사용함으로 제 위치에 유지될 수 있다. 또한 다양한 다른 선택 사항이 당업자에게 명백해질 수 있다.

본 발명의 특정 실시예가 도시 및 개시되었지만, 당업자라면, 본 발명의 범주 내에서 변경 및 수정 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (26)

1. 제1 회로 기판을 포함하는 전자 장치의 제1 부분과 제2 회로 기판를 포함하는 전자 장치의 제2 부분 사이에 데이터를 전달하기 위한 광 데이터 링크로서, 상기 전자 장치의 제1 부분과 제2 부분은 관절식 조인트에 의해 연결되는 광 데이터 링크이며,

   제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에 배치된 중간 부분을 구비한 광섬유와,

   전자 장치의 제1 부분의 제1 회로 기판에 장착된 제1 광 활성 장치와,

   전자 장치의 제2 부분의 제2 회로 기판에 장착된 제2 광 활성 장치와,

   상기 제1 광 활성 장치에 인접하게 장착되어 광섬유의 제1 단부를 수용하여 제1 광 활성 장치와 정렬하여 유지시키는 제1 커플링 유닛과,

   상기 제2 광 활성 장치에 인접하게 장착되어 광섬유의 제2 단부를 수용하여 제2 광 활성 장치와 정렬하여 유지시키는 제2 커플링 유닛을 포함하며,

   광섬유의 상기 중간 부분은, 상기 광 데이터 링크가 전자 장치의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 데이터를 소통하도록 전자 장치의 상기 관절식 조인트를 통과하는 광 데이터 링크.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 커플링 유닛 각각은 광섬유를 수용하기 위해 각각의 커플링 유닛의 상부면에 큰 개방부를 구비한 점감식 오목부를 구비하며, 상기 점감식 오목부는 광섬유의 일 단부를 광 활성 장치들 중 하나와 정렬하기 위해 각각의 커플링 유닛의 하부면에 작은 개방부를 구비하는 광 데이터 링크.
3. 제2항에 있어서, 상기 점감식 오목부는 볼록한 점감식 측벽을 구비하는 광 데이터 링크.
4. 제3항에 있어서, 상기 볼록한 점감식 측벽의 일부는 약 2mm의 반경을 형성하는 광 데이터 링크.
5. 제3항에 있어서, 각각의 커플링 유닛의 하부면의 상기 작은 개방부는 대체로 원형인 단면을 갖는 광 데이터 링크.
6. 제3항에 있어서, 각각의 커플링 유닛의 하부면의 상기 작은 개방부는 대체로 키홀 단면을 가지며, 상기 키홀 단면은 감소된 치수의 점들에서 작은 개방부에 인접하는 큰 개방부를 구비하는 광 데이터 링크.
7. 제2항에 있어서, 각각의 커플링 유닛의 상부면 근처에 배치된 홈을 더 포함하며, 상기 홈은 각각의 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하고, 상기 단부들 중 하나에 인접하여 배치된 광섬유의 세그먼트는 광섬유가 홈에 삽입될 때 점감식 오목부를 따라 구부려지는 광 데이터 링크.
8. 제7항에 있어서, 각각의 커플링 유닛의 홈 위에 배치된 한 쌍의 대향 립을 더 포함하며, 대향 립들 사이의 거리는 대향 립이 홈 내에 광섬유를 보유할 수 있도록 홈의 폭보다 좁은 광 데이터 링크.
9. 제1 광 활성 장치와 제2 광 활성 장치 사이에 데이터를 전달하기 위한 저 프로파일의 광 데이터 링크이며,

   제1 단부 및 제2 단부를 구비한 광섬유와,

   상기 제1 광 활성 장치 위에 장착하기 위한 제1 커플링 유닛으로서, 상기 제1 커플링 유닛은 제1 커플링 유닛의 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 점감식 오목부를 구비하며, 상기 점감식 오목부는 광섬유의 제1 단부를 수용하여 제1 광 활성 장치와 정렬시키기 위해 상부면의 큰 개방부와 하부면의 작은 개방부를 구비하는, 제1 커플링 유닛과,

   상기 제2 광 활성 장치 위에 장착하기 위한 제2 커플링 유닛으로서, 상기 제2 커플링 유닛은 제2 커플링 유닛의 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 점감식 오목부를 구비하며, 상기 점감식 오목부는 광섬유의 제2 단부를 수용하여 제2 광 활성 장치와 정렬시키기 위해 상부면의 큰 개방부와 하부면의 작은 개방부를 구비하는, 제2 커플링 유닛을 포함하는 저 프로파일의 광 데이터 링크.
10. 제9항에 있어서, 상기 점감식 오목부는 볼록한 점감식 측벽을 구비하는 저 프로파일의 광 데이터 링크.
11. 제10항에 있어서, 상기 점감식 측벽의 일부는 약 2mm의 반경을 형성하는 저 프로파일의 광 데이터 링크.
12. 제9항에 있어서, 상기 하부면의 상기 작은 개방부는 대체로 원형인 단면을 구비하는 저 프로파일의 광 데이터 링크.
13. 제9항에 있어서, 상기 하부면의 상기 작은 개방부는 대체로 키홀 단면을 구비하며, 상기 키홀 단면은 감소된 치수의 점들에서 작은 개방부에 인접하는 큰 개방부를 구비하는 저 프로파일의 광 데이터 링크.
14. 제10항에 있어서, 각각의 커플링 유닛의 상부면에 인접하여 배치된 홈을 더 포함하며, 상기 홈은 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하며, 상기 단부들 중 하나에 인접하게 배치되는 광섬유의 세그먼트는 광섬유가 홈에 삽입될 때 볼록한 점감식 측벽을 따라 구부려지는 저 프로파일의 광 데이터 링크.
15. 제14항에 있어서, 각각의 커플링 유닛의 홈 위에 배치된 한 쌍의 대향 립을 더 포함하며, 대향 립들 사이의 거리는 상기 대향 립이 홈 내에 광섬유를 보유하도록 홈의 폭보다 좁은 저 프로파일의 광 데이터 링크.
16. 광섬유를 수용하여 광 데이터 링크의 광 활성 장치와 정렬하여 유지시키기 위한 커플링 유닛이며,

    커플링 유닛의 상부면과 하부면 사이에서 연장하는 점감식 오목부를 포함하며,

    상기 점감식 오목부는 광섬유를 수용하기 위해 커플링 유닛의 상부면에 큰 개방부를 구비하고, 광섬유의 단부를 광 활성 장치와 정렬하기 위해 커플링 유닛의 하부면에 작은 개방부를 구비하는 커플링 유닛.
17. 제16항에 있어서, 상기 점감식 오목부는 볼록한 점감식 측벽을 구비하는 커플링 유닛.
18. 제17항에 있어서, 상기 볼록한 점감식 측벽의 일부는 약 2mm의 반경을 형성하는 커플링 유닛.
19. 제16항에 있어서, 상기 커플링 유닛의 바닥의 상기 작은 개방부는 대체로 원형인 단면을 가지는 커플링 유닛.
20. 제16항에 있어서, 상기 커플링 유닛의 바닥의 상기 작은 개방부는 대체로 키홀 단면을 가지며, 상기 키홀 단면은 감소된 치수의 점들에서 작은 개방부에 인접 하는 큰 개방부를 구비하는 커플링 유닛.
21. 제17항에 있어서, 커플링 유닛의 상부면에 인접하여 배치된 홈을 더 포함하며, 상기 홈은 커플링 유닛의 점감식 오목부와 측벽 사이에서 연장하며, 상기 단부에 인접하여 배치되는 광섬유의 세그먼트는 광섬유가 홈에 삽입될 때 점감식 오목부를 따라 구부려지는 커플링 유닛.
22. 제21항에 있어서, 커플링 유닛의 홈 위에 배치된 한 쌍의 대향 립을 더 포함하며, 대향 립들 사이의 거리는 상기 대향 립이 홈 내에 광섬유를 보유하도록 홈의 폭보다 좁은 커플링 유닛.
23. 커플링 유닛과 광섬유를 포함하는 광 데이터 링크의 일부를 조립하기 위한 방법으로서, 상기 커플링 유닛은 큰 단부와 작은 단부를 구비한 점감식 오목부 및 오목부로부터 커플링 유닛의 측벽으로 연장하는 홈을 포함하는, 광 데이터 링크의 일부의 조립 방법이며,

    광섬유의 일 단부를 커플링 유닛의 오목부의 큰 단부에 삽입하는 단계와,

    광섬유를 약 90도로 구부리는 단계와,

    커플링 유닛의 홈에 광섬유를 가압하는 단계를 포함하는 광 데이터 링크의 일부의 조립 방법.
24. 제23항에 있어서, 억지 끼움으로 홈에 광섬유를 보유하는 단계를 더 포함하는 광 데이터 링크의 일부의 조립 방법.
25. 제23항에 있어서, 상기 점감식 오목부는 작은 단부와 큰 단부 사이에 만곡된 벽을 구비하며,

    오목부의 만곡된 벽에 대해 광섬유를 구부림으로써 광섬유의 곡률을 제어하는 단계를 더 포함하는 광 데이터 링크의 일부의 조립 방법.
26. 제23항에 있어서, 큰 개방부 및 작은 개방부를 구비하는 키홀 형상부를 오목부의 작은 단부에 제공하는 단계와,

    키홀 형상부의 큰 개방부에 광섬유를 삽입하는 단계와,

    광섬유의 단부를 절단하거나 벨 동안 광섬유의 단부에 억지 끼움을 제공하기 위해 키홀 형상부의 큰 개방부로부터 작은 개방부로 광섬유의 단부를 가압하는 단계를 포함하는 광 데이터 링크의 일부의 조립 방법.

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