KR20140118653A - 광섬유 유닛을 구비한 hdmi 케이블 - Google Patents

광섬유 유닛을 구비한 hdmi 케이블 Download PDF

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KR20140118653A
KR20140118653A KR1020130058087A KR20130058087A KR20140118653A KR 20140118653 A KR20140118653 A KR 20140118653A KR 1020130058087 A KR1020130058087 A KR 1020130058087A KR 20130058087 A KR20130058087 A KR 20130058087A KR 20140118653 A KR20140118653 A KR 20140118653A
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전영호
장성환
백선우
이병기
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 케이블에 있어서, 상기 HDMI 케이블은, 상기 HDMI 케이블의 중심부에 배치되는 케이블 코어와, 상기 케이블 코어를 감싸는 편조체와, 상기 편조체의 외곽을 감싸며 상기 케이블 코어를 보호하는 시스층을 구비하며, 상기 케이블 코어는, 적어도 하나 이상의 광섬유 심선과 상기 광섬유 심선을 실장하는 루즈 튜브를 갖는 상기 광섬유 유닛 및 도체와 상기 도체를 피복하는 절연층으로 각각 이루어진 복수 개의 전원선과 복수 개의 제어선을 가지며, 상기 광섬유 유닛은 상기 HDMI 케이블의 중심부에 위치하고, 상기 복수 개의 전원선과 상기 복수 개의 제어선은 상기 광섬유 유닛의 외곽을 둘러싸도록 배치되는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블을 제공할 수 있다.

Description

광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블{High-Definition Multimedia Interface Cable having optical fiber unit}
본 발명의 일 실시예는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블에 관한 것이다.
고선명 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface, HDMI)는 비압축 방식의 디지털 비디오/오디오 인터페이스 규격의 하나이다. HDMI는 압축되지 않은 풀 디지털 오디오와 비디오 신호를 통합 전송할 수 있는 초고속 멀티미디어 인터페이스이다. HDMI는 HDMI를 지원하는 셋탑박스, DVD 재생기 등의 멀티미디어 소스에서 AV기기, 모니터, 디지털 텔레비전 등의 장치들 사이의 인터페이스를 제공한다.
HDMI는 개인용 컴퓨터와 디스플레이의 인터페이스 표준 규격인 DVI를 AV 전자제품용으로 변경한 것으로, 2002년 12월에 HDMI 1.0의 사양이 결정되었다. 영상·음성을 압축하지 않고 플레이어에서 텔레비전 쪽으로 전송하기 때문에 디코더칩이나 소프트웨어가 필요 없다. 접속 기기끼리 호환성을 가진다.
또, 영상·음성·제어 신호가 케이블 하나로 전송되기 때문에 번거로웠던 AV기기의 배선을 간단하게 할 수 있다. 또, 제어 신호도 보낼 수 있으므로 각 AV기기를 유기적으로 사용할 수 있다.
HDMI가 풀 HD 시대를 맞아 업그레이드된 HDMI 1.3을 제시했다. HDMI 1.3은 대역폭이 기존 5Gbps(165MHz)에서 10Gbps(340MHz)로 확대되어 약 2배 더 많은 대용량 데이터를 송수신할 수 있게 되었다. 색 표현력의 경우도 기존의 RGB 기준으로 최대 24비트를 전송할 수 있었던 것이 30∼48비트까지 확장되어 최대 281조색을 표현할 수 있다. 또 가시 범위 내의 색을 표현해 주는 차세대 색 공간 규격으로 기존보다 1.8배 색 공간을 넓혀 주는 xvYCC를 지원하고 풀 HD 규격인 1,920×1,080을 넘어서는 2,560×1,600의 해상도나 1,440p를 지원하고 현재의 2배인 120프레임을 구현해 영상 재현 능력과 응답 속도를 개선해 준다. 이와 함께 DVD 오디오나 슈퍼 오디오 CD(SACD) 등 같은 오디오 규격은 물론 돌비의트루 HD와 디지털 극장 시스템(DTS)의 DTS HD 등 차세대 HD 오디오 규격까지도 지원한다.
HDMI 케이블은 영상, 음성, CEC(Consumer Electronics Control) 신호(기계 제어 신호)를 실어 나른다. 타입 A 부터 C까지 모두 가능하다. HDMI 케이블의 규격은 데이터 처리량과 관계가 있으며, 모든 케이블들은 하위 호환된다.
일반적으로 HDMI 케이블은 전원선, 제어선, 및 통신선으로 이루어지며, 이들 전원선, 제어선, 및 통신선은 구리 도체를 사용하였다. 그러나, 이와 같이 구리 도체를 사용한 HDMI 케이블의 경우, 최근 상용화되고 있는 85인치 이상의 초고화질(Ultra Definition) 대면적 디스플레이 장치에 상기 HDMI 케이블을 사용하는데 있어서 몇가지 문제가 있다. 보다 상세하게는, 85인치 이상의 대면적 디스플레이 장치인 경우, 상기 디스플레이 장치와 셋톱 박스와 같은 주변 기기의 사이의 거리는 3m 이상이 될 수 있으며, 상기 디스플레이 장치의 초고화질로 인하여 대용량의 전송 용량이 요구된다. 뿐만 아니라, HDMI 케이블의 경우 외부로 노출되므로 미감을 위해 그 두께에 있어서 제한을 두는 경우가 많다. 이와 같이, HDMI 케이블의 길이 증가 및 대용량의 신호 전송 추세에 따라, 구리 도체를 사용한 HDMI 케이블은 신호 간섭으로 인하여 통신선을 통해 전송되는 신호의 왜곡이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 케이블 길이 증가에 따라, 특히 제어선의 경우 전압 강하가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 주된 목적은 HDMI 케이블의 길이 증가에도 그 두께를 일정 이하로 유지하면서 대용량의 전송 용량을 가질 수 있으며, 신호 간섭의 발생을 방지할 수 있는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블을 제공하는 것이다.
또한, 제어선의 전압 강하 문제가 발생하지 않는 HDMI 케이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 케이블은, 상기 HDMI 케이블의 중심부에 배치되는 케이블 코어와, 상기 케이블 코어를 감싸는 편조체와, 상기 편조체의 외곽을 감싸며 상기 케이블 코어를 보호하는 시스층을 구비하며, 상기 케이블 코어는, 적어도 하나 이상의 광섬유 심선과 상기 광섬유 심선을 실장하는 루즈 튜브를 갖는 상기 광섬유 유닛 및 도체와 상기 도체를 피복하는 절연층으로 각각 이루어진 복수 개의 전원선과 복수 개의 제어선을 가지며, 상기 광섬유 유닛은 상기 HDMI 케이블의 중심부에 위치하고 상기 복수 개의 전원선과 상기 복수 개의 제어선은 상기 광섬유 유닛의 외곽을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광섬유 유닛의 단면은 원형이며, 상기 전원선들과 상기 제어선들은 상기 광섬유 유닛의 단면이 원형을 유지할 수 있도록 상기 광섬유 유닛의 외곽에 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전원선들 및 상기 제어선들 중 적어도 하나는 상기 광섬유 유닛에 외접할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광섬유 유닛에 외접하는 상기 제어선의 중심과 상기 광섬유 유닛의 중심 사이의 거리는 상기 광섬유 유닛에 외접하는 상기 전원선의 중심과 상기 광섬유 유닛의 중심 사이의 거리보다 크거나 같을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어선의 도체의 직경은 상기 전원선의 도체의 직경은 동일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전원선의 도체의 직경 또는 상기 제어선의 도체의 직경은 32AWG(American Wire Gauge)보다 크고 24AWG보다 작을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 HDMI 케이블의 단면의 직경은 6mm 이하이며, 상기 HDMI 케이블의 길이는 3m 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제어선의 도체의 직경은 상기 전원선의 도체의 직경의 85%보다 크고 상기 전원선의 도체의 직경의 115%보다 작을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광섬유 심선은 다중모드 광섬유일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 루즈 튜브 내에는 충전재로서 파우더가 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전원선 및 상기 제어선과 상기 광섬유 유닛 사이에 배치되는 보조 인장재를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보조 인장재는 아라미드 얀 또는 글라스 얀일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전원선은 적어도 2개 이상이며, 상기 제어선은 적어도 3개 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 케이블 유닛과 상기 편조체 사이에는 상기 케이블 유닛을 바인딩하기 위한 테이핑을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 테이핑은 부직포 또는 PET로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 HDMI 케이블의 말단에 커넥터가 구비되고, 상기 커넥터 내부에 광전변환모듈이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, HDMI 케이블의 두께를 일정 이하로 유지하면서 길이를 길게 하여도 신호 간섭을 최소화하여 대용량의 데이터 전송이 가능하며, 제어선의 전압 강하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블을 개략적으로 나타내는 횡단면 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어선과 전원선의 단면도이다.
도 4는 도 1의 A를 확대한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명이 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블을 개략적으로 나타내는 횡단면 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블은 케이블 코어(101), 테이핑(140), 편조체(150), 시스층(160)로 이루어질 수 있으며, 케이블 코어(101)는 광섬유 유닛(110), 전원선(120), 및 제어선(130)을 구비할 수 있다.
광섬유 유닛(110)은 광섬유 심선(111), 루즈 튜브(112), 충전재(113)로 이루어질 수 있다.
광섬유 유닛(110)을 구성하는 루즈 튜브(112)는 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리카보네이트(PC), 나일론-12 같은 폴리아미드(PA) 등의 플라스틱 수지로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 이루어질 수 있다. 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지는 유연성, 기계적 강도가 우수하고, 결정화 속도가 빨라 상기 루즈 튜브(112) 제조 후 길이방향으로의 수축 정도가 작은 장점이 있다.
상기 루즈 튜브(112)는 튜브 형상으로 내부에는 상기 광섬유 심선(111), 충전재(113) 등을 실장할 수 있다. 여기서, 상기 루즈 튜브(112)의 외경/내경은 상기 케이블(100)의 용도에 따른 규격이 정해져 있고, 상기 규격은 상기 루즈 튜브(112)의 내부에 실장되는 상기 광섬유 심선(111)의 갯수, 상기 충전재(113)의 함량, 상기 케이블(100)에서 요구되는 굴곡 특성 등에 따라 결정될 수 있다.
즉, 상기 루즈 튜브(112)의 내경이 규격 미만인 경우 상기 루즈 튜브(112) 내에 포함되는 충전재(113)의 함량이 불충분하고 광섬유 심선(111)의 갯수 역시 감소되어 단위 시간당 전송가능한데이타 전송 효율이 저하될 수 있는 반면, 상기 루즈 튜브(112)의 외경이 규격 초과인 경우 상기 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)의 직경이 불필요하게 증가하게 되어 케이블(100)의 유연성을 감소시킴으로써 권취에 어려움을 초래하게 된다.
또한, 상기 루즈 튜브(112)의 두께는 상기 루즈 튜브(112)에 요구되는 기계적 강도, 유연성 등을 고려하여 결정될 수 있고, 예를 들어, 상기 루즈 튜브(112)의 두께는 상기 루즈 튜브(112)의 외경의 10% 이상, 바람직하게는 15% 이상일 수 있다.
상기 광섬유 유닛(110)을 형성하는 상기 루즈 튜브(112) 내에는 소정 갯수의 상기 광섬유 심선(111)이 실장될 수 있다. 상기 루즈 튜브(112) 내에 실장된 광섬유 심선(111)의 갯수는 1개, 2개, 또는 필요에 따라 3개 이상일 수 있다. 즉, 상기 광섬유 심선(111)의 갯수는 이를 포함하는 광케이블의 단위 시간당 전송가능한데이타 전송 효율, 케이블의 유연성 등에 따라 달라질 수 있다.
상기 각각의 광섬유 심선(111)은 통상 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중원기둥 구조로 되어 있고, 여기서 상기 코어(core)는 굴절률이 높은 실리카 재질의 유리광섬유 심선을 사용하고, 상기 클래딩(cladding)은 상기 코어(core) 보다 상대적으로 굴절률이 낮은 실리카 재질의 유리 또는 합성수지 등을 사용함으로써, 중심부를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 하여 신호를 전송하는 역할을 하도록 구현할 수 있다. 상기 코어(core)의 지름이 수 ㎛인 것을 단일모드 광섬유 심선, 수십 ㎛인 것을 다중 모드 광섬유 심선이라 하고, 코어의 굴절률 분포에 따라 계단형, 언덕형 광섬유 심선 등으로 분류될 수 있다.
본 발명에서는 커넥팅 작업시 광섬유 접속작업의 용이성을 위해상기 광섬유 심선(111)은 다중 모드 광섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
광섬유 심선(111)은 HDMI 규격에 따라 5개 이상일 수 있다. 일 예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 광섬유 심선(111)은 6개일 수 있으며, 5개는 통신선으로 기능하며, 1개는 여분일 수 있다.
또한, 상기 루즈 튜브(112) 내에는 상기 광섬유 심선(111)과 함께 충전재(113)가 충진될 수 있다. 광섬유 심선(111)들 간 또는 광섬유 심선(111)과 루즈 튜브(112) 사이의 접촉으로 인하여 광섬유 심선(111)에는 스트레스가 가해지고 이로 인하여 신호 손실이 발생할 수 있다.
따라서, 충전재(113)는 광섬유 심선(111)들 간 또는 광섬유 심선(111)과 루즈 튜브(112) 사이의 마찰을 감소시켜서 이들 사이의 스트레스를 감소시킬 수 있다.
충전재(113)는 방수 파우더 또는 젤리컴파운드일 수 있다. 상기 방수 파우더는 고흡수성 수지(Super absorbent polymer; SAP)로서, 자신의 무게보다 수십 내지 수백 배까지 물을 흡수하는 특성이 있어 상기 루즈 튜브(112) 내로 수분이 침투되는 것을 방지하는 방수의 용도로 사용하기에 적합하다. 상기 방수 파우더는 폴리아크릴산염계, PVA말레인산 반응물, 이소부틸렌말레인산 공중합체, 폴리아크릴로니트릴중합체, 폴리에틸렌 옥사이드가교체, 전분 아크릴로니트릴중합체, 전분 아크릴산그라프트중합체 등일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 충전재(113)로서 파우더를 사용하므로 젤리를 사용하는 경우보다 커넥팅작업시작업성을 개선할 수 있다. 즉, 젤리를 루즈 튜브(112) 내에 사용하는 경우에는 커넥팅작업시 젤리가 루즈 튜브(112)에서 유출되고 이를 닦아내어야 하므로 작업성이 떨어질 수 있다. 이에 반하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 충전재(113)로서 파우더를 사용하는 경우에는 커넥팅작업시 유체인 젤리가 유출되지 않아 젤리를 사용하는 경우보다 작업성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)에 있어서, 상기 루즈 튜브(112) 내에 소정 갯수의 상기 광섬유 심선(111), 충전재(113) 등이 실장된 상기 광섬유 유닛(110)은 상기 HDMI 케이블(100) 중심에 위치하고 광섬유 유닛(110)의 주위에 길이 방향으로 복수 개의 전원선(120)과 제어선(130)이 집합될 수 있다. 보다 상세하게는, 복수 개의 전원선(120)과 복수 개의 제어선(130)은 광섬유 유닛(110)의 외곽을 감싸도록 배치되며, 전원선(120)들과 제어선(130)들 중 적어도 하나 이상은 광섬유 유닛(110)에 외접할 수 있다. 전원선(120)들과 제어선(130)들에 의해 둘러싸인 광섬유 유닛(110)은 HDMI 케이블(100)의 중심부에 위치할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 광섬유 유닛(110)이 상기 HDMI 케이블(100)의 중심부에 배치됨으로써, 케이블 코어(101)에 편조체(150)를 형성하는 편조공정시에 광섬유 심선(111)에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있다.
또한, 광섬유 유닛(110)은 전원선(120)들과 제어선(130)들에 의해 광섬유 유닛(110)의 단면의 형상이 외부 충격으로부터 유지될 수 있다. 광섬유 유닛(110)의 단면이 원형인 경우, 광섬유 유닛(110)의 외곽을 전원선(120)들과 제어선(130)들이 감싸서 외부로부터의 충격을 흡수하므로, HDMI 케이블(100)의 제조 공정 중이나 HDMI 케이블(100)의 만곡하여 설치하거나 보관하는 중에도 광섬유 유닛(110)의 원형 단면은 유지될 수 있다.
광섬유 유닛(110)이 HDMI 케이블(100)의 중심에 배치되고 그 외곽에 전원선(120)들과 제어선(130)들이 둘러싸므로 루즈 튜브(112) 내에 배치되는 광섬유 심선(111)에 전달되는 스트레스를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 광섬유 심선(111)을 통한 신호에 있어서, 스트레스에 의한 신호 전달의 손실을 방지할 수 있다.
케이블 코어(101)는 복수 개의 전원선(120)과 복수 개의 제어선(130)을 구비할 수 있다. 전원선(120)은 전원을 전송하는 기능을 하며, 제어선(130)은 제어신호를 전송하는 기능을 할 수 있다. HDMI 규격에 따르면, 전원선(120)은 적어도 2개 이상이며, 제어선(130)은 3개 이상일 수 있다. 일 예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전원선(120)은 3개이고, 제어선(130)은 5개일 수 있다. 상술한 바와 같이, 전원선(120)들과 제어선(130)들은 광섬유 유닛(110)을 중심으로 광섬유 유닛(110)의 외곽에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 전원선(120)들과 제어선(130)들은 헬리컬(helical) 꼬임 또는 S-Z 꼬임으로 상기 중심 광섬유 유닛(110) 주위에 집합될 수 있다. 이와 같이 광섬유 유닛(110)을 중심으로 전원선(120)들과 제어선(130)들이 꼬임으로 배치되므로 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)의 단면이 원형을 유지될 수 있으며, 이에 따라 광섬유 유닛(110)에 가해지는 압력을 분산시켜 광섬유 심선(111)의 단선, 특성 저항 등을 최소화할 수 있다.
전원선(120)들과 제어선(130)들은 각각 도체(121, 131)와 상기 도체(121, 131)의 외측면을 감싸는 절연층(122, 132)으로 이루어질 수 있다. 즉, 전원선(120)은 도체(121)와 절연층(122)으로 이루어지며, 제어선(130)은 도체(131)과 절연층(132)으로 이루어질 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 광섬유 유닛, 제어선, 및 전원선의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 전원선(120)들 중 적어도 하나는 광섬유 유닛(110)과 외접할 수 있으며, 제어선(130)들 중 적어도 하나는 광섬유 유닛(110)과 외접할 수 있다. 이와 같이 전원선(120)과 제어선(130)이 광섬유 유닛(110)과 외접하는 경우, 광섬유 유닛(110)에 외접하는 제어선(130)의 중심(C3)과 광섬유 유닛(110)의 중심(C1) 사이의 거리(b)는 광섬유 유닛(110)에 외접하는 전원선(120)의 중심(C2)과 광섬유 유닛(110)의 중심(C1) 사이의 거리보다 크거나 같을 수 있다. 이에 따라, 제어선(130)에서 발생하는 전압 강하를 최소화할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
도 4는 도 1에 도시된 제어선과 전원선의 변형예에 따른 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)이 전원선(120)의 직경(D2)보다 작을 수 있다. 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)은 절연층(132)를 제외한 것이며, 전원선(120)의 직경(D2)은 도체(131)와 절연층(132)을 모두 포함한 것이다. 또한, 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)은 32AWG(American Wire Gauge) 보다 더 클 수 있다. 여기서 32AWG는 0.203mm 이다.
상술한 바와 같이, 최근에는 85인치 이상의 초고화질(UD) 대면적 디스플레이 장치가 상용화됨에 따라, 대용량의 데이터 전송이 가능하며 3m이상의 길이를 가지며 두께는 작은 HDMI 케이블이 요구되고 있다. 종래의 HDMI 케이블의 경우, 전원선, 제어선, 및 통신선을 모두 구리 도체를 이용하였다. 구리 도체를 이용한 HDMI 케이블의 경우, 케이블의 두께를 6mm이하로 유지하면서 그 길이를 3m이상으로 형성하면, 통신선은 포워드(Forward) 6.25Gbps, 백워드(Backward) 3.125Gbps의 전송 용량을 가질 수 없으며, 제어선은 전압 강하로 인하여 신호 손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 통신선으로 광섬유 심선(111)을 이용하여 HDMI 케이블(100) 전체의 두께를 6mm 이하로 유지하면서도 포워드(Forward) 6.25Gbps, 백워드(Backward) 3.125Gbps 이상의 전송 용량을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 상기 HDMI 케이블(100) 전체의 두께를 6mm 이하로 유지하면서 제어선(130)의 도체(131)의 직경을 전원선(120)의 도체(121)의 직경보다 크거나 같게 형성함으로써 상기 HDMI 케이블(100)의 길이가 길어짐에 따라 발생할 수 있는 제어선(130)에서의 전압 강하를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 그 두께를 6mm 이하로 형성되고, 길이를 3m 이상으로 형성되면서, 포워드(Forward)의 경우 6.25Gbps, 백워드(Backward)의 경우 3.125Gbps의 전송 용량을 가질 경우, 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)은 32AWG 보다 더 클 수 있다. 여기서 32AWG는 0.203mm 이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 구리 도체를 사용한 HDMI 케이블보다 그 두께는 더 얇게 형성하고, 길이는 더 길게 형성하며, 신호 손실없이 큰 전송 용량을 가질 수 있으며, 제어선의 전압 강하 역시 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블은 상기 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)이 상기 전원선(120)의 도체(121)의 직경(d2)과 동일하고, 상기 제어선(130)의 전체 직경(D3)이 상기 전원선(120)의 전체 직경(D2)과 동일할 수 있다. 이 경우, 상기 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)과 상기 전원선(120)의 도체(121)의 직경(d2)은 32AWG보다 크고 24AWG보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블은 상기 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)이 상기 전원선(120)의 도체(121)의 직경(d2)의 85%보다 크고 상기 전원선(120)의 도체(121)의 직경(d2)의 115%보다 작으며, 상기 제어선(130)의 전체 직경(D3)은 상기 전원선(120)의 전체 직경(D2)의 85%보다 크고 상기 전원선(120)의 전체 직경(D2)의 115%보다 작을 수 있다. 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)이 전원선(120)의 도체(121)의 직경(d2)의 85%보다 작은 경우에는 제어선(130)의 전압 강하가 심화되어 신호 손실이 발생할 수 있다. 또한, 제어선(130)의 도체(131)의 직경(d3)이 전원선(120)의 도체(121)의 직경(d2)의 115%보다 큰 경우에는 제어선(130)이 전원선(120)보다 직경이 더 크므로 HDMI 케이블(100) 외부에서 외력이 가해지는 경우 제어선(130)이 전원선(120)보다 광섬유 유닛(110)을 누르게 되어 광섬유 유닛(110)의 단면 형성을 유지하지 못할 수 있으며, 이에 따라 광섬유 유닛(110) 내의 광섬유 심선(111)에 스트레스가 가해져서 광섬유 심선(111)을 통해 전송되는 신호의 손실이 발생할 수 있다.
전원선(120) 및 제어선(130)과 광섬유 유닛(110) 사이에는 보조 인장재(170)가 종입될 수 있다.
도 5는 도 1의 A를 확대한 도면이다. 도 5를 참조하면, 보조 인장재(170)는 전원선(120) 및 제어선(130)과 광섬유 유닛(110) 사이의 빈 공간에 배치될 수 있다. 이때, 전원선(120) 및 제어선(130)과 광섬유 유닛(110)은 서로 외접하지만 완전히 접하지 않고 서로 이격될 수 있는데, 보조 인장재(170)는 전원선(120) 및 제어선(130)과 광섬유 유닛(110)의 이격된 사이에도 배치될 수 있다.
보조 인장재(170)는 케이블의 집합 공정시 발생하는 광섬유 유닛(110)에 가해지는 압력을 분산시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 전원선(120) 및 제어선(130) 들은 광섬유 유닛(110)을 중심으로 꼬임으로 집합되는바, 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)을 굽히게 되면 서로 꼬여서 배치되는 전원선(120) 및 제어선(130)들은 꼬임의 펴짐으로 인하여 굽힘응력(bending stress)을 분산할 수 있으나, 광섬유 유닛(110)은 꼬임없이 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100) 중심에 배치되므로 굽힘응력이 증가하게 된다. 이 경우, 보조 인장재(170)는 전원선(120) 및 제어선(130)과 광섬유 유닛(110) 사이에 종입되어 광섬유 유닛(110)에 가해지는 굽힘응력을 분산시켜 광섬유 유닛(110) 내의 광섬유 심선(111)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 보조 인장재(170)는 글라스 얀, 케브라아라미드 얀(Kevlar aramid yarn), 에폭시섬유봉(Fiber glass epoxy rod), 섬유강화폴리에틸렌(FRP; Fiber Reinforced Polyethylene), 고강도 섬유, 아연도금강선, 강선 등으로 이루어질 수 있다.
편조체(150)는 테이핑(140)을 개재한 상태로 전원선(120) 및 제어선(130)의 외곽에서 감쌀 수 있다. 상기 테이핑(140)은 부직포 또는 PET로 이루어질 수 있다.
편조체(150)는 주석 도금된 구리선(tin copper braid)의 편조 구조물로서, 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)을 보호하는 시스층(160)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있고, 상기 케이블의 뒤틀림시 복원력을 향상시킬 수 있다.
편조체(150)의 외곽에 감싸져 상기 전선 유닛들을 포함한 구성요소들을 보호하는 시스층(160)을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)은 광섬유 유닛(110)을 중심으로 이의 주변에 집합된 상기 하나 이상의 전원선(120) 및 제어선(130)의 둘레를 시스층(160)이 감싸는 구조를 가질 수 있다. 상기 시스층(160)의 두께는 상기 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블(100)의 용도, 구체적으로 케이블의 전체 직경, 요구되는 유연성, 굴곡특성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 HDMI 케이블은 전자기기와의 접속을 위해 말단에 커넥터를 구비할 수 있다. 또한, 통신선으로 광섬유 유닛을 사용함에 따라 상기 커넥터 내부에는 광신호와 전기신호의 변환을 위한 광전변환모듈이 구비될 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100: HDMI 케이블 110: 광섬유 유닛
111: 광섬유 심선 112: 루즈 튜브
113: 충전재 120: 전원선
130: 제어선 121, 131: 도체
122, 132: 절연층 140: 테이핑
150: 편조체 160: 시스층

Claims (16)

  1. 광섬유 유닛을 구비한 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 케이블에 있어서,
    상기 HDMI 케이블의 중심부에 배치되는 케이블 코어;
    상기 케이블 코어를 감싸는 편조체; 및
    상기 편조체의 외곽을 감싸며 상기 케이블 코어를 보호하는 시스층; 을 구비하며,
    상기 케이블 코어는,
    적어도 하나 이상의 광섬유 심선과 상기 광섬유 심선을 실장하는 루즈 튜브를 갖는 상기 광섬유 유닛; 및
    도체와 상기 도체를 피복하는 절연층으로 각각 이루어진 복수 개의 전원선과 복수 개의 제어선; 을 가지며,
    상기 광섬유 유닛은 상기 HDMI 케이블의 중심부에 위치하고, 상기 복수 개의 전원선과 상기 복수 개의 제어선은 상기 광섬유 유닛의 외곽을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유 유닛의 단면은 원형이며, 상기 전원선들과 상기 제어선들은 상기 광섬유 유닛의 단면이 원형을 유지할 수 있도록 상기 광섬유 유닛의 외곽에 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원선들 및 상기 제어선들 중 적어도 하나는 상기 광섬유 유닛에 외접하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광섬유 유닛에 외접하는 상기 제어선의 중심과 상기 광섬유 유닛의 중심 사이의 거리는 상기 광섬유 유닛에 외접하는 상기 전원선의 중심과 상기 광섬유 유닛의 중심 사이의 거리보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어선의 도체의 직경은 상기 전원선의 도체의 직경과 동일한 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원선의 도체의 직경 또는 상기 제어선의 도체의 직경은 32AWG(American Wire Gauge)보다 크고 24AWG보다 작은 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 HDMI 케이블의 단면의 직경은 6mm 이하이며, 상기 HDMI 케이블의 길이는 3m 이상인 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어선의 도체의 직경은 상기 전원선의 도체의 직경의 85%보다 크고 상기 전원선의 도체의 직경의 115%보다 작은 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유 심선은 다중모드 광섬유인 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 루즈 튜브 내에는 충전재로서 파우더가 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전원선 및 상기 제어선과 상기 광섬유 유닛 사이에 배치되는 보조 인장재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조 인장재는 아라미드 얀 또는 글라스 얀인 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전원선은 적어도 2개 이상이며, 상기 제어선은 적어도 3개 이상인 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 코어와 상기 편조체 사이에는 상기 케이블 유닛을 바인딩하기 위한 테이핑을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 테이핑은 부직포 또는 PET로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 HDMI 케이블 말단에 커넥터가 구비되고, 상기 커넥터 내부에 광전변환모듈이 구비된 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛을 구비한 HDMI 케이블.

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