KR20140120892A - 삽입부를 갖는 멀티 채널 광학 커넥터 - Google Patents

Abstract

커넥터는, 적어도 하나의 캐비티를 규정하는 제1 외측 하우징으로서, 그 캐비티가 원통형인, 제1 외측 하우징; 및 캐비티 내에 배치된 제1 삽입부를 포함하고, 제1 삽입부는, 적어도, 원통형인 제1 하우징; 제1 하우징 내의 제1 페룰로서, 제1 페룰은 캐비티 내에 수용되도록 아치형 측면들과 함께 구성되고, 제1 페룰은, 단부면, 단부면에 규정된, 정렬 핀을 수용하기 위한 적어도 하나의 정렬 홀, 및 광섬유를 수용하기 위한 적어도 하나의 섬유 수용 채널을 포함하는 것인, 제1 페룰: 및 제1 페룰의 섬유 수용 채널 내에 배치된 광섬유를 포함한다.

Description

삽입부를 갖는 멀티 채널 광학 커넥터{MULTI-CHANNEL OPTICAL CONNECTOR WITH INSERTS}

본 발명은, 일반적으로 강화된 광학 커넥터(ruggedized optical connectors)에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 멀티 채널 강화형 광학 커넥터에 관한 것이다.

광섬유 커넥터는 본질적으로 모든 광섬유 통신 시스템들의 중요 부분이다. 예를 들어, 이러한 커넥터들은, 섬유의 세그먼트들을 더욱 긴 길이들로 연결하고, 섬유를 방사원, 검출기, 중계기 등의 활성 장치들에 접속하고, 섬유를 스위치, 멀티플렉서, 감쇄기 등의 수동 장치들에 연결하는 데 사용된다. 광섬유 커넥터의 주요 기능은, 광섬유의 코어가 정합 구조의 광학 경로와 축 방향으로 정렬되도록 광섬유 단부를 유지하는 것이다. 이러한 방식으로, 광섬유로부터의 광이 광학 경로에 광학적으로 결합된다.

본 명세서에서 특히 관심을 갖는 것은 멀티 캐비티 커넥터이다. 이러한 커넥터는, 통상적으로, 내측 조립체들을 유지하기 위한 복수의 캐비티 즉 "삽입부"를 규정하는 외측 하우징을 포함한다(예를 들어, 본 명세서에서 참고로 원용되는 미국 특허번호 제7,775,725호를 참조한다). 수년에 걸쳐, 멀티 캐비티 커넥터들은, 통상적으로 스크류 접속을 통해 정합 커넥터의 외측 하우징과 정합하도록 구성된 외측 하우징을 포함하는, 강화된 커넥터 시스템으로 발전해 왔다. 많은 미군 시방서들에는, 특히, 예를 들어, MIL-C-38999, MIL-C-5015, MIL-T-29504를 비롯하여 이러한 멀티 캐비티 커넥터와 광섬유 단자가 기술되어 있다.

이러한 멀티 캐비티 커넥터 시스템들은 상업적으로 성공한 것이지만, 출원인들은 통상적인 삽입부와 상호 교환가능하며 이에 따라 기존의 외측 하우징에서 사용될 수 있는 멀티 채널 광학적 삽입부가 필요함을 알게 되었다. 본 발명은 특히 이러한 필요성을 충족한다.

해결책은, MIL 38999형 커넥터 등의 기존의 멀티 캐비티 커넥터를 위한 멀티 채널 광학적 삽입부를 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 외측 하우징의 캐비티에 일치하도록 아치형 측면들을 갖는 멀티 섬유 페룰(multi-fiber ferrule)로 삽입부를 구성함으로써, 이러한 삽입부들에 통상적으로 내재되어 있는 공간 제약을 피한다. 이는, 페룰이 통상적으로 삽입부 하우징 내에 포함되고 삽입부 하우징이 캐비티에 일치하도록 구성되는 통상적인 광학 커넥터 구성과는 다름을 나타낸다. 페룰을 삽입부 하우징 내에 포함하기보다는 캐비티에 일치하도록 구성함으로써, 다수의 섬유 채널을 수용하기 위한 더욱 많은 영역을 페룰 단부면(end face)에 제공하게 된다. 또한, 캐비티 벽에 일치하도록 아치형 측면들의 허용 오차를 엄격하게 함으로써, 캐비티 내의 페룰의 위치를 정확하게 제어할 수 있다.

이제, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 예를 들어 설명한다.

도 1a와 도 1b는 각각 본 발명의 플러그 커넥터 실시예의 외측 하우징의 정면도와 측면도.
도 2a와 도 2b는 각각 본 발명의 리셉터클 실시예의 외측 하우징의 정면도와 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 삽입부 실시예의 사시도.
도 4는 도 3의 제1 삽입부의 단면도.
도 5는 본 발명의 리셉터클 삽입부 실시예의 사시도
도 6은 도 5의 제1 삽입부의 단면도.
도 7은 도 4와 도 6에 도시한 실시예에서 사용되는 바와 같이 본 발명의 페룰의 일 실시예를 도시하는 도.
도 8은 도 3과 도 5의 플러그 삽입부와 제2 삽입부의 상호 접속을 점선으로 나타내는 정합 상태에 있는 도 1과 도 2의 외측 하우징을 도시하는 도.
도 9는 정합 상태에 있는 상호 접속된 플러그 삽입부와 제2 삽입부의 도 8로부터의 확대 단면도.
도 10은 본 발명의 페룰의 대체 실시예를 도시하는 도.
도 11은 도 10의 페룰을 갖는 본 발명의 제1 삽입부 실시예의 사시도.
도 12는 도 10의 페룰을 갖는 본 발명의 제1 삽입부 실시예의 사시도,
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 페룰의 대체 실시예를 도시하는 도.

본 발명은 MIL 38999형 커넥터 등의 기존의 멀티 캐비티 커넥터를 위한 멀티 채널 광학적 삽입부를 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 외측 하우징의 캐비티에 일치하도록 아치형 측면들을 갖는 멀티 섬유 페룰로 삽입부를 구성함으로써, 이러한 삽입부들에 통상적으로 내재되는 공간 제약을 피한다. 이는, 페룰이 통상적으로 삽입부 하우징 내에 포함되고 삽입부 하우징이 캐비티에 일치하도록 구성되는 통상적인 광학 커넥터 구성과는 다름을 나타낸다. 페룰을 삽입부 하우징 내에 포함시키기보다는 캐비티에 일치하도록 구성함으로써, 다수의 섬유 채널을 수용하기 위한 더욱 많은 영역을 페룰 단부면에 제공하게 된다. 또한, 캐비티 벽에 일치하도록 아치형 측면들의 허용 오차를 엄격하게 함으로써, 캐비티 내의 페룰의 위치를 정확하게 제어할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 양태는, 삽입부를 유지하도록 구성된 캐비티에 일치하도록 아치형 측면들을 갖는 페룰을 구비하는 삽입부를 포함하는 커넥터 시스템이다. 일 실시예에서, 커넥터 시스템은, (a) 적어도 하나의 캐비티를 규정하는 제1 외측 하우징으로서, 상기 캐비티가 원형인, 상기 제1 외측 하우징; (b) 상기 캐비티 내에 배치된 제1 삽입부; (c) 적어도 하나의 캐비티를 규정하는 제2 외측 하우징으로서, 상기 캐비티가 원형인, 상기 제2 외측 하우징; 및 (d) 상기 캐비티 내에 배치된 제2 삽입부를 포함하고, 상기 제1 삽입부는, (i) 원형인 제1 하우징; (ii) 상기 제1 하우징 내에 있으며, 상기 캐비티 내에 수용되도록 아치형 측면들과 함께 구성된 제1 페룰로서, 상기 제1 페룰은 단부면, 상기 단부면 내에 규정된, 정렬 핀을 수용하기 위한 적어도 하나의 정렬 홀, 및 광섬유를 수용하기 위한 적어도 하나의 섬유 수용 채널을 포함하는 것인, 상기 제1 페룰; 및 (iii) 상기 제1 페룰의 상기 섬유 수용 채널 내에 배치된 광섬유를 적어도 포함하고, 상기 제2 삽입부는, (i) 원형인 제2 하우징; (ii) 상기 제2 하우징 내에 있으며, 상기 캐비티 내에 수용되도록 아치형 측면들과 함께 구성된 제2 페룰로서, 상기 제2 페룰은 단부면, 상기 단부면 내에 규정된, 정렬 핀을 수용하기 위한 적어도 하나의 정렬 홀, 및 광섬유를 수용하기 위한 적어도 하나의 섬유 수용 채널을 포함하는 것인, 상기 제2 페룰; 및 (iii) 상기 제2 페룰의 상기 섬유 수용 채널 내에 배치된 광섬유를 적어도 포함한다.

본 발명의 삽입부와 페룰 구성이, 종래의 삽입부 구성보다 고 채널 밀도와 기존의 커넥터 부품들과의 상호 교환가능성 등의 상당한 장점들을 갖는다는 점은 본 명세서의 상세한 설명으로부터 명백하다. 본 발명의 삽입부와 페룰의 다른 장점들도 예상된다.

도 1 내지 도 6을 참조해 보면, 본 발명의 커넥터 시스템의 일 실시예가 도시되어 있다. 커넥터 시스템은 적어도 하나의 캐비티(104)를 규정하는 제1 외측 하우징(101)을 포함하는 제1 커넥터를 포함한다. 캐비티(104) 내에는, 본 실시예에서 플러그 삽입부로 되는 제1 삽입부(300)가 배치된다. 제1 삽입부(300)는 제1 원통형 하우징(301)을 포함하고 제1 페룰(302)을 유지한다. 제1 페룰(302)은 캐비티(104) 내에 바짝 수용되는 아치형 측면들(306)을 갖는다. 제1 페룰(302)은, 또한, 단부면(307), 상기 단부면(307) 내에 규정된, 정렬 핀을 수용하기 위한 적어도 하나의 제1 정렬 홀(304), 및 광섬유(도시하지 않음)를 수용하기 위한 적어도 하나의 섬유 수용 채널(예를 들어, 도 8의 채널(702) 참조)을 포함한다.

일 실시예에서, 커넥터 시스템은 제2 커넥터를 포함한다. (도 1 내지 도 5의 커넥터 시스템에는 제2 커넥터가 도시되어 있지만, 본 발명은, 예를 들어, 다른 커넥터, 어댑터, 및 능동 장치나 수동 장치와 집적된 어댑터를 포함하는 임의의 정합 구조와 정합하도록 구성된 하나의 커넥터만 갖고서 실시할 수 있다.) 제2 커넥터는 적어도 하나의 캐비티(204)를 규정하는 제2 외측 하우징(201)을 포함한다. 캐비티(204) 내에는, 본 실시예에서 리셉터클 삽입부로 되는 제2 삽입부(500)의 적어도 일부가 배치된다. 제2 삽입부(500)는, 제1 키(503)를 갖고 제2 페룰(502)을 유지하는 제2 원통형 하우징(501)을 포함한다. 제2 페룰(502)은 상기 제2 외측 하우징(201)의 상기 캐비티(204) 내에 바짝 수용되는 아치형 측면들(506)을 갖는다. 제2 페룰은 단부면(507), 정렬 핀(502)을 수용하기 위한 적어도 하나의 제2 정렬 홀(504), 및 광섬유(도시하지 않음)를 수용하기 위한 적어도 하나의 섬유 수용 채널(예를 들어, 도 7의 채널(702) 참조)을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 외측 하우징(101, 201)은, 상기 제1 및 제2 페룰이 광학적으로 결합되는 정합 상태로 상기 제1 및 제2 외측 하우징을 연결하기 위한 기계적 상호 체결 기구를 포함한다. 이러한 요소들을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

도 1a와 도 1b 및 도 2a와 도 2b를 참조해 보면, 본 발명의 커넥터의 플러그와 리셉터클 실시예들의 제1 및 제2 외측 하우징(101, 201)이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 외측 하우징들은 제1 및 제2 삽입부들을 유지하도록 그리고 기계적으로 상호 연결하도록 기능을 하며, 이에 따라, 제1 삽입부(들)를 제2 삽입부(들)와 결합하여 이들 간의 광학적 결합을 이룬다.

도 1a를 참조해 보면, 본 실시예에서 플러그 외측 하우징으로 되는 제1 외측 하우징(101)은 하나 이상의 캐비티(104)를 포함한다. 캐비티들의 개수는 실시예에 따라 다를 수 있으며, 1개 내지 10개 이상일 수 있다. 도 1a에 도시한 실시예에서는, 8개의 캐비티가 있다. 본 실시예에서, 캐비티들(104)은 원통 형상을 갖고, 이에 따라 (후술하는) 원통 형상 삽입부들을 수용하도록 구성된다. 캐비티들(104)은 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 전기적 삽입부 또는 광학적 삽입부를 수용하도록 구성된다는 점을 이해하기 바란다. 따라서, 소정의 외측 하우징(101)은 다양한 캐비티들(104) 내에 전기적 및 광학적 제1 삽입부들의 조합을 포함할 수 있다.

도 2a를 참조해 보면, 본 실시예에서 리셉터클 외측 하우징으로 되는 제2 외측 하우징이 도시되어 있다. 제1 외측 하우징(101)처럼, 제2 외측 하우징(201)은, (후술하는) 제2 삽입부들이 배치될 수 있는 하나 이상의 캐비티(204)를 포함한다. 또한, 제1 외측 하우징(101)처럼, 캐비티들은 원통 형상이며, 전기적 삽입부 또는 광학적 삽입부를 수용하도록 구성된다.

전술한 바와 같이, 일 실시예에서, 외측 하우징은 제1 외측 하우징(101)을 리셉터클 하우징(201)과 상호 연결하기 위한 수단을 포함한다. 이를 위해, 일 실시예에서, 외측 하우징(101)은 몸체(102)에 회전가능하게 연결되는 너트(103)를 포함한다. 외측 하우징(201)은, 너트(103)와의 상호 체결을 위해 외측 하우징의 전방 부분 상에 규정되는 스레드(203)를 갖는 몸체(202)를 포함한다. 이러한 구성은 당해 기술에 공지되어 있다. 제1 및 제2 외측 하우징은, 스레드(203)와 상호 체결하는 너트(103)를 통해 연결되면, 제1 및 제2 커넥터가 도 8에 도시한 바와 같이 정합 상태에 있게 된다. 또한, 일 실시예에서, 제1 및 제2 외측 하우징은 페룰들이 미리 정렬되는 것을 보장하도록 키잉(key)된다. 구체적으로, 일 실시예에서, 외측 하우징(101)은 키들을 갖고, 제2 외측 하우징은 키 경로들을 갖는다. 2개의 외측 하우징 간의 키잉이 개시된 후에, 하우징(101)의 너트를 사용하여 플러그 유닛을 리셉터클 유닛과 체결한다.

일 실시예에서, 외측 하우징들(101, 102)은 산업 표준 연결 구성에 대한 공통 사양서를 따르도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 커넥터는 MIL-38999 표준을 따르도록 구성된다.

도 3과 도 4를 참조해 보면, 제1 삽입부(300)의 사시도와 단면도가 도시되어 있다. 이러한 특정한 실시예에서, 제1 삽입부(300)는 플러그 삽입부이다. 일 실시예에서, 제1 삽입부(300)는, 페룰(302)을 포함하고 유지하는 하우징(301)을 포함한다.

제1 삽입부(300)의 외측 둘레는 외측 하우징(101) 내에 수용되도록 구성된다. 일 실시예에서, 외측 하우징은, 페룰(302)을 수용하는 캐비티(104) 및 제1 하우징(301)을 수용하기 위한 더욱 큰 다른 캐비티를 포함한다. 구체적으로, 도 14를 참조해 보면, 제1 및 제2 커넥터는 정합 상태에 있는 것으로 도시된다. 제1 및 제2 외측 하우징(101, 201)은 하우징들(301, 501)을 수용하기 위한 이차 캐비티들(1401, 1402)을 포함한다. 본 실시예에서, 이차 캐비티들(1401, 1402)은, 하우징들(301, 501)이 쉽게 삽입될 수 있도록 캐비티들(104, 204)보다 약간 크다.

전술한 바와 같이, 페룰(302)의 측면들(306)은 캐비티(104)에 일치하도록 아치형으로 되어 있다. 더욱 구체적으로, 멀티 섬유 페룰들은 통상적으로 직선형이고 이에 따라 원통형 캐비티에 꼭 들어맞도록 구성되지는 않지만, 본 발명의 페룰(302)은, 본질적으로 하우징(301)의 둘레와 동일한 면을 이루는 아치형 측면들(306)을 갖는다. 아치형 측면들은 삽입부를 원통형 캐비티(104) 내에 삽입하는 것을 용이하게 할 뿐만 아니라 캐비티 내에 페룰을 위치시키는 기능도 행한다. 다시 말하면, 페룰의 아치형 측면들은 캐비티의 벽과 접하고 캐비티 내에 페룰을 위치시키도록 기능을 한다. 이에 따라, 일 실시예에서, 아치형 측면들은 캐비티의 반경과 거의 동일한 곡률 반경을 갖는다(양측 부분들의 제조 허용 오차로 인해, 필수 사항은 아니지만, 최악의 허용 오차가 있는 경우에서도 성공적인 삽입을 보장하도록 페룰의 아치형 측면들의 반경을 약간 작게 유지하는 것이 바람직하다).

페룰은 다양한 방식으로 하우징에 고정될 수 있다. 예를 들어, 구체적인 본 실시예에서, 하우징은, 페룰의 아치형 측면들과 협동하는 그루브(310)를 포함한다. 구체적으로, 페룰의 아치 반경은 그루브와 동일한 반경을 갖고, 이에 따라, 리테이너 클립(retainer clip; 305)은, 장착되는 경우, 페룰의 아치형 측면들과 그루브의 하부에 대하여 동시에 장착된다. 리테이너 클립은, 페룰을 중심에 두도록 기능을 하고 클립(305)에 간섭하는 페룰 숄더(ferrule shoulder; 703)(도 7 참조)에 의해 페룰이 하우징으로부터 분리되는 것을 방지하도록 기능을 한다.

일 실시예에서, 제1 삽입부(300)는, 삽입부가 캐비티(104) 내에 방사상으로 위치하는 것을 보장하기 위한 정렬 기구를 포함한다. 이를 위해, 일 실시예에서, 정렬 기구는, 키(303)를 포함하고, 특정한 본 실시예에서, 이 키는 삽입부(300)의 하우징(301)으로부터의 돌출부이다. 외측 하우징(101)은, 삽입부가 캐비티(204) 내에 배치되면 하우징(201)에 대한 삽입부의 방사상 위치가 슬롯(1403) 내에 있는 키(303)에 의해 유지되도록 키(303)를 수용하기 위한 대응하는 슬롯(1403)(도 14 참조)을 규정한다. 키(303)가 본 실시예에서는 돌출부로서 도시되어 있지만, 대체 실시예들도 있다는 점을 이해하기 바란다. 예를 들어, 하우징이 돌출 키를 갖기보다는, 캐비티가 돌출 키를 가질 수 있고 하우징(301)이 그 키를 수용하기 위한 슬롯을 가질 수 있다. 본 개시 내용의 당업자라면 또 다른 실시예들도 알 것이다.

일 실시예에서, 제1 삽입부(300)는 페룰(302)을 전방으로 바이어싱하도록 구성된다. 구체적으로, 출원인들은, 캐비티(일반적으로 클립) 내에 삽입부를 고정하는 기구로 인해, 축방향 허용 오차 축적이 상당히 발생하고, 따라서 (후술하는) 제2 삽입부(500)와 제1 삽입부(300) 간의 물리적 접촉이 보장되지 않음을 알게 되었다. 이에 따라, 일 실시예에서, 출원인은, 이러한 문제점을, 삽입부들 중 적어도 하나의 페룰들을 전방으로 바이어싱함으로써 해결하였다. 이를 위해, 도 4를 참조해 보면, 스프링(401)을 사용하여 페룰(302)을 전방으로 바이어싱한다. 더욱 구체적으로, 본 실시예에서, 하우징(301)은 2개의 부분, 즉, 전방 부분(301a)과 후방 부분(301b)으로 분리된다. 전방 부분과 후방 부분은 억지 끼워맞춤(interference fit)에 의해 압입 끼워맞춤(press fit)된다. 페룰은 전방 부분(301a)의 장착 슬롯(330) 내에 슬라이딩가능하게 고정된다. 스프링은 페룰을 전방으로 바이어싱한다.

도 3 내지 도 6에 도시한 삽입부 실시예들에서는, 제1 삽입부(300)만이 전방으로 바이어싱된다. 이러한 실시예는, 너트(103) 때문에 제1 외측 하우징(101)이 제2 외측 하우징(201)보다 축방향으로 길다는 일부 장점들을 갖는다. 이러한 추가 길이는, 연신된 제1 삽입부(300), 특히, 스프링 기구 때문에 제2 삽입부(500)보다 긴 페룰을 보호한다. 본 실시예는 제1 삽입부가 전방으로 바이어싱된 경우만을 예시하고 있지만, 다른 실시예들이 가능하다는 점을 이해하기 바란다. 예를 들어, 제2 삽입부(500)만이 바이어싱될 수 있고 또는 이러한 삽입부들 모두가 전방으로 바이어싱될 수 있다.

도 5와 도 6을 참조해 보면, 제2 삽입부(500)가 도시되어 있다. 제2 삽입부(500)는 페룰(502)을 유지하는 하우징(501)을 포함한다. 페룰(302)처럼, 페룰(502)의 측면들(506)은, 페룰(302)이 캐비티(104) 내에 수용되는 것과 마찬가지로, 페룰이 캐비티(204) 내에 수용되도록, 아치형이다. 본 실시예에서, 제1 삽입부(300)처럼, 제2 삽입부(500)는, 삽입부(500)가 캐비티(204) 내에 배치되면 키(503) 및 대응하는 슬롯(도시하지 않음)이 캐비티(204) 내의 삽입부(500)를 방사상으로 정렬시키도록, 캐비티(204) 내의 대응하는 슬롯 내에 수용되는 키(503)를 포함한다.

도 3의 경우에서 설명한 바와 같이 클립(305)과 마찬가지로, 제2 삽입부(500)는, 페룰의 아치형 측면들과 협동하는, 하우징(501) 내의 그루브(510)를 포함한다. 제1 삽입부처럼, 페룰의 아치형 반경은 그루브와 동일한 반경을 갖고, 이에 따라, 리테이너 클립(505)은, 장착되면, 그루브의 하부와 페룰의 아치형 측면들에 대하여 동시에 장착된다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 삽입부(300, 500)는 광섬유들을 고정하도록 기능을 하고 광섬유들의 광학적 결합을 용이하게 한다. 일 실시예에서, 삽입부들(300, 500)의 페룰들(302, 502) 간의 광학적 결합을 용이하게 하도록, 페룰은, 제1 삽입부(300)의 페룰(302)을 (후술하는) 제2 삽입부(500)의 대응하는 페룰(502)과 정렬하기 위한 정렬 기구(304)를 포함한다. 구체적인 본 실시예에서, 정렬 기구는 정렬 홀/정렬 핀이다. 구체적으로, 페룰(302)은, (도 5에 도시한) 정렬 핀(520)을 수용하도록 구성된 정렬 홀(304)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 삽입부들이 정합 상태에 있게 되는 경우, 정렬 핀(520)은 정렬 홀(304) 내에 수용되고, 이에 따라 제1 삽입부(300)의 광섬유들이 제2 삽입부(500)의 광섬유들과 광학적으로 결합된다. 정렬 홀들과 정렬 핀들의 사용은 당해 기술에 공지되어 있으며 상세히 설명하지 않는다. 그러나, 38999형 커넥터 등의 커넥터에서의 이러한 기구의 사용은 통상적인 설계와는 다름을 나타낸다. 본 실시예에서, 페룰(302)은 정렬 핀(520)(도 5 참조)을 수용하는 정렬 홀(304)을 포함하지만, 대신에 정렬 핀들을 정렬 홀(304) 내에 배치할 수도 있고, 페룰(302)이, 제2 삽입부(500)의 페룰(502) 내의 대응하는 정렬 홀들 내에 수용되는 돌출되는 정렬 핀들을 갖는다는 점을 인식하기 바란다.

도 7을 참조해 보면, 제1 및 제2 삽입부(300, 500)의 페룰이 도시되어 있다. 페룰(302)은 전술한 바와 같이 아치형 측면들(306)을 포함한다. 전술한 바와 같이 페룰이 외측 하우징의 원통형 캐비티 내에 수용될 수 있도록 측면들(306)이 아치형이라는 점은 중요하다. 아치형 측벽들은 서로 다른 방식들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 직선형 페룰(302)을 몰딩한 후 아치형 벽들(306)을 기계 가공할 수 있다. 대안으로, 페룰(302)에서 아치형 벽들(306)을 초기에 몰딩할 수 있다. 아치형 벽들(306)을 제공하기 위한 다른 기술들을 이용할 수도 있다.

구체적인 본 실시예에서, 페룰(302)은 2개의 이산 페룰들(701(a), 701(b))을 포함한다. 이산 페룰들(701(a), 701(b))은 위로/아래로 적층된다. 페룰들(701(a), 701(b))이 이산적이라도, 이 페룰들이 적층되면, 페룰들은, 도시한 바와 같이 공통되며 연속적인 아치형 측면들(306)을 가져야 한다. 이에 따라, 일 실시예에서, 아치형 측벽들(306)은, 이산 페룰들(701(a), 701(b))이 적층된 후 기계 가공된다. 대안으로, 이산 페룰들(701(a), 701(b))의 측벽들(306)은 적층 전에 기계 가공될 수도 있지만, 일단 측벽들의 단부들(306)이 기계 가공되면 페룰들을 정렬하는 것은, 문제시될 수 있으며, 페룰들을 페룰들의 초기 직선 형태로 정렬하는 것만큼 정확하지 않을 수 있다. 다른 일 실시예에서는, 측벽들의 기계 가공을 포함하지 않으며, 대신에, 도시한 바와 같이 페룰들(701(a), 701(b))을 아치형 벽들로 몰딩하는 것을 포함한다.

이산 페룰들(701(a), 701(b))은, 섬유를 수용하고 유지하기 위한 적어도 하나의 섬유 채널(702)을 포함한다.

일 실시예에서, 삽입부들은, 삽입부들 간에 확장 빔 광학적 결합을 제공하기 위한 렌즈들을 갖는다. 이러한 확장 빔 커넥터들은, 오물과 진동에 대하여 더욱 회복력을 갖고, 따라서, 기복이 심한 조건들에 적합하다. 구체적으로, 빔을 확장함으로써, 잔해에 대하여 빔의 상대적 크기가 증가하여, 빔이 간섭 영향을 덜 받게 한다. 또한, 빔을 에어 갭에 걸쳐 송신함으로써, 부품 간 마모를 제거할 수 있고, 이에 따라, 진동에 대한 커넥터의 내구성을 증가시킨다. 확장 빔 광학적 결합을 달성하기 위해 렌즈를 사용하는 것은 알려져 있으며, 예를 들어, 미국 특허번호 제7,722,261호 및 제7,775,725호에 개시되어 있으며, 이들 문헌은 본 명세서에 참고로 원용된다.

도 4를 참조해 보면, 페룰(302)의 단면이 도시되어 있다. 구체적인 본 실시예에서, 페룰(302)은, 페룰 내에 유지되고 있는 섬유를 후술하는 제2 삽입부(500)의 섬유와 광학적으로 결합하기 위한 일련의 렌즈들(402)을 포함한다. 몰딩된 렌즈들을 갖는 페룰들은, 알려져 있으며, 예를 들어, 미국 특허출원번호 제12/836,067호, 제12/842,768호 및 제12/855,261호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 각각은 본 명세서에 참고로 원용된다.

구체적인 본 실시예에서, 이산 페룰들(701(a), 701(b))은 TELLMI 브랜드 페룰들이며, 이는 TE Connectivity(Harrisburg, PA에 소재)에 의해 상업적으로 이용가능하다. 도 7에는 2개의 적층된 페룰들이 도시되어 있지만, 본 발명은 2개의 적층된 페룰들로 한정되지 않으며, (측면들이 전술한 바와 같이 아치형으로 되도록 구성된 후에) 전술한 바와 같이 적층물을 캐비티 내에 삽입할 수 있다면 임의의 개수의 페룰들을 적층할 수 있다는 점에 주목하기 바란다.

도 8을 참조해 보면, 너트(103)가 스레드들(203)과 상호 체결되어 외측 하우징들을 고정하여 정합된 조립체(801)가 형성된 외측 하우징들(101, 201)의 정합 상태가 도시되어 있다. 도 8의 가상선과 도 9의 단면도에 도시한 바와 같이, 제1 삽입부(300)와 제2 삽입부(500)는, 외측 하우징들(101, 201)이 정합 상태로 되면 광학적으로 결합된다. 이에 따라, 삽입부들(300, 500)에 대하여 설명한 바와 같은 정렬 기구들은, 제1 삽입부(300)의 각 섬유가 제2 삽입부(500)의 대응하는 섬유와 정렬되어 광학적으로 결합되는 것을 보장하도록 상호 체결된다.

도 10을 참조해 보면, 본 발명의 페룰(1000)의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 페룰(1000)은, 섬유 수용 채널마다 섬유를 수용하도록 구성된 섬유 수용 채널들의 하나 이상의 행이 있는 단부면(1001)을 갖는 MT형 페룰이다. 페룰(302)처럼, 페룰(1000)은, 전술한 바와 같이 외측 하우징의 캐비티 내에 수용되도록 구성된 아치형 측면들(1006)을 포함한다. MT 페룰은, 또한, 전술한 바와 같이 정렬 핀들을 수용하기 위한 정렬 홀들(1004)을 포함한다. 또한, 전술한 바와 같이, 정렬 홀들(1004)은 정렬 핀으로 점유될 수 있고 또는 정렬 핀을 수용하도록 비워둘 수 있다. MT형 페룰은 공지되어 있으며 특히 US Conec에 의해 상업적으로 이용가능하다. 페룰(302)과는 달리, 페룰(1000)은 몰딩된 렌즈를 포함하지 않으나, 대신에, 페룰의 단부면(1001)에 각 섬유(1010)의 단부면을 제시한다. 이러한 구성은, 알려져 있는 기술과 장치를 이용하여 단부면(1001)이 임의의 알려져 있는 단부면 형상으로 구성될 수 있게 한다. 예를 들어, 단부면(1001)(및 정합 구조에서의 대응하는 단부면)을 연마하여 평평한 단부면 또는 곡선형 단부면 또는 APC 단부면을 가질 수 있다. 또한, 확장 빔 커넥터가 필요한 경우, 페룰 단부면에서의 각 섬유 채널의 단부에서 분포형 굴절(GRIN) 섬유 스터브를 삽입할 수 있다. 확장 빔 광학적 결합이 용이해지도록 GRIN 섬유 스터브를 이용하는 것은, 알려져 있으며, 예를 들어, 본 명세서에서 참고로 원용되는 미국 특허번호 제7,031,567호에 개시되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 커넥터 구성은, 오물, 진동, 또는 빈번한 영향을 포함하는 기복이 심한 응용 분야에 매우 적합하다. 이에 따라, 기복이 심한 응용 분야들에 있어서 프레넬 손실을 감소시키기 위해서는 광학 커넥터들 간의 물리적 접촉이 종종 바람직하지만, (필수 사항은 아니지만) 섬유 단부면들의 접촉을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 도 7에 도시한 페룰(302)에 대하여, 페룰 단부면(701)으로부터 후방으로 오목하게 되는 렌즈들에 의해 정합 페룰들의 렌즈들 사이에 에어 갭을 제공한다. 이에 따라, 제1 및 제2 삽입부(300, 500)의 페룰들(302, 502)이 정합되면, 페룰 단부면들이 서로 접촉할 수 있더라도, 렌즈들은 에어 갭에 의해 분리되며 따라서 취약한 렌즈 구성에 손상을 야기할 수 있는 진동이나 기타 충격의 영향을 받지 않는다.

마찬가지로, 페룰(1000)의 실시예에서, 일부 응용 분야에서는 페룰 단부면(1001)의 섬유 단부면들의 물리적 접촉을 피하는 것이 바람직하다. 다양한 수단을 이용하여 물리적 접촉을 피하는 것을 보장할 수 있다. 예를 들어, MT 페룰의 연마 공정(공지되어 있는 공정임) 동안, 소정의 그리트(grit)와 압력을 인가하여, 각 섬유의 단부면이 페룰 단부면의 아래에 있도록 섬유들의 충분한 언더컷을 보장할 수 있다. 따라서, 정합 상태에 있는 경우, 페룰 단부면들이 서로 접촉할 수 있더라도, 섬유들의 단부면은 작은 에어 갭에 의해 분리될 것이다. 다른 일 실시예에서는, 언더컷 연마에 의존하기보다는, 제1 및 제2 삽입부의 정합 페룰들 사이에 인덱스 매칭 막(index matching film)을 부착함으로써 섬유(110)의 단부면들 간의 물리적 접촉을 피한다. 이러한 인덱스 매칭 막은, 당해 기술에 알려져 있으며, 예를 들어, 본 명세서에 참고로 원용되는 미국 특허번호 제6,623,174호에 개시되어 있다. 또 다른 일 실시예에서는, 페룰들의 단부면들이 접촉하지 않음을 보장하도록 그 페룰들 사이에 스페이서를 제공함으로써 물리적 접촉을 피한다. 이러한 스페이서는, 예를 들어, 정렬 핀들 주위로 와셔 또는 유사한 환형 부품을 포함할 수 있다. 대안으로, 단부면(1001) 상에 기준점들 또는 상승된 구조를 기계 가공하거나 퇴적하여 정합 페룰들의 단부면들의 비접촉을 보장할 수도 있다. 본 개시 내용의 당업자들이라면 섬유 단부면들 간의 물리적 접촉을 피하기 위한 또 다른 실시예들과 방안들을 알 것이다.

도 11을 참조해 보면, 제1 삽입부(1100)가, 하우징(1001) 내에 유지된 페룰(1000)과 함께 도시되어 있다. 삽입부(300)에서처럼, 키(1003)는, 삽입부(1100)가 외측 하우징의 캐비티 내에서 방사상으로 정렬되는 것을 보장하도록 하우징(1001)의 외면 상에 규정된다. 도 12를 참조해 보면, 하우징(1201)이 도 10의 페룰(1000)을 유지하는 제2 삽입부(1200)가 도시되어 있으나, 본 실시예에서는, 정렬 홀(1201)이 정렬 핀(1220)으로 점유된다. 또한, 키(1203)는, 전술한 바와 같이 외측 하우징의 캐비티 내의 방사상 정렬을 보장하도록 하우징(1201)의 외측 둘레 상에 규정된다.

도 13a 내지 도 13c를 참조해 보면, 외측 하우징들(101, 201)의 원통형 캐비티들에서 사용하기 위한 서로 다른 다양한 페룰 구성들이 도시되어 있다. 구체적으로, 도 13a에서는, 정렬 홀들(1302)이 섬유 수용 채널들(1303)의 행들의 위와 아래에 있는 페룰(1301)이 도시되어 있다. 도 13b에서는, 페룰(1311)의 섬유 수용 채널들(1313)이 직사각형을 형성하고, 정렬 홀들(1312)은 직사각형의 긴 변에 인접한다. 도 13c에서는, 페룰(1321)의 섬유 수용 채널들(1333)의 행들이 도 13a의 페룰(1301)에 도시된 섬유 수용 채널들(1303)의 행들보다 더욱 분리되어, 이러한 행들 사이에 정렬 홀(1332)들이 수용된다. 다른 구성들도 존재하며, 예를 들어, 섬유 채널들의 원형 패턴들 또는 동심 원형 패턴들(도시하지 않음)이 있다.

본 발명의 삽입부와 페룰 구성이, 종래의 삽입부 구성보다 고 채널 밀도와 기존의 커넥터 부품들과의 상호 교환가능성 등의 상당한 장점들을 제공한다는 점은 본 명세서의 상세한 설명으로부터 명백하다. 본 발명의 삽입부와 페룰의 다른 장점들도 예상된다.

Claims (13)

1. 커넥터로서,
   적어도 하나의 캐비티를 규정하는 제1 외측 하우징으로서, 상기 캐비티가 원통형인, 상기 제1 외측 하우징; 및
   상기 캐비티 내에 배치된 제1 삽입부를 포함하고,
   상기 제1 삽입부는, 적어도,
   원통형인 제1 하우징;
   상기 제1 하우징 내의 제1 페룰(ferrule)로서, 상기 제1 페룰은 상기 캐비티 내에 수용되도록 아치형 측면들과 함께 구성되고, 상기 제1 페룰은, 단부면(end face), 상기 단부면에 규정된, 정렬 핀을 수용하기 위한 적어도 하나의 정렬 홀, 및 광섬유를 수용하기 위한 적어도 하나의 섬유 수용 채널을 포함하는 것인, 상기 제1 페룰: 및
   상기 제1 페룰의 상기 섬유 수용 채널 내에 배치된 광섬유를 포함하는, 커넥터.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 페룰은, 상기 광섬유로부터 출사되는 광학 빔을 확장하기 위한 또는 상기 광섬유에 입사되는 확장된 빔을 포커싱하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함하는, 커넥터.
3. 제2항에 있어서, 상기 렌즈는, 상기 섬유 수용 채널 내에 배치된 상기 광섬유와 상기 렌즈가 광학적으로 결합되도록, 상기 제1 페룰의 상기 단부면 상에 배치되어 상기 섬유 수용 채널과 정렬되는, 커넥터.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 페룰은 TELLMI형 페룰인, 커넥터.
5. 제2항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 단부면에서 상기 섬유 수용 채널 내에 GRIN 렌즈를 포함하는, 커넥터.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 페룰은 복수의 섬유 수용 채널을 포함하고, 상기 복수의 섬유 수용 채널의 각각의 내부에는 섬유가 배치된, 커넥터.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 페룰은, 각 섬유의 단자 단부가 상기 단부면에 대하여 언더컷되도록 연마되는, 커넥터.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 페룰은 상기 정렬 홀 내에 정렬 핀을 더 포함하는, 커넥터.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 페룰은 복수의 적층된 페룰을 포함하는, 커넥터.
10. 제1항에 있어서, 상기 캐비티는 MIL-38999 Quadrax 스타일 캐비티인, 커넥터.
11. 제1항에 있어서, 상기 제1 하우징은 복수의 캐비티를 포함하고, 적어도 하나의 상기 제1 삽입부는 복수의 제1 삽입부를 포함하고, 상기 복수의 제1 삽입부의 각각은 상기 복수의 캐비티 중 하나 내에 배치되는, 커넥터.
12. 제11항에 있어서, 상기 캐비티들은 광학적 삽입부들과 전기적 삽입부들의 조합으로 점유되는, 커넥터.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 하우징은 제1 키를 포함하고, 상기 캐비티는, 상기 제1 삽입부가 상기 캐비티 내에 배치되면 상기 제1 삽입부가 상기 캐비티 내에 방사상으로 정렬되도록, 대응하는 키를 포함하는, 커넥터.

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