KR20210062160A

KR20210062160A - Lens Module for Optical Communication

Info

Publication number: KR20210062160A
Application number: KR1020190150010A
Authority: KR
Inventors: 강상도; 오승근; 류창훈; 강현종
Original assignee: 엠피닉스 주식회사
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-05-31

Abstract

Disclosed is a lens module for optical communication. According to one embodiment of the present invention, in a lens module for transmitting an optical signal irradiated from an optical fiber to a light receiving element, the lens module includes: a tip end unit implemented with a material of an optical fiber and a material having a refractive index within a preset error range, and disposed in front of the output end of the optical fiber in the direction in which an optical signal is irradiated from the optical fiber; and a lens unit varying a path of the light passing through the tip end unit to transmit the path to the light receiving element.

Description

Lens Module for Optical Communication}

본 발명은 광통신을 위해 광섬유와 수광소자의 사이에 배치되는 렌즈모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a lens module disposed between an optical fiber and a light receiving device for optical communication.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the present embodiment and does not constitute the prior art.

광섬유는 전반사를 이용해 빛의 손실 없이 전달시키는 섬유로서, 광섬유 내 코어와 클래딩을 서로 다른 밀도와 굴절률을 가지는 유리섬유로 제작하여, 한번 들어간 빛이 전반사를 하며 진행하도록 한다. 광섬유로 입력된 광신호는 광섬유에 의해 전달되며, 광섬유의 끝단에서 출력된다. 광섬유로부터 출력된 광신호는 수광신호에서 센싱되며, 수광소자를 포함한 수신단으로 전달된다.An optical fiber is a fiber that transmits light without loss of light by using total reflection, and the core and cladding in the optical fiber are made of glass fibers having different densities and refractive indices, so that the light once entered undergoes total reflection. The optical signal input to the optical fiber is transmitted by the optical fiber and is output from the end of the optical fiber. The optical signal output from the optical fiber is sensed by the light-receiving signal and transmitted to the receiving end including the light-receiving element.

이때, 광섬유로부터 출력되는 광신호는 광섬유의 개구수(NA: Numerical Aperture)에 따라 분산되어 출력되는데, 이와 같이 분산되어 출력되는 광신호를 별도의 구성없이 직접 수광소자가 수신할 경우, 광신호의 분산으로 인해 충분한 세기의 광신호가 수광소자로 수신되지 않을 가능성이 존재한다. 이 때문에, 광섬유의 출력단과 수광소자 사이에는 렌즈가 배치되어, 렌즈가 광섬유로부터 출력된 광신호를 수광소자로 포커싱한다. 렌즈에 의해 외부로의 분산없이 충분한 양의 광신호가 수광소자로 전달되기에, 수광소자는 온전히 광신호를 센싱할 수 있다.At this time, the optical signal output from the optical fiber is distributed and output according to the numerical aperture (NA) of the optical fiber. There is a possibility that an optical signal of sufficient intensity may not be received by the light receiving device due to dispersion. For this reason, a lens is disposed between the output end of the optical fiber and the light receiving element, and the lens focuses the optical signal output from the optical fiber to the light receiving element. Since a sufficient amount of the optical signal is transmitted to the light-receiving element without being dispersed by the lens, the light-receiving element can completely sense the optical signal.

렌즈는 전술한 기능을 수행하고자 비구면 등의 일정한 형태를 가지며, 렌즈가 수광소자로 광신호를 포커싱하기 위해서는 일정 거리만큼의 초점거리를 확보하여야 하기에, 렌즈와 광섬유(특히, 광섬유의 출력단)은 접촉하지 못하고 떨어진 상태를 갖는다. 이에 따라, 광섬유로부터 출력되는 광신호를 렌즈를 대기 또는 광섬유가 배치된 공간 상의 매질을 거친 후, 렌즈로 입사된다. 문제는 이처럼 광섬유와 렌즈가 떨어져 배치되는 것에서 발생한다. 특정 굴절률을 갖는 광섬유(특히, 코어)로부터 이보다 낮은 굴절률을 갖는 대기 또는 특정 매질로 광신호가 출력될 경우, 광섬유의 출력단에서 출력되지 못하고 광섬유의 코어로 다시 되돌아가는 백 리플렉션(Back Reflection) 현상이 발생하게 된다. 이와 같은 현상은 소광비(ER: Extinction Ratio)의 감소를 초래하고, 소광비의 감소는 BER(Bit Error Rate)의 악화를 유발한다. 이에 따라, 종래의 광섬유를 이용해 광섬유를 출력하는 방법은 전달하고자 하는 광신호의 전송 품질이 열화되는 문제를 갖는다.The lens has a certain shape such as an aspherical surface to perform the above-described function, and the lens and the optical fiber (especially the output end of the optical fiber) are It has a state of falling without being able to contact. Accordingly, the optical signal output from the optical fiber is incident on the lens after passing through a medium in the atmosphere or a space in which the optical fiber is arranged. The problem arises from the separation of the optical fiber and the lens. When an optical signal is output from an optical fiber having a specific refractive index (especially, the core) to the atmosphere or a specific medium having a lower refractive index, the output of the optical fiber is not output and a back reflection phenomenon occurs back to the core of the optical fiber. It is done. Such a phenomenon causes a decrease in the extinction ratio (ER), and the decrease in the extinction ratio causes a deterioration in the bit error rate (BER). Accordingly, the conventional method of outputting an optical fiber using an optical fiber has a problem that the transmission quality of an optical signal to be transmitted is deteriorated.

또한, 광섬유의 개구수는 광섬유의 상태에 따라 고정되어 있어, 광섬유의 개구수를 조정할 수 없기에, 종래의 광섬유를 이용해 광섬유를 출력하는 방법은 유동적으로 렌즈와의 초점거리 조절 등을 수행할 수 없는 문제도 함께 가졌다.In addition, since the numerical aperture of the optical fiber is fixed according to the state of the optical fiber, the numerical aperture of the optical fiber cannot be adjusted, so the conventional method of outputting an optical fiber using an optical fiber cannot flexibly adjust the focal length with the lens. I also had a problem.

본 발명의 일 실시예는, 성능의 열화를 최소화하며 광섬유가 광신호를 수광소자로 출력할 수 있도록, 광섬유의 전방에 배치되는 광 통신용 렌즈모듈을 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a lens module for optical communication disposed in front of an optical fiber so that deterioration of performance is minimized and the optical fiber can output an optical signal to a light receiving device.

본 발명의 일 측면에 의하면, 광섬유로부터 조사되는 광신호를 수광소자로 전달하기 위한 렌즈모듈에 있어서, 상기 광섬유의 재질과 기 설정된 오차범위 내의 굴절률을 갖는 재질로 구현되어, 상기 광섬유로부터 광신호가 조사되는 방향으로 상기 광섬유의 출력단의 전방에 배치되는 선단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, in a lens module for transmitting an optical signal irradiated from an optical fiber to a light receiving device, it is implemented with a material having a refractive index within a predetermined error range with the material of the optical fiber, so that the optical signal is irradiated from the optical fiber. It provides a lens module, characterized in that it comprises a front end disposed in front of the output end of the optical fiber in a direction to be.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 선단부는 상기 광섬유로부터 먼 끝단에 모따기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the tip portion is characterized in that it includes a chamfer at an end far from the optical fiber.

본 발명의 일 측면에 의하면, 광섬유로부터 조사되는 광신호를 수광소자로 전달하기 위한 렌즈모듈에 있어서, 상기 광섬유의 재질과 기 설정된 오차범위 내의 굴절률을 갖는 재질로 구현되어, 상기 광섬유로부터 광신호가 조사되는 방향으로 상기 광섬유의 출력단의 전방에 배치되는 선단부 및 상기 선단부를 거친 광의 경로를 가변하여 수광소자로 전달하는 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, in a lens module for transmitting an optical signal irradiated from an optical fiber to a light receiving device, it is implemented with a material having a refractive index within a predetermined error range with the material of the optical fiber, so that the optical signal is irradiated from the optical fiber. It provides a lens module, characterized in that it comprises a front end disposed in front of the output end of the optical fiber in a direction and a lens unit for varying a path of light passing through the front end and transmitting it to a light receiving element.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 선단부는 상기 광섬유와 동일한 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the tip portion is formed of the same material as the optical fiber.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 선단부는 유리(Glass) 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the tip portion is characterized in that it is implemented with a glass (Glass) material.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈부는 상기 선단부를 거친 광을 포커싱하거나 시준화하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the lens unit is characterized in that it focuses or collimates the light passing through the front end.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 선단부는 상기 광섬유의 출력단과 접촉하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the tip portion is characterized in that it contacts the output end of the optical fiber.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈부는 상기 수광소자와 접촉하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the lens unit is characterized in that it is in contact with the light-receiving element.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광섬유의 전방에 배치되어 성능의 열화를 최소화하며 광섬유가 광신호를 수광소자로 출력할 수 있도록 하는 장점이 있다.As described above, according to an aspect of the present invention, there is an advantage in that it is disposed in front of an optical fiber to minimize deterioration in performance, and that the optical fiber can output an optical signal to a light receiving element.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈이 광섬유의 전방에 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 광섬유와 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈이 배치된 광섬유로부터 출력되는 광신호를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈모듈의 모따기를 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 선단부의 배면도이다.1 is a view showing a lens module according to an embodiment of the present invention is disposed in front of an optical fiber.
2 is a view showing an optical signal output from a conventional optical fiber and an optical fiber in which a lens module according to an embodiment of the present invention is disposed.
3 is a diagram showing the configuration of a lens module according to the first embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the configuration of a lens module according to a second embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the configuration of a lens module according to a third embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of a chamfer of a lens module according to a third embodiment of the present invention.
7 is a rear view of the tip portion according to the second and third embodiments of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.In the present invention, various changes may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" should be understood as not precluding the possibility of existence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms including technical or scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range not technically contradictory to each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈이 광섬유의 전방에 배치된 모습을 도시한 도면이다.1 is a view showing a state in which a lens module according to an embodiment of the present invention is disposed in front of an optical fiber.

도 1을 참조하면, 외부로부터 수광소자(130)로 전송하기 위한 광신호가 광섬유(110)를 따라 유입된다. 광섬유(110)를 따라 유입되는 광신호는 렌즈모듈(120)이 위치한 광섬유(110)의 끝단에서 출력된다.Referring to FIG. 1, an optical signal for transmission from the outside to the light receiving device 130 is introduced along the optical fiber 110. The optical signal flowing through the optical fiber 110 is output from the end of the optical fiber 110 in which the lens module 120 is located.

렌즈모듈(120)은 광섬유(110)의 끝단과 접촉하는 선단부(124) 및 수광소자(130)와 접촉하는 렌즈부(128)를 포함하여, 광섬유(110)로부터 출력된 광신호를 수광소자(130)로 전달한다.The lens module 120 includes a front end 124 in contact with the end of the optical fiber 110 and a lens unit 128 in contact with the light receiving element 130, and receives the optical signal output from the optical fiber 110. 130).

선단부(124)는 광섬유(110)의 끝단과 접촉하여, 광섬유(110)로부터 출력되는 광신호를 렌즈부(128)로 전달한다. 이때, 선단부(124)는 광섬유, 특히, 코어의 재질과 기 설정된 오차범위 내의 굴절률 차이를 갖는 재질로 구현될 수 있다. 특히, 선단부(124)는 광섬유 내 코어의 재질과 동일한 재질인 유리(Glass)로 구현될 수 있다. 선단부(124)가 광섬유(110)와 기 설정된 오차범위 내의 굴절률을 갖는 재질로 구현됨에 따라, 광섬유(110)의 끝단에서 출력되는 광신호는 그대로 선단부(124)를 따라 진행하며, 종래와 같이 광섬유(110)의 끝단에서 공기와의 굴절률 차로 인해 다시 광섬유(110)의 코어방향으로 백 리플렉션(Back Reflection)되지 않게 된다. 선단부(124)를 따라 진행하는 광신호는 대부분 렌즈부(128)로 전달되며, 일부가 렌즈부(128)와 선단부(124)의 사이에서 백 리플렉션된다. 다만, 광섬유(110)에서 출력된 광신호는 선단부(124)를 따라 진행하며 일정 각도만큼 분산되어 진행된 상태이기 때문에, 선단부(124)와 렌즈부(128)의 사이에서 백 리플렉션이 발생하더라도, 백 리플렉션된 광이 다시 광섬유(110)의 코어로 유입될 가능성은 현저히 떨어지며 대부분의 백 리플렉션된 광은 선단부(124)를 거쳐 외부로 빠져 나간다. 이러한 특징에 따라, 선단부(124)는 굴절률 차이로 인해 표면에서 발생하는 백 리플렉션된 광을 대부분 외부로 방출할 수 있다.The front end 124 contacts the end of the optical fiber 110 and transmits the optical signal output from the optical fiber 110 to the lens unit 128. In this case, the tip portion 124 may be formed of an optical fiber, particularly, a material having a refractive index difference within a predetermined error range from the material of the core. In particular, the tip portion 124 may be implemented with glass, which is the same material as the material of the core in the optical fiber. As the tip portion 124 is implemented with a material having a refractive index within a preset error range from the optical fiber 110, the optical signal output from the end of the optical fiber 110 proceeds along the tip portion 124 as it is, and as in the prior art, the optical fiber At the end of (110), due to the difference in refractive index with air, back reflection does not occur in the direction of the core of the optical fiber 110 again. Most of the optical signals traveling along the tip part 124 are transmitted to the lens part 128, and some of them are back-reflected between the lens part 128 and the tip part 124. However, since the optical signal output from the optical fiber 110 proceeds along the tip part 124 and is distributed by a certain angle, even if back reflection occurs between the tip part 124 and the lens part 128, the back The possibility of the reflected light flowing back into the core of the optical fiber 110 is remarkably low, and most of the back-reflected light passes through the front end 124 and exits to the outside. According to this feature, the tip portion 124 may emit most of the back-reflected light generated on the surface due to the difference in refractive index to the outside.

또한, 선단부(124)는 광섬유로부터 출력되는 광신호의 개구수(NA: Numerical Aperture)를 조절할 수 있다. 이는 도 2에 상세히 도시되어 있다.In addition, the tip portion 124 may adjust a numerical aperture (NA) of an optical signal output from the optical fiber. This is illustrated in detail in FIG. 2.

도 2는 종래의 광섬유와 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈이 배치된 광섬유로부터 출력되는 광신호를 도시한 도면이다.2 is a view showing an optical signal output from a conventional optical fiber and an optical fiber in which a lens module according to an embodiment of the present invention is disposed.

도 2(a)는 종래의 광섬유로부터 출력되는 광신호를 도시한 도면이다. 광섬유는 재질에 따라 고유의 개구수를 보유하고 있어, 광 신호는 광섬유(110)의 끝단(210)으로부터 일정 각도만큼 분산되어 출력된다.2(a) is a diagram showing an optical signal output from a conventional optical fiber. Since the optical fiber has a unique numerical aperture according to the material, the optical signal is distributed and output by a predetermined angle from the end 210 of the optical fiber 110.

반면, 도 2(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유(110)의 끝단(210)에는 선단부(124)가 접촉해있으며, 선단부(124)는 광섬유(110)의 굴절률과 기 설정된 오차 범위 내의 굴절률을 갖는 재질로 구현되어 있어, 광섬유(110)의 끝단(210)에서 출력되는 광신호는 별도의 백 리플렉션없이 진행한다. 또한, 광신호는 선단부(124) 내에서 광섬유(110)에서와 같이 전반사되어 전파되는 것이 아니라, 광섬유의 개구수만큼 분산되며 진행한다. 따라서, 선단부(124)에서 출력되는 광신호는 선단부(124)와 선단부(124) 외부의 굴절률 차로 인해, 광섬유의 개구수보다 큰 개구수만큼 분산되어 진행할 수 있게 된다. On the other hand, referring to FIG. 2(b), a tip portion 124 is in contact with an end 210 of an optical fiber 110 according to an embodiment of the present invention, and the tip portion 124 has a refractive index of the optical fiber 110 and Since it is implemented with a material having a refractive index within a preset error range, the optical signal output from the end 210 of the optical fiber 110 proceeds without a separate back reflection. In addition, the optical signal is not propagated by being totally reflected within the tip portion 124 as in the optical fiber 110, but spreads and proceeds as much as the numerical aperture of the optical fiber. Accordingly, the optical signal output from the tip portion 124 may be dispersed by a numerical aperture larger than that of the optical fiber due to the difference in refractive index between the tip portion 124 and the tip portion 124.

수광소자로 렌즈가 광신호를 충분히 포커싱하기 위해 렌즈로 입사될 광신호가 충분히 분산될 필요가 있는 경우에서, 종래에는 광섬유와 렌즈가 충분한 거리까지 떨어져야만 비로소 광신호가 렌즈를 거치며 수광소자로 포커싱될 수 있었다. 반면, 선단부(124)가 광섬유(110)의 끝단(210)에 접촉해 배치되기 때문에, 충분한 광신호의 분산이 이루어져 렌즈가 광섬유와 충분한 거리만큼 떨어져 배치될 필요가 없어진다. 따라서 광섬유와 렌즈 및 수광소자가 차지하는 전체적인 부피가 작아질 수 있다.In the case where the optical signal incident to the lens needs to be sufficiently dispersed in order for the lens to sufficiently focus the optical signal with the light receiving element, conventionally, the optical signal passes through the lens and can be focused to the light receiving element only when the optical fiber and the lens are separated by a sufficient distance. there was. On the other hand, since the distal end 124 is disposed in contact with the distal end 210 of the optical fiber 110, sufficient optical signal dispersion is achieved, so that the lens does not need to be displaced by a sufficient distance from the optical fiber. Accordingly, the overall volume occupied by the optical fiber, the lens, and the light receiving element can be reduced.

다시 도 1을 참조하면, 렌즈부(128)는 선단부(124)를 거쳐 전달되는 광신호의 광 경로를 변경하여 광신호를 수광소자(130)로 전달한다. 렌즈부(128)의 일면은 선단부(124)를 거쳐 전달되는 광신호의 광경로를 변경하기 위해 비구면/구면 렌즈의 형상으로 구현되며, 나머지 일면은 수광소자(130)와 접촉하기 위해 평평한 형상으로 구현된다. 비구면/구면 렌즈의 형상으로 구현되는 렌즈부(128)의 일면은 선단부(124)를 거친 광을 수광소자(130)로 포커싱하기 위한 렌즈의 형상으로 구현될 수도 있고, 수광소자(130)의 전 부분으로 전달하기 위해 선단부(124)를 거친 광을 시준화하기 위한 렌즈의 형상으로 구현될 수도 있다. 한편, 렌즈부(128)의 타면은 수광소자(130)와 접촉하여 광 경로가 변경된 광신호를 수광소자(130)로 조사한다. 렌즈부(128)를 거치며 광신호는 수광소자(130)로 온전히 전달된다. Referring back to FIG. 1, the lens unit 128 transfers the optical signal to the light receiving element 130 by changing the optical path of the optical signal transmitted through the tip portion 124. One surface of the lens unit 128 is implemented in the shape of an aspherical/spherical lens in order to change the optical path of the optical signal transmitted through the tip portion 124, and the other surface has a flat shape to contact the light receiving element 130. Is implemented. One surface of the lens unit 128 implemented in the shape of an aspherical/spherical lens may be implemented in the shape of a lens for focusing light passing through the tip portion 124 to the light receiving element 130, or It may be implemented in the shape of a lens for collimating light passing through the tip portion 124 in order to transmit it to the part. Meanwhile, the other surface of the lens unit 128 contacts the light-receiving element 130 to irradiate the light-receiving element 130 with an optical signal whose optical path has been changed. The optical signal is completely transmitted to the light receiving element 130 through the lens unit 128.

수광소자(130)는 렌즈부(128)와 접촉하여 배치되며, 렌즈부(128)를 거쳐 전달되는 광신호를 수광한다. 수광소자(130)는 광섬유에 의해 전달되는 광신호를 수신하여 분석하는 수신장치(미도시) 내에 배치되어, 출력되는 광신호를 센싱한다.The light receiving element 130 is disposed in contact with the lens unit 128 and receives an optical signal transmitted through the lens unit 128. The light-receiving element 130 is disposed in a receiving device (not shown) that receives and analyzes an optical signal transmitted by an optical fiber, and senses an output optical signal.

광섬유(110)는 렌즈모듈(120)과 직접 접촉하여 배치될 수 있으나, 광섬유 어레이(115)와 같은 별도의 출력수단과 접촉하여 해당 수단으로부터 출력되는 광신호를 수광소자(130)로 조사할 수 있다. 광섬유 어레이(115)가 광섬유(110)의 출력단에 배치되어 있는 경우, 렌즈모듈(120) 내 선단부(124)는 광섬유 어레이(115)와 동일하거나 큰 면적을 구비하여 광섬유 어레이(115)가 출력하는 모든 광신호를 수광한다.The optical fiber 110 may be disposed in direct contact with the lens module 120, but it may contact a separate output means such as the optical fiber array 115 to irradiate the optical signal output from the corresponding means to the light receiving element 130. have. When the optical fiber array 115 is disposed at the output end of the optical fiber 110, the front end 124 of the lens module 120 has the same or larger area as the optical fiber array 115, so that the optical fiber array 115 outputs it. All optical signals are received.

도 1에는 도시되어 있지 않으나, 선단부(124)의 연직상방 및/또는 연직하방에는 리드부(Lid, 미도시)가 배치될 수 있다. 리드부(미도시)는 일정한 부피를 가지며 선단부(124)의 연직상방(광신호가 조사되는 방향으로 수직인 상방), 연직하방 또는 양방 모두 배치될 수 있다. 리드부(미도시)는 선단부(124)와 동일한 재질로 구현되어, 선단부(124), 특히, 선단부(124)와 렌즈부(128)와의 사이에서 발생하는 백 리플렉션된 광을 전달받아 외부로 방출한다. 리드부(미도시)는 선단부(124)와 굴절률이 동일하기에, 선단부(124)에서 발생한 백 리플렉션된 광이 리드부(미도시)로 전달될 수 있으며, 선단부(124)의 양 끝단(연직 상·하방)에 배치된 리드부(미도시)는 이를 외부로 방출한다. Although not shown in FIG. 1, a lead portion (Lid, not shown) may be disposed vertically above and/or below the tip portion 124. The lead portion (not shown) has a certain volume and may be disposed vertically above the tip portion 124 (upper vertically in the direction in which the optical signal is irradiated), vertically below, or both. The lead part (not shown) is made of the same material as the tip part 124, and receives the back-reflected light generated between the tip part 124, in particular, the tip part 124 and the lens part 128, and radiates it to the outside. do. Since the lead part (not shown) has the same refractive index as the tip part 124, the back-reflected light generated from the tip part 124 can be transmitted to the lead part (not shown), and both ends (vertical) of the tip part 124 The lid portion (not shown) disposed on the top and bottom) discharges it to the outside.

또한, 리드부(미도시)는 선단부(124)와 접촉하며, 선단부(124)에서 발생하는 열의 방출 효율을 향상시킨다. 선단부(124)에서는 선단부(124)와 렌즈부(128)의 굴절률 차이로 인해 필연적으로 백 리플렉션된 광이 발생하게 되는데, 아무리 이를 대부분 외부로 방출한다 하더라도, 백 리플렉션된 광은 방출과정에서 선단부(124) 내에 잔존하며 열을 발생시키게 된다. 이때, 리드부(미도시)는 선단부(124)에서 발생하는 백 리플렉션된 광을 방출할 뿐만 아니라, 선단부(124)와 접촉하며 선단부(124)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출한다. 리드부(미도시)는 선단부(124)의 연직상방 및/또는 연직하방에 배치되기 때문에, 외부와 보다 많은 면적만큼 접촉하고 있다. 이에 따라, 선단부(124)에서 백 리플렉션된 광에 의해 발생하는 열은 리드부(미도시)로 전도되며, 리드부(미도시)로 전도된 열은 다시 외부로 방출된다. 이에 따라, 렌즈모듈(120)은 리드부(미도시)를 포함하여, 모듈 내부에서 발생하는 열을 보다 원활하게 방출할 수 있다.In addition, the lead part (not shown) contacts the tip part 124 and improves the efficiency of dissipating heat generated from the tip part 124. Back-reflected light is inevitably generated at the tip portion 124 due to the difference in refractive index between the tip portion 124 and the lens portion 128. 124) and generate heat. In this case, the lead part (not shown) not only emits back-reflected light generated from the tip part 124, but also receives heat generated from the tip part 124 by contacting the tip part 124 and radiates it to the outside. Since the lead portion (not shown) is disposed vertically above and/or below the tip portion 124, it is in contact with the outside by a larger area. Accordingly, heat generated by the light reflected back from the tip portion 124 is conducted to the lead portion (not shown), and the heat conducted to the lead portion (not shown) is discharged to the outside again. Accordingly, the lens module 120 may include a lid part (not shown) to more smoothly dissipate heat generated inside the module.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈모듈의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram showing the configuration of a lens module according to the first embodiment of the present invention.

전술한 대로, 렌즈부(128)는 선단부(124)와 가까운 일 면에 비구면/구면 렌즈 형상(310)을 포함한다. 렌즈부(128)는 비구면/구면 렌즈 형상(310)을 포함하기에, 선단부(124)와 가까운 일 면에 선단부(124)와 접촉을 위한 돌출부(320)를 포함한다. As described above, the lens unit 128 includes an aspherical/spherical lens shape 310 on one surface close to the tip portion 124. Since the lens unit 128 includes an aspherical/spherical lens shape 310, it includes a protrusion 320 for contacting the distal end 124 on one surface close to the distal end 124.

돌출부(320)는 선단부(124)와 가까운 일 면의 렌즈 형상(310)이 형성되지 않는 나머지 부분에서 복수 개 형성될 수 있으며, 선단부(124)와 접촉할 수 있도록 접촉면은 평평한 형태를 갖는다. 돌출부(320)의 접촉면에는 접착제(330)가 도포되며, 선단부(124)와 접착된다. 이때, 돌출부(320)가 선단부(124)의 방향으로 돌출된 정도가 렌즈 형상(310)보다 크기 때문에, 돌출부(320)가 선단부(124)에 접착되더라도 렌즈 형상(310)은 선단부(124)와 접촉하지 않고 온전히 형상을 유지할 수 있다.A plurality of protrusions 320 may be formed in the remaining portions where the lens shape 310 on one surface close to the tip portion 124 is not formed, and the contact surface has a flat shape so as to contact the tip portion 124. An adhesive 330 is applied to the contact surface of the protrusion 320 and is adhered to the front end 124. At this time, since the protruding portion 320 protrudes in the direction of the tip portion 124 is larger than that of the lens shape 310, even if the projection portion 320 is adhered to the tip portion 124, the lens shape 310 is It can keep its shape intact without touching it.

광섬유(110)로부터 선단부(124)로 전달된 광신호는 선단부(124)의 표면(340)을 거쳐 대부분 렌즈부(128), 특히, 렌즈 형상(310)으로 전달되며, 일부는 표면(340)에서 백 리플렉션된다. 백 리플렉션되는 광은 광섬유로부터 광신호가 전달되는 방향(+x축)의 반대방향(-x축)으로 진행하는데, 반사가 선단부(124)의 표면에서 일어나기에 백 리플렉션된 광이 광섬유(110)로 다시 유입될 확률은 극히 낮다. 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 광섬유(110)로부터 출력되는 광신호는 선단부(124)를 거치며 분산되기에, 표면(340)에서 백 리플렉션되는 광신호 대부분은 광신호의 광 축(x축)을 일정 각도를 가지며 백 리플렉션된다. 이로 인해, 백 리플렉션된 광의 대부분은 선단부(124)의 연직 상방(+y축) 또는 연직 하방(-y축)으로 반사되어 외부 또는 리드부(미도시)로 전달되어 외부로 방출된다.The optical signal transmitted from the optical fiber 110 to the tip part 124 is mostly transferred to the lens part 128, in particular, the lens shape 310 through the surface 340 of the tip part 124, and some of the optical signals are transferred to the surface 340. It is reflected in the back. The back-reflected light proceeds in the opposite direction (-x-axis) from the direction in which the optical signal is transmitted from the optical fiber (+x-axis), and since reflection occurs on the surface of the tip part 124, the back-reflected light is transferred to the optical fiber 110. The probability of re-inflow is extremely low. As described with reference to FIG. 2, since the optical signal output from the optical fiber 110 passes through the tip portion 124 and is dispersed, most of the optical signals back-reflected on the surface 340 are the optical axis (x-axis) of the optical signal. Has a certain angle and is back-reflected. Accordingly, most of the back-reflected light is reflected vertically upward (+y-axis) or vertically downward (-y-axis) of the tip portion 124 and transmitted to the outside or a lead part (not shown) to be emitted to the outside.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈모듈의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of a lens module according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈모듈(120) 내 선단부(124)는 렌즈부(128) 방향으로 모따기(410)를 포함한다. 선단부(124)는 모따기(410)를 포함함에 따라, 선단부(124)의 모따기(410)가 형성된 부위와 돌출부(320)의 내측이 서로 접촉하며, 돌출부(320)의 상부(-x축)와 모따기(410)의 하부에 접착제(330)가 충진된다. 접착제(330)는 경화되는 과정에서 점진적으로 경화되는 것이 아니라, 일시적으로 연화된 후 경화된다. 이때, 도 3에서와 같이, 돌출부(320)의 접촉면 전체가 접착제(330)에 의해 선단부(124)와 접착되는 경우, 접착제(330)의 경화과정 중 접착제(330)의 연화로 인해 선단부(124)의 방향이 틀어지는 경우가 발생할 확률이 존재한다. 이러한 확률을 제거하기 위해, 선단부(124)는 렌즈부(128) 방향으로 모따기(410)를 포함하며 모따기(410)가 돌출부(320)의 내측과 접촉하여 고정됨에 따라, 접착제(330)의 경화과정에서 일시적으로 연화가 발생하더라도 선단부(124)의 방향이 비틀어지는 것이 방지된다. 또한, 돌출부(320)의 상부(-x축)와 모따기(410)의 하부에 상당량의 접착제(330)가 충진될 수 있어, 선단부(124)와 렌즈부(128)의 접착력도 향상될 수 있다.The front end 124 in the lens module 120 according to the second embodiment of the present invention includes a chamfer 410 in the direction of the lens unit 128. As the tip portion 124 includes the chamfer 410, the portion where the chamfer 410 of the tip portion 124 is formed and the inner side of the protrusion 320 contact each other, and the upper portion (-x axis) of the protrusion 320 The adhesive 330 is filled under the chamfer 410. The adhesive 330 is not gradually cured during the curing process, but is temporarily softened and then cured. At this time, as shown in FIG. 3, when the entire contact surface of the protrusion 320 is adhered to the tip portion 124 by the adhesive 330, the tip portion 124 is softened due to the softening of the adhesive 330 during the curing process of the adhesive 330. There is a possibility that the direction of) is wrong. In order to eliminate this probability, the tip portion 124 includes a chamfer 410 in the direction of the lens unit 128, and as the chamfer 410 is fixed in contact with the inner side of the protrusion 320, the adhesive 330 is cured. Even if softening occurs temporarily during the process, the direction of the tip portion 124 is prevented from being twisted. In addition, a significant amount of the adhesive 330 may be filled in the upper portion of the protrusion 320 (-x-axis) and the lower portion of the chamfer 410, so that the adhesion between the tip portion 124 and the lens portion 128 may be improved. .

돌출부(320)의 돌출된 길이(H)는 선단부(124)의 렌즈부(128) 방향으로의 일 끝단과 렌즈부(128)와의 간격(h)보다 커야 한다. 특히, 돌출부(320)의 돌출된 길이(H)는 모따기(410)가 돌출부(320)의 내축과 접촉하여 고정되더라도 선단부(124)와 렌즈부(128)에서의 렌즈 형상(310)이 접촉하지 않을 만큼 전술한 간격(h)보다 커야 한다. 이에 따라, 모따기(410)가 돌출부(320)와 접촉하여 고정되면서도 선단부(124)와 렌즈부(128)에서의 렌즈 형상(310)이 접촉하는 경우가 발생하지 않는다. The protruding length H of the protruding portion 320 should be greater than the distance h between one end of the tip portion 124 in the direction of the lens portion 128 and the lens portion 128. In particular, the protruding length (H) of the protrusion 320 is fixed even if the chamfer 410 is fixed in contact with the inner axis of the protrusion 320, the tip 124 and the lens shape 310 at the lens unit 128 do not contact. It should be larger than the above-described interval h. Accordingly, although the chamfer 410 is fixed in contact with the protruding portion 320, the case where the tip portion 124 and the lens shape 310 of the lens portion 128 are not in contact with each other does not occur.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈모듈의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈모듈의 모따기를 확대한 도면이다.5 is a view showing a configuration of a lens module according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of a chamfer of the lens module according to the third embodiment of the present invention.

도 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈모듈(120) 내 선단부(124)도 렌즈부(128) 방향으로 모따기(510)를 포함한다. 다만, 보다 선단부(124)가 돌출부(320)에 안정적으로 고정될 수 있도록, 모따기(510)는 돌출부(320)와 접촉하는 지점을 기준으로 상이한 경사를 갖는 두 구간(610, 620)으로 구분된다. 돌출부(320)의 상면에 인접한 구간(610)은 돌출부(320)의 상면과 평행한 방향을 기준으로 제1 각도(θ₁)의 경사를 갖는 반면, 돌출부(320)의 측면에 인접한 구간(620)은 돌출부(320)의 상면과 평행한 방향을 기준으로 제2 각도(θ₂)의 경사를 갖는다. 이때, 제2 각도(θ₂)는 제1 각도(θ₁)보다 크기 때문에, 모따기(510)는 보다 안정적으로 돌출부(320)와 접촉하여 고정될 수 있다.5 and 6, the front end 124 of the lens module 120 according to the third embodiment of the present invention also includes a chamfer 510 in the direction of the lens unit 128. However, the chamfer 510 is divided into two sections 610 and 620 having different inclinations based on the point in contact with the protrusion 320 so that the distal end 124 can be stably fixed to the protrusion 320. . The section 610 adjacent to the upper surface of the protrusion 320 _{has an inclination of a first angle θ 1} based on a direction parallel to the upper surface of the protrusion 320, while the section 620 adjacent to the side of the protrusion 320 ) Has a slope _{of a second angle θ 2} based on a direction parallel to the upper surface of the protrusion 320. At this time, since the second angle θ ₂ is greater than the first angle θ ₁ , the chamfer 510 may more stably contact and fix the protrusion 320.

도 7은 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 선단부의 배면도이다.7 is a rear view of a tip portion according to the second and third embodiments of the present invention.

선단부(124)의 전체 폭을 D, 선단부(124)에 형성된 모따기(410, 510) 부분의 폭을 d라 하면, 2d/D는 기 설정된 수치 이하를 갖는다. 여기서, 기 설정된 수치는 0.3일 수 있다. 2d/D가 기 설정된 수치 이상을 가지면, 모따기가 과도하게 형성되어 선단부(124)가 렌즈부(128)에 안정적으로 고정되기 곤란하다. 따라서, 선단부(124)의 모따기 부분의 폭과 전체 폭의 비는 기 설정된 수치 이하를 갖는다. Assuming that the total width of the tip portion 124 is D and the width of the chamfer 410 and 510 formed at the tip portion 124 is d, 2d/D is equal to or less than a preset value. Here, the preset value may be 0.3. When 2d/D has a predetermined value or more, the chamfer is excessively formed and it is difficult to stably fix the tip portion 124 to the lens portion 128. Accordingly, the ratio of the width of the chamfered portion of the tip portion 124 to the total width is equal to or less than a preset value.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those of ordinary skill in the technical field to which the present embodiment pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

110: 광섬유
115: 광섬유 어레이
120: 렌즈모듈
124: 선단부
128: 렌즈부
130: 수광소자
310: 렌즈 형상
320: 돌출부
330: 접착제
410, 510: 모따기110: optical fiber
115: fiber array
120: lens module
124: tip
128: lens unit
130: light receiving element
310: lens shape
320: protrusion
330: adhesive
410, 510: chamfer

Claims

In a lens module for transmitting an optical signal irradiated from an optical fiber to a light receiving element,
The front end of the optical fiber is implemented with a material having a refractive index within a preset error range and is disposed in front of the output end of the optical fiber in the direction in which the optical signal is irradiated from the optical fiber.
Lens module comprising a.

The method of claim 1,
The tip portion,
A lens module comprising a chamfer at an end far from the optical fiber.

In a lens module for transmitting an optical signal irradiated from an optical fiber to a light receiving element,
A front end of the optical fiber, which is formed of a material having a refractive index within a predetermined error range and is disposed in front of the output end of the optical fiber in a direction in which an optical signal is irradiated from the optical fiber; And
Lens unit for varying the path of light passing through the tip and transmitting the light to the light receiving element
Lens module comprising a.

The method of claim 3,
The tip portion,
A lens module, characterized in that implemented with the same material as the optical fiber.

The method of claim 4,
The tip portion,
A lens module, characterized in that the glass (Glass) material is implemented.

The method of claim 3,
The lens unit,
A lens module, characterized in that focusing or collimating the light passing through the tip portion.

The method of claim 3,
The tip portion,
Lens module, characterized in that in contact with the output end of the optical fiber.

The method of claim 3,
The lens unit,
Lens module, characterized in that in contact with the light-receiving element.