KR101348075B1

KR101348075B1 - A optical slip ring for video signal transmission equipment

Info

Publication number: KR101348075B1
Application number: KR1020130148090A
Authority: KR
Inventors: 유영록; 신재훈; 김평구
Original assignee: 엘림광통신 주식회사; 신재훈; 유영록
Priority date: 2013-11-30
Filing date: 2013-11-30
Publication date: 2014-01-09

Abstract

The present invention relates to an optical slip ring for video signal transmission equipment. According to the embodiment of the present invention, the optical slip ring for video signal transmission equipment includes a spindle shaft (131), a first lens holder (141), a first optical fiber (C1), a first capillary (151), a first bonding part (165), and a fixing shaft.

Description

Optical slip ring for pan and tilt rotating video transmitters {A OPTICAL SLIP RING FOR VIDEO SIGNAL TRANSMISSION EQUIPMENT}

본 발명은 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 관한 것으로, 특히 광신호 전송과정에서 광손실을 극저로 하여 광전송 성능을 향상시킬 수 있도록 하고, 또한 광 얼라인 조립작업성을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 관한 것이다.The present invention relates to an optical slip ring of a pan and tilt pivotable image transmission device. In particular, the optical loss performance can be improved by minimizing the optical loss in the optical signal transmission process, and also the optical alignment assembly workability can be improved. It relates to an optical slip ring of a pan and tilt rotatable image transmission device, which is adapted to be suitable.

종래에는 카메라 및 카메라 구동장치가 포함된 영상전송장치에 일반 NTSC 화상 카메라 및 그에 준하는 영상신호 카메라가 사용되었기 때문에, 그 영상신호를 전송하기 위해서는 일반 동축케이블이면 충분하였으며, 특히 그 영상신호를 단거리 간에 전송하는 경우에는 Twisted pair wire라도 가능하였다.Conventionally, since a general NTSC image camera and a video signal camera corresponding thereto have been used for a video transmission apparatus including a camera and a camera driving device, a general coaxial cable is sufficient to transmit the video signal, and particularly, the video signal can be transmitted over a short distance. In case of transmission, twisted pair wire could be used.

따라서 카메라 구동장치를 구현함에 있어, 별도의 장치 없이 기존의 구동장치 및 기존의 슬립링을 이용하여 무한회전(360˚)을 구현하여도 아무런 문제가 없었다.Therefore, in implementing the camera driving device, there is no problem even if the endless rotation (360 ˚) using the existing driving device and the existing slip ring without a separate device.

그러나 점차 고화질의 메가픽셀 카메라가 저렴해짐에 따라 고화질의 영상신호에 대한 수요도 함께 증가하게 되었는데, 기존의 구동장치와 슬립링 구조로는 고화질의 영상신호를 왜곡하지 않고 전송하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.However, as high-definition megapixel cameras become cheaper, the demand for high-definition video signals also increases. However, the conventional driving device and slip ring structure make it impossible to transmit high-definition video signals without distortion. .

이러한 문제점을 해결한 기술로서 대한민국 등록특허 제 10-1039121 호(명칭: 영상전송장치에 이용되는 영상 케이블 연결 장치)가 개시되어 있다.As a technology for solving such a problem, Korean Patent No. 10-1039121 (name: an image cable connection device used in an image transmission apparatus) is disclosed.

위 등록특허 제 10-1039121 호에 의한 "영상전송장치에 이용되는 영상 케이블 연결 장치"는 연결관(150)과 광결합렌즈(155)를 이용하여 영상신호케이블을 무한회전하는 방식을 채택함으로써 영상전송장치에 장착된 고화질 카메라를 팬 틸트 회동시키는 회동 블록을 무한 회전이 가능하도록 하고 있다."Image cable connection device used in the image transmission device" according to the above Patent No. 10-1039121 is adopted by adopting a method of infinitely rotating the video signal cable using the connector 150 and the optical coupling lens 155 The rotation block that pan-tilts the high-definition camera mounted on the transmission device enables infinite rotation.

그러나, 상기 등록특허 제 10-1039121 호에 의한 "영상전송장치에 이용되는 영상 케이블 연결 장치"는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the "video cable connection device used for the image transmission apparatus" according to the Patent No. 10-1039121 has the following problems.

우선, 위 기술은 광커넥터 방식을 채택하고 있기 때문에 회전시에 아래와 위의 광케이블 코어의 얼라인(align)이 매우 불량하였고, 그 결과 광케이블 코어의 편심이 발생하는 문제가 있었으며, 이러한 편심 발생에 따라서 큰 값의 광손실이 발생하는 문제가 있었다. 큰 값의 광손실은 성능 저하로 이어짐은 물론이다.First of all, since the above technology adopts the optical connector method, the alignment of the optical cable cores at the top and the bottom thereof is very poor during rotation, and as a result, the eccentricity of the optical cable cores occurs. There was a problem that a large value of optical loss occurs. Larger light losses lead to poor performance, of course.

그리고, 카메라모듈에서 전송되는 영상을 전달하기 위한 아래와 위의 두 개의 광케이블을 연결하기 위해서 광결합렌즈를 사용할 수밖에 없었는데, 이와 같이 광결합렌즈를 사용하는 경우에는 광케이블과 광결합렌즈 간의 마찰이 발생하였고 이 마찰에 의해서 매우 미세한 가루가 발생하게 된다.In addition, the optical coupling lens had to be used to connect two optical cables below and above to transmit the image transmitted from the camera module. When the optical coupling lens was used, friction between the optical cable and the optical coupling lens occurred. This friction produces very fine powder.

이러한 광결합렌즈 마찰에 의한 미세한 가루는 1 개만 있더라도 매우 큰 광손실이 발생하는 치명적인 문제로 이어진다.Only one fine powder caused by the optical coupling lens friction leads to a fatal problem that a very large light loss occurs.

또한 종래의 경우에는 광케이블 방식을 채택하고 있기 때문에 조립작업성이 좋지 않았고, 광전송 성능이 저하되는 문제가 있었다.In addition, in the conventional case, since the optical cable system is adopted, assembly workability is not good, and there is a problem that optical transmission performance is deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링의 목적은,The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmission apparatus according to the present invention,

첫째, 광화이버의 코어를 홀딩하기 위한 캐필러리와 이 캐필러리에 평행빔렌즈를 접착 구비하고 한 쌍의 평행빔렌즈를 통해서 광신호를 전달할 수 있도록 함으로써, 광화이버의 코어에서 출사되는 9 um의 광신호를 600 um로 확대하고 이 확대한 빔을 평행빔으로 만들 수 있도록 하고, 이와 같이 코어에서 출사되는 광을 확대하고 동시에 평행빔으로 만든 후에 제2 광화이버로 전송함으로써 광손실이 발생되지 않도록 하고(실제 광손실 목표치는 -1 dB, 더욱 바람직하게는 -0.5 dB 이하의 초저손실이 되도록 하고),Firstly, a capillary for holding the core of the optical fiber and a parallel beam lens are attached to the capillary and the optical signal can be transmitted through a pair of parallel beam lenses, thereby allowing the optical fiber to be emitted from the core of the optical fiber. It is possible to enlarge the optical signal of 600 um and to make the enlarged beam into a parallel beam, and thus to enlarge the light emitted from the core and to make the parallel beam at the same time, and then to transmit it to the second optical fiber so that no optical loss occurs. (The actual light loss target value is -1 dB, more preferably, ultra low loss of -0.5 dB or less),

둘째, 평행빔렌즈와 캐필러리의 접착을 광화이버의 코어와 동일한 굴절률을 갖는 에폭시 수지로 구현함으로써 광화이버 코어의 끝단에서 출사되는 광이 퍼지지 않고 평행빔렌즈로 모두 입사될 수 있도록 하며,Second, the adhesion of the parallel beam lens and the capillary is made of an epoxy resin having the same refractive index as that of the optical fiber core so that the light emitted from the end of the optical fiber core can be incident on the parallel beam lens without spreading.

셋째, 광의 전달을 한 쌍의 평행빔렌즈에 의해서 수행하되 한 쌍의 평행빔렌즈 사이에는 에어갭을 형성하여 서로 이격되게 구성함으로써, 광화이버의 회전에 따라서 팽행빔렌즈가 회전하더라도 팽행빔렌즈 간에 마찰이 일어나지 않도록 하고 그 결과 마찰에 의한 광손실이 없도록 하며,Third, the light is transmitted by a pair of parallel beam lenses, but an air gap is formed between the pair of parallel beam lenses to be spaced apart from each other, so that even when the parallel beam lenses rotate according to the rotation of the optical fibers, So that no friction occurs and as a result there is no light loss due to friction,

넷째, 렌즈홀더에 렌즈를 구비하고 렌즈홀더의 외주면에 동일한 크기와 형태의 베어링을 장착한 후에 이 베어링의 외륜에 렌즈 얼라인 관을 억지끼움 구성함으로써, 코어에서 출사되는 빔이 그대로 손실 없이 코어로 전달되도록 광화이버 코어 간의 얼라인이 완벽하게 될 수 있도록 하며Fourth, the lens holder is provided with a lens and the bearing of the same size and shape is mounted on the outer circumferential surface of the lens holder, and then the lens aligning tube is fitted to the outer ring of the bearing so that the beam emitted from the core is directly lost to the core. To ensure perfect alignment between the fiber optic cores

다섯째, 스핀들 샤프트와 제1 렌즈홀더의 베어링 간에 디스크 스프링을 구비함으로써, 베어링의 길이방향 유격을 최소화하여서 스핀들 샤프트의 편심을 잡아줄 수 있도록 하며,Fifth, by providing a disk spring between the spindle shaft and the bearing of the first lens holder, to minimize the longitudinal play of the bearing to hold the spindle shaft eccentric,

여섯째, 제1 캐필러리와 제1 평행빔렌즈는 서로 마주보는 면이 팽행하면서 동시에 8 도 경사 형성되고, 제2 평행빔렌즈와 제2 캐필러리 역시 서로 마주보는 면이 팽행하면서 동시에 8 도 경사 형성함으로써, 전송되는 광의 반사를 최소화하여서 반사손실이 발생되지 않도록 하기에 적당하도록 한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링을 제공하는 데 있다.Sixth, the first capillary and the first parallel beam lens are inclined at an angle of 8 degrees while simultaneously facing each other, and the second parallel beam lens and the second capillary are also at an angle of 8 degrees at the same time. It is to provide an optical slip ring of a pan and tilt rotatable image transmitting apparatus, which is formed to be inclined to minimize reflection of transmitted light so that reflection loss does not occur.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링은, 카메라와 카메라에서 촬상한 영상신호를 광신호로 변환하는 전광변환부로 구성되는 카메라모듈과, 카메라모듈을 팬(pan) 및 틸트(tilt) 회동시키는 회동모듈과, 회동모듈을 지지하고 있는 지지모듈과, 원형관 형상으로 길이 방향으로 관통된 제1 중공홀이 형성되어 있는 고정링과 길이방향으로 관통 형성된 제2 중공홀이 형성되어 있고 상기 고정링에 동축으로 회전가능하게 결합되어 있는 회전링으로 구성되고 상기 회전링이 회동모듈에 고정 결합되어 회동모듈이 무한 회전할 때 함께 회전하며 상기 고정링이 상기 지지모듈과 고정 체결되어 있어서 카메라모듈이 회전할 때 카메라모듈과 연결되는 전력공급케이블과 제어케이블이 꼬이지 않고 카메라모듈이 회전할 수 있도록 하는 슬립링을 포함하여 구성되는 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치에 있어서,The optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmission device of the present invention for achieving the above object is a camera module composed of a camera and an all-optical conversion unit for converting an image signal captured by the camera into an optical signal, and the camera module Pan and tilt rotating pivot module, a support module for supporting the pivot module, a fixed ring formed with a first hollow hole penetrating in the longitudinal direction in the shape of a circular tube and penetrating in the longitudinal direction A second hollow hole is formed and consists of a rotary ring rotatably coupled coaxially to the fixed ring, the rotary ring is fixedly coupled to the rotary module to rotate together when the rotary module is infinitely rotated and the fixed ring is It is fixed to the support module so that the power supply cable and control cable connected to the camera module when the camera module rotates are not twisted. In the pan and tilt rotatable image transmission device comprising a slip ring to rotate the module,

상기 슬립링은,The slip ring is,

상기 회전링의 상측에서 상기 제1 중공홀에 내삽되고 체결나사에 의해서 회전링에 체결되어서 회전링의 회전에 따라서 회전하고 카메라모듈의 전광변환부에 연결되는 제1 광화이버를 삽입 고정하기 위한 제1 관통홀이 길이방향으로 형성되어 있는 스핀들 샤프트와, 바닥면이 있는 원통형 형상으로서 원통형의 입구측이 상기 스핀들 샤프트에 억지끼움되어서 스핀들 샤프트에 고정되고 스핀들 샤프트의 회전에 따라서 함께 회전하며, 바닥면에는 제1 렌즈장착공이 관통형성되어 있는 제1 렌즈홀더와, 상기 스핀들 샤프트의 제1 관통홀에 삽입 고정되고 일단이 상기 카메라모듈의 전광변환부에 연결되고 타단이 상기 제1 렌즈홀더의 중공부 내에서 종단되는 제1 광화이버와, 제1 삽입홀이 길이방향으로 관통 형성되어 있고 상기 제1 광화이버의 코어를 상기 제1 삽입홀에 내삽시켜서 상기 제1 광화이버의 코어의 끝단에 구비되는 제1 캐필러리와, 제1 광화이버의 코어와 동축이 되도록 상기 제1 렌즈홀더의 제1 렌즈장착공에 끼움장착되고 제1 광화이버의 코어에서 조사되는 광을 확산시킴과 동시에 끝단에서는 평행광으로 만드는 제1 평행빔렌즈와, 상기 제1 평행빔렌즈와 제1 캐필러리를 접착에 의해서 상호 결합하고 제1 광화이버의 코어에서 출사되는 광이 확산되지 않은 상태에서 제1 평행빔렌즈로 입사되도록 상기 제1 광화이버 코어와 동일한 굴절률을 갖는 제1 접착부와, 상기 스핀들 샤프트와 대향하는 상기 회전링의 하측에서 상기 제1 중공홀의 내부에 위치하도록 상기 고정링에 체결되고 상기 제1 광화이버의 광신호를 전달받아서 이를 원격으로 전송하는 제2 광화이버를 삽입고정하기 위한 제2 관통홀이 길이방향으로 형성되어 있는 고정 샤프트와, 상면이 있는 원통형 형상으로서 원통형의 입구측이 상기 고정 샤프트에 억지끼움되어서 고정 샤프트에 고정되고 상면에는 제2 렌즈장착공이 관통형성되어 있는 제2 렌즈홀더와, 일단이 상기 제2 렌즈홀더의 중공부 내에서 배치되고 상기 고정 샤프트의 제2 관통홀에 삽입 고정 구비되는 제2 광화이버와, 제2 삽입홀이 길이방향으로 관통 형성되어 있고, 상기 제2 광화이버의 코어를 상기 제2 삽입홀에 내삽시켜서 상기 제2 광화이버의 끝단에 구비되는 제2 캐필러리와, 제2 광화이버의 코어와 동축이 되면서 동시에 상기 제1 평행빔렌즈와 에어갭을 형성하도록 제1 팽행빔 렌즈로부터 이격되도록 상기 제2 렌즈홀더의 제2 렌즈장착공에 끼움장착되고 상기 제1 평행빔렌즈로부터 출사되는 평행광을 수광하고 수광된 광을 제2 광화이버로 손실 없이 전달하도록 집광하여서 제2 광화이버의 코어로 광전송하는 제2 평행빔렌즈와, 상기 제2 평행빔렌즈와 제2 캐필러리를 접착에 의해서 상호 결합하고 제2 평행빔렌즈로부터 출사되는 광이 확산되지 않은 상태에서 상기 제2 광화이버의 코어로 입사되도록 상기 제2 광화이버 코어와 동일한 굴절률을 갖는 제2 접착부와, 상기 제1 렌즈홀더의 외주면에 장착되는 제1 베어링과, 상기 제1 베어링과 동일한 크기 및 형상으로서 상기 제2 렌즈홀더의 외주면에 장착하는 제2 베어링과, 내부에 길이방향으로 제3 관통홀이 형성된 관 형상으로서 상기 회전링의 중공홀에서 회전링의 내주면과 간극을 유지하면서 상기 제1 베어링 및 제2 베어링의 외륜에 억지끼움 구비되고 상기 제1 평행빔렌즈 및 제2 평행빔렌즈가 편심되는 것을 잡아주기 위한 렌즈 얼라인 관이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.A first optical fiber inserted into the first hollow hole at an upper side of the rotating ring and fastened to the rotating ring by a fastening screw to rotate in accordance with the rotation of the rotating ring and connected to the first optical fiber of the camera module; 1 A spindle shaft having a through hole formed in a longitudinal direction and a cylindrical shape having a bottom surface, the cylindrical inlet side of which is fixed to the spindle shaft by being fitted to the spindle shaft and rotated together with the rotation of the spindle shaft. The first lens holder is formed through the first lens mounting hole, the first through-hole of the spindle shaft is inserted and fixed, one end is connected to the all-optical converting portion of the camera module and the other end of the hollow portion of the first lens holder The first optical fiber terminated therein and the first insertion hole are penetrated in the longitudinal direction to form a core of the first optical fiber. The first capillary provided at the end of the core of the first optical fiber by inserting it into the first insertion hole and the first lens mounting hole of the first lens holder are coaxial with the core of the first optical fiber. The first parallel beam lens and the first parallel beam lens and the first capillary, wherein the first parallel beam lens and the first capillary are diffused to each other while diffusing the light irradiated from the core of the first optical fiber, and at the end thereof into parallel light. A first adhesive part having the same refractive index as that of the first optical fiber core so that light emitted from the core of the optical fiber is not diffused and enters the first parallel beam lens, and a lower side of the rotating ring facing the spindle shaft; A second through which is fastened to the fixing ring so as to be located inside the first hollow hole and for inserting and fixing a second optical fiber receiving the optical signal of the first optical fiber and transmitting the optical signal remotely; A second lens holder having a fixed shaft formed in the longitudinal direction, a cylindrical shape having an upper surface, and having a cylindrical inlet side fixed to the fixed shaft by being fitted to the fixed shaft and having a second lens mounting hole formed thereon; A second optical fiber having one end disposed in a hollow portion of the second lens holder and inserted into and fixed to a second through hole of the fixed shaft, and a second insertion hole formed in a lengthwise direction of the second lens; The second capillary provided at the end of the second optical fiber by interpolating the core of the optical fiber into the second insertion hole and coaxial with the core of the second optical fiber and simultaneously with the first parallel beam lens and the air gap Receive parallel light emitted from the first parallel beam lens by being fitted into the second lens mounting hole of the second lens holder to be spaced apart from the first parallel beam lens to form a A second parallel beam lens that condenses the received light to the second optical fiber without loss and optically transmits the light to the core of the second optical fiber, and the second parallel beam lens and the second capillary are bonded to each other by adhesion; A second adhesive part having the same refractive index as that of the second optical fiber core so as to be incident on the core of the second optical fiber in a state where the light emitted from the second parallel beam lens is not diffused, and attached to an outer circumferential surface of the first lens holder The first bearing, a second bearing mounted on an outer circumferential surface of the second lens holder in the same size and shape as the first bearing, and a hollow hollow of the rotary ring as a tubular shape having a third through hole formed in a longitudinal direction therein. It is provided that the interference is provided on the outer ring of the first bearing and the second bearing while the gap between the inner circumferential surface of the rotating ring in the hole and the first parallel beam lens and the second parallel beam lens are eccentric Oh and being configured not contain more lens alignment tube for cycle.

본 발명인 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링은, 상기 제1 평행빔렌즈의 길이는 제1 광화이버를 전파하는 광신호 파장(λ)의 λ/4 파장의 길이로 형성하고, 상기 제2 평행빔렌즈의 길이는 제2 광화이버를 전파하는 광신호 파장(λ)의 λ/4 파장의 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the present invention, the pan and tilt pivotable image transmitting apparatus has a length of the first parallel beam lens having a length of λ / 4 wavelength of an optical signal wavelength λ propagating through the first optical fiber. The length of the second parallel beam lens is characterized in that the length of the λ / 4 wavelength of the optical signal wavelength λ propagating the second optical fiber.

본 발명인 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링은, 상기 제1 캐필러리와 제1 평행빔렌즈는 서로 마주보는 면이 팽행하게 8 도 경사 형성되어 있고, 상기 제2 평행빔렌즈와 제2 캐필러리는 서로 마주보는 면이 팽행하게 8 도 경사 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the present invention, the pan and tilt rotatable image transmitting apparatus has an inclination of 8 degrees such that the first capillary and the first parallel beam lens are inclined to face each other, and the second parallel beam lens The second capillary is characterized in that the surfaces facing each other are inclined 8 degrees.

본 발명인 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링은, 상기 제1, 2 접착부는 상기 제1,2 광화이버 코어와 동일한 굴절률을 갖는 자외선 경화형 에폭시 수지인 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the present invention, the pan and tilt rotatable image transmission device is characterized in that the first and second bonding portions are ultraviolet curable epoxy resins having the same refractive index as the first and second optical fiber cores.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링은 다음과 같은 효과가 있다.The optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmitting apparatus of the present invention having the above configuration has the following effects.

첫째, 광화이버의 코어를 홀딩하고 있는 캐필러리에 평행빔렌즈를 접착하고 한 쌍의 평행빔렌즈를 통해서 광신호를 전달할 수 있도록 함으로써, 광화이버의 코어에서 출사되는 9 um의 광신호를 600 um로 확대하고 이 확대한 빔을 평행빔으로 만들 수 있는 효과가 있고, 이와 같이 확대된 평행빔 형태의 광을 제2 광화이버로 전달함으로써 광손실을 최소화할 수 있는 효과가 있는데, 광손실이 전혀 발생하지 않는 광전송시스템은 현실적으로 불가능한바, 본 발명의 실시예에 의한 경우에는 -1 dB, 더욱 바람직하게는 -0.5 dB 이하의 값을 얻을 수 있는 매우 현저한 효과가 발생한다(도 5 참조).First, by attaching a parallel beam lens to the capillary holding the core of the optical fiber and transmitting the optical signal through a pair of parallel beam lenses, the optical signal of 9 um emitted from the core of the optical fiber is 600 um. It is effective in minimizing the optical loss by transferring the enlarged parallel beam to the second optical fiber. The optical transmission system that does not occur is practically impossible, and according to the embodiment of the present invention, a very remarkable effect of obtaining a value of -1 dB, more preferably -0.5 dB or less occurs (see FIG. 5).

둘째, 평행빔렌즈와 캐필러리의 접착을 광화이버의 코어와 동일한 굴절률을 갖는 에폭시 수지로 구현함으로써 광화이버의 코어의 끝단에서 출사되는 광이 퍼지지 않고 평행빔렌즈로 모두 입사될 수 있는 효과가 있다.Second, since the adhesion of the parallel beam lens and the capillary is made of an epoxy resin having the same refractive index as that of the optical fiber core, the light emitted from the end of the optical fiber core can be incident on the parallel beam lens without spreading. .

셋째, 광의 전달을 한 쌍의 평행빔렌즈에 의해서 수행하되 한 쌍의 평행빔렌즈 사이에는 에어갭을 형성하여 서로 이격되게 구성함으로써, 광화이버의 회전에 의해서 팽행빔렌즈가 회전하더라도 팽행빔렌즈 간에 마찰이 일어나지 않고, 그 결과 마찰에 의한 광손실이 없게 되는 효과가 있다.Third, the light is transmitted by a pair of parallel beam lenses, but an air gap is formed between the pair of parallel beam lenses so that they are spaced apart from each other. Friction does not occur, and as a result, there is an effect that there is no light loss due to friction.

넷째, 렌즈홀더에 렌즈를 구비하고 렌즈홀더의 외주면에 동일한 크기와 형태의 베어링을 장착한 후에 이 베어링의 외륜에 렌즈 얼라인 관을 억지끼움 구성함으로써, 코어에서 출사되는 빔이 그대로 손실 없이 코어로 전달되도록 광화이버 코어 간의 얼라인을 완벽하게 수행할 수 있는 효과가 있다.Fourth, the lens holder is provided with a lens and the bearing of the same size and shape is mounted on the outer circumferential surface of the lens holder, and then the lens aligning tube is fitted to the outer ring of the bearing so that the beam emitted from the core is directly lost to the core. There is an effect that the alignment between the optical fiber cores can be completely performed to be delivered.

다섯째, 스핀들 샤프트와 제1 렌즈홀더의 베어링 간에 디스크 스프링을 구비함으로써, 베어링의 길이방향 유격을 최소화하여서 스핀들 샤프트의 편심을 잡아줄 수 있는 효과가 있다.Fifth, by providing a disk spring between the spindle shaft and the bearing of the first lens holder, there is an effect that can hold the eccentricity of the spindle shaft by minimizing the longitudinal play of the bearing.

여섯째, 제1 캐필러리와 제1 평행빔렌즈는 서로 마주보는 면이 팽행하게 8 도 경사 형성하고, 제2 평행빔렌즈와 제2 캐필러리는 서로 마주보는 면이 팽행하게 8 도 경사 형성함으로써, 반사를 최소화하여서 반사손실이 발생되지 않도록 하는 효과가 있다.Sixth, the first capillary and the first parallel beam lens are formed to be inclined by 8 degrees so as to face each other, and the second parallel beam lens and the second capillary are formed to be inclined by 8 degrees. By doing so, there is an effect of minimizing reflection so that reflection loss does not occur.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광 슬립링이 적용되는 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링의 단면도 및 요부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링의 요부 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링의 주요부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링을 채택한 경우 광손실값을 측정한 계측기 화면값을 촬영한 사진이다.1 is an external perspective view of a pan and tilt rotatable image transmitting apparatus to which an optical slip ring is applied according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view and an enlarged view of an essential part of an optical slip ring of a pan and tilt rotatable image transmitting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a detailed structural diagram of an optical slip ring of a pan and tilt rotatable image transmitting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the main part of the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a photograph of a screen value of a measuring instrument for measuring an optical loss value when the optical slip ring of the pan and tilt pivotable image transmitting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention is adopted.

다음은 본 발명인 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.The following is a detailed description of the preferred embodiment of the optical slip ring of the present invention pan and tilt rotatable image transmission apparatus based on the accompanying drawings.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링(100)은 카메라와 카메라에서 촬상한 영상신호를 광신호로 변환하는 전광변환부(미도시)로 구성되는 카메라모듈(10)과, 카메라모듈(10)을 팬(pan) 및 틸트(tilt) 회동시키는 회동모듈(20)과, 회동모듈(20)을 지지하고 있는 지지모듈(30)과, 상기 지지모듈(30)에 고정구비되고 상기 회동모듈(20)의 회전에 따라서 회전가능하도록 구비되어서 카메라모듈(10)이 회전할 때 카메라모듈에 연결된 제어선(Ka, Kb)이나 전력공급선(Ka, Kb)이 꼬이지 않게 회전하도록 하는 슬립링(100)을 포함하여 구성되는 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치(1)에 있어서, 상기 슬립링(100)에 하기와 같은 기술적 특징이 있는 것을 특징으로 한다.As shown, the optical slip ring 100 of the pan and tilt rotatable image transmission apparatus according to an embodiment of the present invention is an all-optical conversion unit (not shown) for converting the image signal captured by the camera and the camera into an optical signal A camera module 10 comprising a rotating module 20 for rotating the pan and tilt of the camera module 10, a supporting module 30 for supporting the rotating module 20, and It is fixed to the support module 30 and provided to be rotatable in accordance with the rotation of the rotation module 20, when the camera module 10 is rotated control lines (Ka, Kb) or power supply line (Ka) connected to the camera module In the pan and tilt-rotating video transmitting apparatus (1) comprising a slip ring (100) to rotate the Kb without twisting, the slip ring (100) is characterized by the following technical features. do.

본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링(100)은, 광화이버를 회전링(120)의 제2 중공홀(120a) 내부에서 꼬이지 않고 무한회전가능하도록 구성하되 종래의 케이블 연결방식이 아니라 광화이버에서 출사된 광신호를 렌즈에 의해서 전송하기 때문에 슬립링 중에서도 특별히 "광 슬립링"이라고 명명한다.The optical slip ring 100 of the pan and tilt rotatable image transmission device according to an embodiment of the present invention is configured to be infinitely rotatable without twisting the optical fiber in the second hollow hole 120a of the rotation ring 120. However, the optical signal emitted from the optical fiber is transmitted by the lens, rather than the conventional cable connection method, and thus, the optical ring is specifically called an “optical slip ring”.

그리고, 본 명세서의 기재의 코어(C1a, C2a)라는 용어에는 전반사 유도를 위한 클래딩(cladding)까지 포함된 개념이다.In addition, the term core (C1a, C2a) of the description of the present specification is a concept including a cladding (cladding) for the total reflection induction.

본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링(100)은, 원형관 형상으로 길이 방향으로 관통된 제1 중공홀(110a)이 형성되어 있는 고정링(110)과 길이방향으로 관통 형성된 제2 중공홀(120a)이 형성되어 있고 상기 고정링(110)에 동축으로 베어링(115a, 115b)에 의해서 회전가능하게 결합되어 있는 회전링(120)으로 구성되고, 상기 회전링(120)이 회동모듈(20)에 고정 결합되어 회동모듈(20)이 무한 회전할 때 함께 회전하며, 상기 고정링(110)이 상기 지지모듈(30)과 고정 체결되어 있어서 카메라모듈이 회전할 때 카메라모듈과 연결되는 전력공급케이블(Ka, Kb) 및 제어케이블(Ka, Kb)이 꼬이지 않고 카메라모듈이 회전할 수 있도록 하기 위한 것이다.The optical slip ring 100 of the pan and tilt rotateable image transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, the fixing ring 110 is formed with a first hollow hole (110a) penetrating in the longitudinal direction in the shape of a circular tube And a second hollow hole (120a) formed in the longitudinal direction, and is formed of a rotary ring (120) rotatably coupled to the fixing ring (110) by bearings (115a, 115b) coaxially. The rotation ring 120 is fixedly coupled to the rotation module 20 and rotates together when the rotation module 20 rotates indefinitely, and the fixing ring 110 is fixedly coupled to the support module 30 so that the camera module The rotation of the power supply cable (Ka, Kb) and the control cable (Ka, Kb) connected to the camera module is to allow the camera module to rotate without twisting.

본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링은, 스핀들 샤프트(131)와, 제1 렌즈홀더(141)와, 제1 광화이버(C1)와, 제1 캐필러리(151)와, 제1 평행빔렌즈(161)와, 제1 접착부(165)와, 고정 샤프트(135)와, 제2 렌즈홀더(145)와, 제2 광화이버(C2)와, 제2 캐필러리(155)와, 제2 평행빔렌즈(163)와, 제2 접착부(167)와 제1 베어링(171)과 제2 베어링(172)과 렌즈 얼라인 관(180)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, an optical slip ring of a pan and tilt rotatable image transmitting apparatus includes a spindle shaft 131, a first lens holder 141, a first optical fiber C1, and a first cabling. The filler 151, the first parallel beam lens 161, the first bonding portion 165, the fixed shaft 135, the second lens holder 145, the second optical fiber C2, The second capillary 155, the second parallel beam lens 163, the second adhesive part 167, the first bearing 171, the second bearing 172, and the lens alignment tube 180 are included. Characterized in that the configuration.

상기 스핀들 샤프트(131)는 회전링(120)의 상측에서 제1 중공홀(110a)에 내삽되고 체결나사(P1)에 의해서 회전링(120)에 체결되어서 회전링(120)의 회전에 따라서 회전하고, 카메라모듈(10)의 전광변환부(미도시)에 연결되는 제1 광화이버(C1)를 삽입 고정하기 위하여 제1 관통홀(131a)이 길이방향으로 형성되어 있는 구성이다.The spindle shaft 131 is inserted into the first hollow hole (110a) on the upper side of the rotary ring 120 and is fastened to the rotary ring 120 by a fastening screw (P1) to rotate in accordance with the rotation of the rotary ring 120 The first through hole 131a is formed in the longitudinal direction to insert and fix the first optical fiber C1 connected to the all-optical converting part (not shown) of the camera module 10.

상기 제1 렌즈홀더(141)는 바닥면(141a)이 있는 원통형 형상으로서 원통형의 입구측 즉, 상단측이 스핀들 샤프트(131)에 억지끼움되어서 스핀들 샤프트(131)에 고정되고, 스핀들 샤프트(131)의 회전에 따라서 함께 회전하며, 바닥면(141a)에는 제1 렌즈장착공(141a')이 관통형성되어 있는 구성이다.The first lens holder 141 is a cylindrical shape having a bottom surface 141a and is fixed to the spindle shaft 131 by being inserted into the cylindrical inlet side, that is, the upper end of the cylindrical shaft 131 by the spindle shaft 131. Rotate together according to the rotation, and the first lens mounting hole (141a ') is formed through the bottom surface (141a).

상기 제1 광화이버(C1)는 그 일단이 카메라모듈(10)의 전광변환부(미도시)에 연결되고 타단이 제1 렌즈홀더(141)의 중공부(S1) 내에서 종단되도록 구비된다.One end of the first optical fiber C1 is connected to an all-optical converting part (not shown) of the camera module 10, and the other end thereof is terminated in the hollow part S1 of the first lens holder 141.

상기 제1 캐필러리(151)는 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)의 끝단에 구비되어 있는데, 구체적으로는 제1 삽입홀(151a)이 길이방향으로 관통 형성되어 있어서 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)가 제1 삽입홀(151a)에 내삽되어서 상기 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)에 외삽 구비되어 있고, 그 결과 제1 렌즈홀더(141)의 중공부(S1) 내에 위치하게 된다.The first capillary 151 is provided at the end of the core C1a of the first optical fiber C1. Specifically, the first insertion hole 151a is formed to penetrate in the longitudinal direction so that the first optical The core C1a of the fiber C1 is interpolated into the first insertion hole 151a and extrapolated to the core C1a of the first optical fiber C1. As a result, the hollow of the first lens holder 141 is It is located in the part S1.

상기 제1 평행빔렌즈(161)는 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)와 동축이 되도록 제1 렌즈홀더(141)의 제1 렌즈장착공(141a')에 끼움장착되고, 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)에서 조사되는 광을 확대시킴과 동시에 끝단에서는 평행광으로 만드는 구성이다.The first parallel beam lens 161 is fitted to the first lens mounting hole 141a 'of the first lens holder 141 so as to be coaxial with the core C1a of the first optical fiber C1. The light irradiated from the core C1a of the optical fiber C1 is enlarged, and at the end, the light is made into parallel light.

예컨대, 본 발명의 일 실시예에서는 통상 코어의 직경이 9 um인데, 이 코어 직경과 같은 9 um의 광을 600 um로 확대시킨다.For example, in one embodiment of the present invention, the diameter of the core is usually 9 um, and the light of 9 um, which is the same as the core diameter, is enlarged to 600 um.

상기 제1 접착부(165)는 제1 평행빔렌즈(161)와 제1 캐필러리(151)를 접착에 의해서 상호 접착 결합하고, 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)에서 출사되는 광이 퍼지지 않고 그대로 제1 평행빔렌즈(161)로 입사될 수 있도록 제1 광화이버 코어(C1a)와 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 한다.The first adhesive part 165 adhesively couples the first parallel beam lens 161 and the first capillary 151 by adhesion, and emits light from the core C1a of the first optical fiber C1. It has the same refractive index as the first optical fiber core (C1a) so that it can be incident to the first parallel beam lens 161 without being spread.

상기 제1 접착부(165)는 제1 광화이버 코어(C1a)와 동일한 굴절률을 갖는 자외선 경화형 에폭시 수지로 형성됨이 바람직하다.The first adhesive part 165 may be formed of an ultraviolet curable epoxy resin having the same refractive index as that of the first optical fiber core C1a.

이에 의하면, 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)에서 출사되는 광이 퍼지지 않고 그대로 제1 평행빔렌즈로 입사되도록 할 수 있다.Accordingly, the light emitted from the core C1a of the first optical fiber C1 may be incident on the first parallel beam lens without being spread.

상기 고정 샤프트(135)는 스핀들 샤프트(131)와 대향하는 회전링(120)의 하측에서 제1 중공홀(110a)의 내부에 위치하도록 고정링(110)[구체적으로는 고정링 커버(112)에 체결나사(P2)에 의해서 체결됨]에 체결되고, 제1 광화이버(C1)의 광신호를 전달받아서 이를 원격에 있는 광전달장비(미도시) 또는 관리자 PC(미도시)로 전송하는 제2 광화이버(C2)를 삽입고정하기 위한 제2 관통홀(135a)이 길이방향으로 형성되어 있는 구성이다.The fixed shaft 135 is positioned in the first hollow hole 110a at the lower side of the rotary ring 120 facing the spindle shaft 131 (specifically, the fixed ring cover 112). Is fastened by the fastening screw (P2) in the], and receives the optical signal of the first optical fiber (C1) and transmits it to a remote light transmission equipment (not shown) or manager PC (not shown) The second through hole 135a for inserting and fixing the two optical fibers C2 is formed in the longitudinal direction.

즉, 고정 샤프트(135)는 고정링 커버(112)에 체결되고, 고정링 커버(112)는 고정링(110)에 체결나사(미도시)에 의해서 체결되는데, 그 결과 고정 샤프트(135)가 고정링(110)에 체결되는 것이다. That is, the fixed shaft 135 is fastened to the fixed ring cover 112, the fixed ring cover 112 is fastened to the fixed ring 110 by a fastening screw (not shown), as a result of which the fixed shaft 135 It is fastened to the fixing ring (110).

상기 제2 렌즈홀더(145)는 상면(145a)이 있는 원통형 형상으로서 원통형의 입구측 즉, 하단측이 상기 고정 샤프트(135)에 억지끼움되어서 고정 샤프트(135)에 고정되고, 상면(145a)에는 제2 렌즈장착공(145a')이 관통형성되어 있다.The second lens holder 145 is a cylindrical shape having an upper surface 145a, and an inlet, that is, a lower end, of the cylindrical surface is fixed to the fixed shaft 135 by being fixed to the fixed shaft 135, and an upper surface 145a. The second lens mounting hole 145a 'is formed therethrough.

상기 제2 광화이버(C2)는 일단이 제2 렌즈홀더(145)의 중공부(S2) 내에서 위치하고 타단은 원격의 광전달장비(미도시) 또는 관리자 PC(미도시)에 연결되며, 고정 샤프트(135)의 제2 관통홀(135a)에 내삽 구비된다.One end of the second optical fiber C2 is located in the hollow portion S2 of the second lens holder 145, and the other end thereof is connected to a remote light transmission device (not shown) or a manager PC (not shown). It is interpolated in the second through hole 135a of the shaft 135.

상기 제2 캐필러리(155)는 제2 광화이버(C2)의 코어(C2a)의 일단에 구비된 것으로서, 제2 삽입홀(155a)이 길이방향으로 관통 형성되어 있어서 제2 광화이버(C2)의 일단의 코어(C2a)를 제2 삽입홀(155a)에 내삽시켜서 제2 광화이버(C2)의 코어(C2a)를 홀딩하고 있다.The second capillary 155 is provided at one end of the core C2a of the second optical fiber C2, and the second insertion hole 155a is formed to penetrate in the longitudinal direction, so that the second optical fiber C2 is formed. The core C2a of one end is inserted into the second insertion hole 155a to hold the core C2a of the second optical fiber C2.

상기 제2 평행빔렌즈(163)는 제2 광화이버(C2)의 코어(C2a)와 동축이 되면서 동시에 제1 평행빔렌즈(161)와 에어갭(G1)을 형성하도록 제1 평행빔 렌즈(161)로부터 이격되도록 제2 렌즈홀더(145)의 제2 렌즈장착공(145a')에 끼움장착되고, 제1 평행빔렌즈(161)로부터 출사되는 평행광을 수광하고 수광된 광을 제2 광화이버(C2)로 손실 없이 전달하도록 집광하여서 제2 광화이버(C2)의 코어(C2a)로 광전송하는 구성이다.The second parallel beam lens 163 is coaxial with the core C2a of the second optical fiber C2 and simultaneously forms the first parallel beam lens 161 and the air gap G1. 161 is fitted into the second lens mounting hole 145a 'of the second lens holder 145 to receive the parallel light emitted from the first parallel beam lens 161 and receives the received light as the second light. The light is condensed so as to be transmitted to the fiber C2 without loss and optically transmitted to the core C2a of the second optical fiber C2.

상기 제2 접착부(167)는 제2 평행빔렌즈(163)와 제2 캐필러리(155)를 접착에 의해서 상호 접착 결합시키고, 제2 평행빔렌즈(163)로부터 출사되는 광이 퍼지지 않고 제2 광화이버(C2)의 코어(C2a)로 입사되도록 제2 광화이버 코어(C2a)와 동일한 굴절률을 갖는다.The second adhesive part 167 bonds the second parallel beam lens 163 and the second capillary 155 to each other by adhesion, and does not spread light emitted from the second parallel beam lens 163. It has the same refractive index as the second optical fiber core C2a to be incident on the core C2a of the second optical fiber C2.

그리고, 상기 제2 접착부(167)는 제1 접착부와 마찬가지로 제2 광화이버 코어(C2a)와 동일한 굴절률을 갖는 자외선 경화형 에폭시 수지인 것이 바람직하다.The second adhesive part 167 is preferably an ultraviolet curable epoxy resin having the same refractive index as that of the second optical fiber core C2a, similarly to the first adhesive part.

상기 제1 베어링(171)은 제1 렌즈홀더(141)의 외주면에 장착되어서 제2 렌즈홀더(145)가 스핀들 샤프트(131)와 함께 회전가능하되 렌즈 얼라인 관(180)은 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하도록 한다.The first bearing 171 is mounted on the outer circumferential surface of the first lens holder 141 so that the second lens holder 145 is rotatable with the spindle shaft 131, but the lens alignment tube 180 is fixed without rotation. Keep it intact.

상기 제2 베어링(172)은 제1 베어링(171)과 동일한 크기 및 형상으로 구성하고, 이러한 구성의 채택에 의해서 제2 렌즈홀더(145)의 외주면에 장착되어서 렌즈 얼라인 관(180) 내에 제2 베어링(172)을 통해서 구비되는 제2 렌즈홀더(145)가 제1 렌즈홀더(141)와 정확한 얼라인이 되도록 한다.The second bearing 172 has the same size and shape as the first bearing 171, and is mounted on the outer circumferential surface of the second lens holder 145 by adopting such a configuration so that the second bearing 172 is formed in the lens alignment tube 180. The second lens holder 145 provided through the two bearings 172 is exactly aligned with the first lens holder 141.

상기 렌즈 얼라인 관(180)은 내부에 길이방향으로 제3 관통홀(180a)이 형성된 관 형상으로서, 상기 회전링(120)의 제2 중공홀(120a)에서 회전링(120)의 내주면과 간극을 유지하면서 제1 베어링(171) 및 제2 베어링(172)의 외륜에 억지끼움 구비되고, 상기 제1 평행빔렌즈(161) 및 제2 평행빔렌즈(163)가 편심되는 것을 잡아주기 위한 구성이다.The lens alignment tube 180 is a tubular shape having a third through hole 180a formed in a longitudinal direction therein, and the inner circumferential surface of the rotating ring 120 in the second hollow hole 120a of the rotating ring 120. It is provided with an interference fit on the outer rings of the first bearing 171 and the second bearing 172 while maintaining the gap, and for catching the eccentricity of the first parallel beam lens 161 and the second parallel beam lens 163. Configuration.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 있어서, 제1 평행빔렌즈(161)의 길이는 제1 광화이버(C1)를 전파하는 광의 파장(λ) 길이의 λ/4 파장 길이로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the pan and tilt pivotable image transmitting apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, the length of the first parallel beam lens 161 is the wavelength of light propagating through the first optical fiber C1. It is characterized by the fact that it is formed in the length of λ / 4 wavelength.

이에 의하면, 제1 광화이버(C1)의 코어(C1a)에서 조사되는 9 um 광을 600 um로 확대시킴과 동시에 끝단에서는 평행광으로 만들 수 있는 이점이 있다. According to this, the 9 um light emitted from the core C1a of the first optical fiber C1 is enlarged to 600 um, and at the end, there is an advantage of making parallel light.

마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 있어서, 제2 평행빔렌즈(165)의 길이는 제2 광화이버(C2)를 전파하는 광의 파장(λ) 길이의 λ/4 파장 길이로 형성하는 것을 특징으로 한다.Similarly, in the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention, the length of the second parallel beam lens 165 is the wavelength of light propagating through the second optical fiber C2 (λ). It is characterized by the fact that it is formed in the length of λ / 4 wavelength.

이에 의하면, 제1 평행빔렌즈(161)로부터 출사되는 평행광을 수광하고 수광된 광을 제2 광화이버(C2)로 손실 없이 전달할 수 있는 이점이 있다.According to this, there is an advantage in that the parallel light emitted from the first parallel beam lens 161 can be received and the received light can be transmitted to the second optical fiber C2 without loss.

본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 있어서, 상기 스핀들 샤프트(131)에는 제1 장착플랜지(131b)가 반경방향의 외측으로 돌출형성되어 있고, 제1 장착플랜지(131b)가 제1 중공홀(110a)에 외접하여서 내삽되어 있고, 제1 장착플랜지(131b)의 하면에는 돌테(131c)가 하방[고정 샤프트(135)가 있는 방향]으로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the pan and tilt rotation image transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, the spindle shaft 131 has a first mounting flange 131b protruding outward in the radial direction, the first The mounting flange 131b is inserted and externally inserted into the first hollow hole 110a, and the lower surface of the first mounting flange 131b protrudes downward (the direction in which the fixed shaft 135 is located). It is characterized by being.

이에 의하면 스핀들 샤프트(131)가 회전링(120)에 장착되는 것을 용이하게 하고 또한 디스크 스프링(190)의 장착을 용이하게 한다.This facilitates the mounting of the spindle shaft 131 to the rotary ring 120 and facilitates the mounting of the disc spring 190.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 있어서, 중앙부에 관통형성된 중앙통공(190a)이 돌테(131c)에 외삽 구비되고 제1 렌즈홀더(141) 및 렌즈 얼라인 관(180)과 스핀들 샤프트(131) 사이에 개재되어서 제1 베어링(171) 및 렌즈 얼라인 관(180)과 스핀들 샤프트(131)에 탄성력을 작용하여서 스핀들 샤프트(131)의 편심을 잡아주기 위한 디스크 스프링(190)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention, the central through hole 190a formed through the center portion is extrapolated to the dolce 131c and the first lens holder 141 is provided. And an eccentricity of the spindle shaft 131 by being interposed between the lens alignment tube 180 and the spindle shaft 131 to apply an elastic force to the first bearing 171 and the lens alignment tube 180 and the spindle shaft 131. Disk spring 190 for holding the is characterized in that it is further included.

상기 디스크 스프링(190)의 채택에 의해서 제1 베어링(191)의 길이방향 유격을 방지하여 스핀들 샤프트(131)의 편심을 잡아주고 그 결과 전체적으로 코어(C1a, C2a) 간의 얼라인 오차 발생을 차단할 수 있는 이점이 있다.By adopting the disk spring 190 to prevent longitudinal play of the first bearing 191 to catch the eccentricity of the spindle shaft 131 as a result can prevent the alignment error between the core (C1a, C2a) as a whole There is an advantage to that.

본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 캐필러리(151)와 제1 평행빔렌즈(161)는 서로 마주보는 면이 나란하게 형성되어 있고, 상기 제1 평행빔렌즈(161)와 마주보는 제1 캐필러리(151)의 선단면은 길이방향에 직각하는 수평방향에 대해서 상방으로 경사각(θ1)으로 경사형성되어 있고, 상기 제1 캐필러리(151)와 마주보는 제1 평행빔렌즈(161)의 선단면은 길이방향에 직각하는 수평방향에 대해서 상방으로 경사각(θ2)으로 경사형성되어 있으며, 상기 제1 캐필러리(151)의 경사각(θ1)과 제1 평행빔렌즈(161)의 경사각(θ2)은 모두 8 도인 것을 특징으로 한다.In the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, the first capillary 151 and the first parallel beam lens 161 is The surfaces facing each other are formed side by side, and the front end surface of the first capillary 151 facing the first parallel beam lens 161 is inclined upwardly with respect to the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction. The front end surface of the first parallel beam lens 161 facing the first capillary 151 is inclined upward at an inclination angle θ2 with respect to a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction. The inclination angle θ1 of the first capillary 151 and the inclination angle θ2 of the first parallel beam lens 161 are both 8 degrees.

마찬가지로 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 평행빔렌즈(163)와 제2 캐필러리(155)는 서로 마주보는 면이 나란하게 형성되어 있고, 상기 제2 평행빔렌즈(163)와 마주보는 제2 캐필러리(155)의 선단면은 길이방향에 직각하는 수평방향에 대해서 상방으로 경사각(θ4)으로 경사형성되어 있고, 상기 제2 캐필러리(155)와 마주보는 제2 평행빔렌즈(163)의 선단면은 길이방향에 직각하는 수평방향에 대해서 상방으로 경사각(θ3)으로 경사형성되어 있으며, 상기 제2 캐필러리(155)의 경사각(θ4)과 제2 평행빔렌즈(163)의 경사각(θ3)은 모두 8 도인 것을 특징으로 한다.Similarly, as shown in FIG. 3, the surfaces of the second parallel beam lens 163 and the second capillary 155 are formed to face each other and face the second parallel beam lens 163. The front end surface of the second capillary 155 is inclined upwardly at an inclination angle θ4 with respect to the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction, and faces the second parallel beam lens facing the second capillary 155. The tip end surface of 163 is inclined upwardly at an inclination angle θ3 with respect to the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction, and the inclination angle θ4 of the second capillary 155 and the second parallel beam lens 163. Are all 8 degrees.

상기와 같이 경사각(θ1, θ2, θ3, θ4)을 모두 8 도로 형성함으로써 반사에 의한 손실을 차단하여 반사에 의한 광손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.As described above, since the inclination angles θ1, θ2, θ3, and θ4 are all formed at 8 degrees, there is an advantage of preventing light loss due to reflection by blocking the loss due to reflection.

상기 고정 샤프트(135)에는 제2 장착플랜지(135b)가 반경방향의 외측으로 돌출형성되어 있고, 이에 의하면 커버(112)에의 장착이 용이하게 된다.The fixing shaft 135 has a second mounting flange 135b protruding outward in the radial direction, thereby facilitating mounting on the cover 112.

도면부호 (111)은 고정링(110)을 지지모듈(30)에 장착하기 위한 장착부(111)이다.Reference numeral 111 is a mounting portion 111 for mounting the fixing ring 110 to the support module 30.

한편, 도시하진 않았지만 고정링(110)과 회전링(120) 간에는 회전하더라도 접촉을 유지할 수 있는 전기단자가 구비되어 있음은 공지된 바와 같으며, 카메라모듈(10), 회동모듈(20) 및 지지모듈(39) 자체는 본원발명의 출원 전에 공지된 기술이므로 상세 설명은 생략한다.On the other hand, although not shown, the fixed ring 110 and the rotary ring 120 is provided with an electric terminal capable of maintaining a contact even if rotated, as is known, the camera module 10, the rotation module 20 and the support Since the module 39 itself is a known technique before the filing of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링의 동작에 대하여 기술한다.The following describes the operation of the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention having the above configuration.

회전블록(20)이 회전하면, 그에 연동하여 회전링(120)이 회전하고, 회전링(120)의 회전에 따라서 스핀들 샤프트(131)가 회전한다. 스핀들 샤프트(131)의 회전에 따라서 제1 렌즈홀더(141)가 회전한다.When the rotating block 20 rotates, the rotating ring 120 rotates in association with the rotating block 20, the spindle shaft 131 rotates in accordance with the rotation of the rotating ring 120. As the spindle shaft 131 rotates, the first lens holder 141 rotates.

이때, 렌즈 얼라인 관(180), 제2 렌즈홀더(145) 및 제2 스핀들 샤프트(131)는 회전하지 않고 고정된 상태를 유지한다.In this case, the lens alignment tube 180, the second lens holder 145, and the second spindle shaft 131 do not rotate and remain fixed.

제1 렌즈홀더(141)의 회전에 따라서 제1 렌즈홀더(141)에 삽입 구비된 제1 광화이버(C1)가 회전하고 제1 광화이버(C1)에 연결된 제1 캐필러리(151) 및 제1 평행빔렌즈(161)도 함께 회전하면서 광신호를 전송한다.As the first lens holder 141 rotates, the first optical fiber C1 inserted into the first lens holder 141 rotates and the first capillary 151 connected to the first optical fiber C1 and The first parallel beam lens 161 also rotates to transmit an optical signal.

다음은 광신호 전송 작용에 대해서 기술한다.The following describes the optical signal transmission action.

카메라에서 획득한 영상신호는 전광변환부(미도시)에서 광신호로 변환되고, 이렇게 변환된 광신호는 제1 광화이버(C1)에 의해서 전달되어서 제1 광화이버(C1) 코어(C1a)의 끝단에 이른다.The video signal acquired by the camera is converted into an optical signal by an all-optical conversion unit (not shown), and the converted optical signal is transmitted by the first optical fiber C1 so that the core of the first optical fiber C1 core C1a To the end.

제1 광화이버 코어(C1a)의 끝단에서 출사되는 광은 동일한 굴절율의 제1 접착부(165)에서 퍼지지 않고 그대로 직진하여서 제1 평행빔렌즈(161)에 입사한다.The light emitted from the end of the first optical fiber core C1a does not spread from the first adhesive part 165 having the same refractive index and goes straight into the first parallel beam lens 161.

제1 평행빔렌즈(161)는 입사된 광을 600 um로 확대함과 동시에 평행빔으로 만든다.The first parallel beam lens 161 enlarges the incident light to 600 um and makes a parallel beam.

이렇게 평행빔으로 만들어지 광은 에어갭(G1)을 평행광으로 진행한 후에 제2 평행빔렌즈(163)에 입사되고 굴절되어서 제2 광화이버(C2)의 코어(C2a)로 입사되어서 전송된다.The light made of the parallel beam is then incident on the second parallel beam lens 163 after the air gap G1 proceeds to the parallel light, is refracted, and is incident to the core C2a of the second optical fiber C2 and transmitted. .

한편, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 의한 팬 및 틸트 회동 가능한 영상전송장치의 광 슬립링을 채택한 경우 광손실값을 측정한 계측기 화면값을 촬영한 사진이 도시되어 있는데, JGR 사의 모델번호: BR5인 Back Reflection Meter의 광파워 계측기로 측정한 값을 보이고 있는데, -0.48 dB의 손실값이 표시되고 있고, 따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 광 슬립링을 채택하는 경우 초저손실을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, Figure 5 is a picture of the picture taken by measuring the screen value measuring the optical loss when the optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, the model number of JGR : It shows the value measured by the optical power meter of the Back Reflection Meter which is BR5, and the loss value of -0.48 dB is displayed. Therefore, when the optical slip ring according to an embodiment of the present invention is adopted, ultra low loss can be realized. It can be confirmed.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is self-evident to those who have.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100 : 본 발명의 일 실시예에 의한 광 슬립링
110 : 고정링 110a: 제1 중공홀
115a, 115b: 베어링 120 : 회전링
120a: 제2 중공홀 131 : 스핀들 샤프트
131a: 제1 관통홀 131b: 제1 장착플랜지
131c: 돌테 135 : 고정 샤프트
135a: 제2 관통홀 141 : 제1 렌즈홀더
141a: 제1 렌즈홀더의 바닥면 141a': 제1 렌즈장착공
S1 : 제1 렌즈홀더의 중공부 145 : 제2 렌즈홀더
145a: 제2 렌즈홀더의 상면 145a': 제2 렌즈장착공
S2 : 제2 렌즈홀더의 중공부 151 : 제1 캐필러리
151a: 제1 삽입홀 155 : 제2 캐필러리
155a: 제2 삽입홀 161 : 제1 평행빔렌즈
163 : 제2 평행빔렌즈 165 : 제1 접착부
167 : 제2 접착부 G1 : 에어갭
171 : 제1 베어링 172 : 제2 베어링
180 : 렌즈 얼라인 관 180a: 제3 관통홀
190 : 디스크 스프링 190a: 중앙통공
10 : 카메라모듈 20 : 회동모듈
30 : 지지모듈 C1 : 제1 광화이버
C1a: 제1 광화이버의 코어 C2 : 제2 광화이버
C2a: 제2 광화이버의 코어 P1,P2: 체결나사100: optical slip ring according to an embodiment of the present invention
110: fixing ring 110a: first hollow hole
115a, 115b: bearing 120: rotary ring
120a: second hollow hole 131: spindle shaft
131a: first through hole 131b: first mounting flange
131c: Dolte 135: fixed shaft
135a: second through hole 141: first lens holder
141a: bottom surface of the first lens holder 141a ': first lens mounting hole
S1: hollow part of the first lens holder 145: second lens holder
145a: upper surface of the second lens holder 145a ': second lens mounting hole
S2: hollow part of the second lens holder 151: first capillary
151a: first insertion hole 155: second capillary
155a: second insertion hole 161: first parallel beam lens
163: second parallel beam lens 165: first adhesive part
167: second bonding portion G1: air gap
171: first bearing 172: second bearing
180: lens alignment tube 180a: third through hole
190: disc spring 190a: center hole
10: camera module 20: rotation module
30: support module C1: first optical fiber
C1a: core of first optical fiber C2: second optical fiber
C2a: Cores P1 and P2 of the second optical fiber: Fastening screw

Claims

A camera module 10 including an camera and an all-optical converter for converting an image signal captured by the camera into an optical signal, a rotation module 20 for pan and tilt the camera module 10, and The support module 30 for supporting the rotation module 20, the fixed ring 110 is formed in the longitudinal direction of the first hollow hole (110a) is formed in the circular tube shape and the second hollow formed in the longitudinal direction Hole 120a is formed and is composed of a rotary ring 120 is rotatably coupled coaxially to the fixing ring 110 and the rotary ring 120 is fixedly coupled to the rotation module 20 is rotated module ( 20) rotates indefinitely and the fixing ring 110 is fixed to the support module 30 so that the power supply cable and the control cable connected to the camera module when the camera module rotates without twisting the camera module Includes a slip ring 100 to allow it to rotate In the pan and tilt rotation image transmission apparatus capable of (1) to be constructed by,
The slip ring 100,
Is inserted into the first hollow hole (110a) on the upper side of the rotary ring 120 is fastened to the rotary ring 120 by a fastening screw (P1) to rotate in accordance with the rotation of the rotary ring 120, the camera module ( A spindle shaft 131 having a first through-hole 131a formed in a longitudinal direction for inserting and fixing the first optical fiber C1 connected to the all-optical converting portion of 10);
As the cylindrical shape with the bottom surface 141a, the cylindrical inlet side is fitted to the spindle shaft 131 and fixed to the spindle shaft 131, and rotates together with the rotation of the spindle shaft 131, and the bottom surface ( 141a has a first lens holder 141 through which a first lens mounting hole 141a 'is formed, and
The first through hole 131a of the spindle shaft 131 is inserted into and fixed, one end of which is connected to the all-optical converting part of the camera module 10, and the other end of the hollow part S1 of the first lens holder 141. The first optical fiber C1 terminated in
The first insertion hole 151a is formed to penetrate in the longitudinal direction, and the core C1a of the first optical fiber C1 is inserted into the first insertion hole 151a to insert the core C1a of the first optical fiber C1. A first capillary 151 provided at the end of the core C1a,
The core of the first optical fiber C1 is fitted into the first lens mounting hole 141a 'of the first lens holder 141 so as to be coaxial with the core C1a of the first optical fiber C1. A first parallel beam lens 161 which enlarges the light irradiated from C1a) and at the end to make parallel light;
The first parallel beam lens 161 and the first capillary 151 are bonded to each other by adhesion, and the light emitted from the core C1a of the first optical fiber C1 is not spread, and the first parallel beam lens is not spread. A first adhesive part 165 having the same refractive index as that of the first optical fiber core C1a to be incident to the 161,
It is fastened to the fixing ring 110 to be located inside the first hollow hole (110a) on the lower side of the rotary ring 120 facing the spindle shaft 131, of the first optical fiber (C1) A fixed shaft 135 having a second through hole 135a formed in a lengthwise direction for inserting and fixing a second optical fiber C2 for receiving an optical signal and transmitting the optical signal remotely;
Cylindrical shape having an upper surface 145a, the cylindrical inlet side is fitted to the fixed shaft 135 and fixed to the fixed shaft 135, and the second lens mounting hole 145a 'passes through the upper surface 145a. The second lens holder 145 is formed,
A second optical fiber C2 having one end disposed in the hollow portion S2 of the second lens holder 145 and inserted into and fixed to the second through hole 135a of the fixed shaft 135;
The second insertion hole 155a is formed to penetrate in the longitudinal direction, and the core C2a of the second optical fiber C2 is inserted into the second insertion hole 155a to insert the core C2a of the second optical fiber C2. A second capillary 155 provided at the end;
The first coaxial beam is spaced apart from the first parallel beam lens 161 so as to be coaxial with the core C2a of the second optical fiber C2 and to form an air gap G1 with the first parallel beam lens 161. 2 is mounted in the second lens mounting hole 145a 'of the lens holder 145, receives the parallel light emitted from the first parallel beam lens 161, and receives the received light into the second optical fiber C2. A second parallel beam lens 163 which is focused to transmit without loss and exits to the core C2a of the second optical fiber C2;
The second parallel beam lens 163 and the second capillary 155 are bonded to each other by adhesion, and the second optical fiber is not diffused from the light emitted from the second parallel beam lens 163. A second adhesive part 167 having the same refractive index as that of the second optical fiber core C2a to be incident to the core C2a of (C2),
A first bearing 171 mounted on an outer circumferential surface of the first lens holder 141;
A second bearing 172 mounted on an outer circumferential surface of the second lens holder 145 in the same size and shape as the first bearing 171,
A third through hole 180a is formed in the longitudinal direction therein, and the first bearing 171 maintains a gap with the inner circumferential surface of the rotary ring 120 in the hollow hole 120a of the rotary ring 120. And an outer ring of the second bearing 172 is provided with an interference fit, and further includes a lens alignment tube 180 for holding the first parallel beam lens and the second parallel beam lens 163 to be eccentric. ,
The length of the first parallel beam lens 161 is formed to have a length of λ / 4 wavelength of the optical signal wavelength λ propagating through the first optical fiber C1 and the length of the second parallel beam lens 165. The optical slip ring of the pan and tilt rotatable image transmission device, characterized in that formed in a length of λ / 4 wavelength of the optical signal wavelength λ propagating the second optical fiber (C2).

The method according to claim 1,
The spindle shaft 131 has a first mounting flange 131b protruding outward in the radial direction, the first mounting flange 131b is externally inserted into the first hollow hole (110a),
The lower edge of the first mounting flange 131b protrudes downward from the rim 131c,
A central through hole (190a) formed through the central portion is extrapolated to the dolce (131c) and is interposed between the first lens holder 141 and the lens alignment tube 180 and the spindle shaft 131 to provide the first bearing ( 171 and the pan and tilt, characterized in that it further comprises a disk spring 190 for holding the spindle shaft 131 by applying elastic force to the lens alignment tube 180 and the spindle shaft 131 Optical slip ring of rotatable video transmitter.

The method according to claim 1,
The first capillary 151 and the first parallel beam lens 161 are formed to be inclined at an angle of 8 degrees so as to face each other.
And the second parallel beam lens 163 and the second capillary 155 are formed to be inclined at an angle of 8 degrees so as to face each other.

The method according to claim 1,
The first and second adhesive parts 165 and 167 may be an ultraviolet curable epoxy resin having the same refractive index as that of the first and second optical fiber cores C1a and C2a. ring.