KR100443985B1 - 콜리메이터 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 파이버가 형성된 피그테일과, 상기 피그테일과 동축적으로 배치되는 그린렌즈와, 상기 피그테일 및 상기 그린렌즈를 일체로 수용 지지하는 관상의 글라스튜브와, 에폭시수지에 의해 상기 글라스튜브를 외측에 고정되는 메탈슬리브를 갖는 콜리메이터를 검사하기 위한 콜리메이터 검사장치에 관한 것으로서, 검사테이블과; 상기 검사테이블 상에 마련되어 검사 대상의 콜리메이터를 파지하는 파지부와; 상기 파지부의 상부에 배치되어 상기 콜리메이터의 배치방향에 가로방향을 따라 상기 콜리메이터를 촬상하는 제1카메라와; 상기 검사테이블 상에 상기 콜리메이터와 동축적으로 배치되어 상기 콜리메이터를 동축적으로 촬상하는 제2카메라와; 상기 제1 및 제2카메라와 연결되어 상기 제1 및 제2카메라에 의해 촬상된 영상을 표시하는 영상표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 콜리메이터를 부분적으로 검사함으로써 제품의 신뢰도를 높일 수 있도록 한 콜리메이터 검사장치가 제공된다.

Description

콜리메이터 검사장치{Apparatus for inspecting collimator}
본 발명은, 콜리메이터 검사장치에 관한 것이다.
소위, 콜리메이터(Collimator)라 하는 광통신소자는 광원을 통해 입사한 빛을 평행광으로 변환시키는 소자를 일컫는다. 이러한 콜리메이터는 광통신장비나 반도체장비 등 평행광을 필요로 하는 여러 장비에 하나의 부품으로 채용되는 것이 보통이다.
통상의 콜리메이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 동축선 상에 배열되는 피그테일(12, Pigtail) 및 그린렌즈(14, Grin lens)와, 피그테일(12)과 그린렌즈(14)가 수용지지되는 관상의 글라스튜브(15, Glass tube)와, 글라스튜브(15)를 외측에서 보호하는 메탈슬리브(16, Metal sleeve)를 포함한다.
유리재질로 형성되는 피그테일(12)에는 그 일단에 소정의 빛이 입사되도록 빛의 입사경로를 형성하는 파이버(13, Fiber)가 마련되어 있다. 그리고, 타단에는 소정의 경사면(12a)이 형성되어 있다.
피그테일(12)과 동축적으로 배치되는 그린렌즈(14)의 일단부에도 피그테일(12)의 경사면(12a)과 마찬가지의 경사면(14a)이 형성되어 있다. 피그테일(12) 및 그린렌즈(14)의 각 경사면(12a,14a)은 상호 대응되게 경사배치된다.
이러한 구성을 갖는 콜리메이터(10)를 제조하기 위해서는, 먼저, 관상의 글라스튜브(15) 내로 그린렌즈(14)를 삽입하여 고정한다. 그린렌즈(14)는 경사면(14a)이 형성된 일단이 글라스튜브(15) 내로 삽입되고 타단은 글라스튜브(15)의 외측으로 소정 길이 노출되게 배치된다.
글라스튜브(15)의 일측 내부에 그린렌즈(14)가 수용지지되면, 타측으로 피그테일(12)을 삽입한다. 피그테일(12)은 경사면(12a)이 형성된 일단이 글라스튜브(15) 내로 수용되어 이미 글라스튜브(15) 내에 수용지지된 그린렌즈(14)의 경사면(14a)에 대응하도록 경사배치된다.
이 때, 피그테일(12)의 경사면(12a)은 소정의 광특성 조건에 부합되도록 얼라인(Align)과정을 거치면서 그린렌즈(14)의 경사면(14a)에 대해 경사배치된 후, 소정의 조건에 부합되면 피그테일(12)을 글라스튜브(15) 내에 고정한다.
그린렌즈(14)와 피그테일(12)이 글라스튜브(15) 내에 수용지지되면, 글라스튜브(15)를 관상의 메탈슬리브(16) 내로 삽입한 후, 에폭시수지(17)를 도포하여 글라스튜브(15)와 메탈슬리브(16)를 상호 고정함으로써 콜리메이터(10)의 제조는 완료된다.
그런데, 종래에는 상기의 방법으로 제조된 콜리메이터(10)를 검사하는 장치가 별도로 존재하지 않았다.
따라서, 그린렌즈(14)의 길이, 에폭시수지(17)의 도포량 및 모양 등에 대해서는 작업자의 육안으로만 그 양부를 판단할 수밖에 없다. 뿐만 아니라그린렌즈(14)와 피그테일(12)의 앵글얼라인 상태 및 스팟얼라인 상태 등은 별도로 검사할 수가 없어 제품의 신뢰도가 떨어질 수밖에 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 콜리메이터를 부분적으로 검사함으로써 제품의 신뢰도를 높일 수 있도록 한 콜리메이터 검사장치를 제공하는 것이다.
도 1은 콜리메이터의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 콜리메이터 검사장치의 사시도,
도 3a는 도 2의 제1카메라에 의해 콜리메이터가 촬상되는 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 3b는 도 3a에 의해 영상표시부에 나타난 영상을 도시한 도면,
도 4a는 도 2의 제2카메라에 의해 콜리메이터가 촬상되는 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 4b는 도 4a에 의해 영상표시부에 나타난 영상을 도시한 도면,
도 5a는 도 2의 광신호수신센서에 의한 검사 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 5b는 도 5a에 의해 영상표시부에 나타난 영상을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제어블럭도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 콜리메이터 12 : 피그테일
13 : 그린렌즈 15 : 글라스튜브
16 : 메탈슬리브 20 : 검사장치
23 : 제1카메라 25 : 제2카메라
26 : 광공급부 27 : 광신호수신부
28 : 영상표시부 40 : 제어부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 적어도 하나의 파이버가 형성된 피그테일과, 상기 피그테일과 동축적으로 배치되는 그린렌즈와, 상기 피그테일 및 상기 그린렌즈를 일체로 수용 지지하는 관상의 글라스튜브와, 에폭시수지에 의해 상기 글라스튜브를 외측에 고정되는 메탈슬리브를 갖는 콜리메이터를 검사하기 위한 콜리메이터 검사장치에 있어서, 검사테이블과; 상기 검사테이블 상에 마련되어 검사 대상의 콜리메이터를 파지하는 파지부와; 상기 파지부의 상부에 배치되어 상기 콜리메이터의 배치방향에 가로방향을 따라 상기 콜리메이터를 촬상하는 제1카메라와; 상기 검사테이블 상에 상기 콜리메이터와 동축적으로 배치되어 상기 콜리메이터를 동축적으로 촬상하는 제2카메라와; 상기 제1 및 제2카메라와 연결되어 상기 제1 및 제2카메라에 의해 촬상된 영상을 표시하는 영상표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1카메라에 의해 촬상되어 상기 영상표시부에 나타나는 영상은 상기 그린렌즈의 길이 영상, 상기 에폭시수지의 도포량 및 모양 영상 중 적어도 어느 하나이다.
상기 제2카메라에 의해 촬상되어 상기 영상표시부에 나타나는 영상은 상기 그린렌즈와 상기 피그테일의 앵글얼라인 상태 영상이다.
상기 파이버와 연결되어 상기 파이버로 광신호를 공급하는 광공급부와; 상기 검사테이블 상에 상기 콜리메이터와 동축적으로 배치되어 상기 광공급부로부터 상기 콜리메이터를 경유하여 제공되는 광신호를 수신하는 광신호수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 광신호수신부는 상기 영상표시부와 연결되어 있으며, 상기 광신호수신부에 의해 상기 영상표시부에 나타나는 영상은 상기 그린렌즈와 상기 피그테일의 스팟얼라인 상태이다.
상기 광신호수신부와 상기 제2카메라를 상기 턴테이블 상에서 일체로 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 슬라이딩블럭과; 상기 슬라이딩블럭을 슬라이딩 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2카메라, 영상표시부, 광공급부, 광신호수신부 및 구동부를 자동 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명은 전술한 도 1을 포함하여 설명하고 있으므로 도 1에 대해서는 상술한 것으로 대체하며, 도 1과 관련된 동일구성에 관해서는 동일부호를 부여한다.
본 발명에 따른 콜리메이터 검사장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 검사테이블(21)과, 검사테이블(21) 상에 마련되어 검사 대상의 콜리메이터(10)를 파지하도록 파지블럭(29)에 마련된 파지부(22)와, 콜리메이터(10)를 일방향에서 각각 촬상하는 제1 및 제2카메라(23,25)와, 광공급부(26)와 함께 콜리메이터(10)의 스팟얼라인(Spot align) 상태를 검사하는 광신호수신부(27)와, 제1 및 제2카메라(23,25)와 광신호수신부(27)와 연결되어 검사된 영상을 표시하는 영상표시부(28)를 갖는다.
검사테이블(21) 내에는 후술할 구동부(32)를 제어하는 제어부(40)가 마련되어 있다. 한편, 도시하고 있지는 않으나, 검사테이블(21)의 하단에는 이동가능한 구름바퀴를 마련할 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 콜리메이터 검사장치(20)를 소정의 검사위치로 용이하게 이동시킬 수도 있다. 이러한 경우, 구름바퀴에 브레이크 장치를 별도로 마련하여 소정의 검사 위치로 이동한 검사장치(20)가 임의로 움직이는 것을 방지하는 것이 유리할 것이다.
제1카메라(23)는 일단이 검사테이블(21)에 고정되고 타단은 기립되게 배치된 브래킷(24)에 결합되어 파지부(22)의 상부에 배치되어 있다. 검사 대상의 콜리메이터(10)는 수평방향으로 배치된 상태로 파지부(22)에 파지되어 있다. 결국, 도 3a와 같이 제1카메라(23)는 수평방향으로 배치된 콜리메이터(10)를 수직하게 촬상하게 된다.
제1카메라(23)에 의해 촬상되어 영상표시부(28)에 나타나는 영상은 메탈슬리브(16)의 단부로부터 노출되게 배치되는 그린렌즈(14)의 길이(B)와, 글라스튜브(15)를 메탈슬리브(16) 내에 고정하기 위해 글라스튜브(15)와 메탈슬리브(16) 사이에 도포되는 에폭시수지(17)의 도포량 및 모양(A)이다.
파지부(22)에 의해 수평방향으로 배치되는 콜리메이터(10)의 전방에는 콜리메이터(10)와 동축적으로 배치되어 콜리메이터(10)를 향해 촬상하는 제2카메라(25)가 마련되어 있다(도 4a 참조). 제2카메라(25)에 의해 촬상되어 영상표시부(28)에 나타나는 영상은 글라스튜브(15) 내에 일체로 삽입 배치된 그린렌즈(14)와 피그테일(12)간의 앵글얼라인(Angle align) 상태이다.
제2카메라(25)의 측부에는 광신호수신부(27)가 마련되어 있다. 광신호수신부(27)는 광공급부(26)와 더불어 콜리메이터(10)를 구성하는 그린렌즈(14)와 피그테일(12)간의 스팟얼라인 상태를 영상표시부(28)에 나타낸다.
즉, 파지부(22)에 파지된 검사 대상의 콜리메이터(10)는 그 파이버(13)가 파지부(22)로부터 연장되어 검사테이블(21) 상의 일측에 마련된 광공급부(26)와 연결되어 있으며, 콜리메이터(10)의 전방에는 콜리메이터(10)와 동축적으로 광신호수신부(27)가 배치되어 있다.
이러한 상태에서 광공급부(26)로부터의 광신호가 파이버(13)를 향해 공급되면 광신호는 피그테일(12) 및 그린렌즈(14)를 경유하여 광신호수신부(27)로 향한다. 이 때, 광신호수신부(27)에서는 이 신호를 수신하여 이를 영상표시부(28)에 영상으로 표시한다(도 5a 참조). 광신호수신부(27)에 의해 영상표시부(28)로 나타나는 영상은 피그테일(12)과 그린렌즈(14)간의 스팟얼라인 상태이며, 이는 점 형상으로 나타난다(도 5b 참조).
한편, 턴테이블 상에서 파지부(22)의 위치 및 브래킷(24)의 설치위치가 이미 세팅되어 있다면 제1카메라(23)의 위치를 이동시키는 수단은 필요하지 않다. 그러나, 제2카메라(25)와 광신호수신부(27)의 경우에는 각각의 검사를 위해 콜리메이터(10)의 전방에 콜리메이터(10)와 동축적으로 선택 배치되어야 한다.
이를 위해, 본 발명에서는 슬라이딩부(31)를 마련하고 있다. 슬라이딩부(31)는 턴테이블 상에 마련되는 슬라이딩레일(31a)과, 슬라이딩레일(31a)과 도브테일 형상으로 맞물려 슬라이딩레일(31a)에 대해 이동가능한 슬라이딩블럭(31b)을 포함한다. 이러한 슬라이딩블럭(31b)에는 제2카메라(25) 및 광신호수신부(27)가 마련되어 있다.
슬라이딩부(31)의 측부에는 제어부(40)에 의해 슬라이딩블럭(31b)을 슬라이딩레일(31a)에 대한 소정의 위치로 슬라이딩 이동시키는 구동부(32)가 마련되어 있다.
이에, 제2카메라(25)의 검사 과정이 개시되면, 제어부(40)는 구동부(32)를 제어하여 슬라이딩블럭(31b)을 검사테이블(21) 상에서 소정 거리 이동시킨다. 그러면, 제2카메라(25)는 콜리메이터(10)의 전방에 배치될 수 있고, 이어 제2카메라(25)에 의한 검사가 이루어질 수 있다.
마찬가지로, 광신호수신부(27)의 검사가 개시되면, 제어부(40)는 구동부(32)를 제어하여 슬라이딩블럭(31b)을 슬라이딩레일(31a)에 대해 소정 거리 이동시킨다. 그러면, 광신호수신부(27)는 콜리메이터(10)의 전방에 배치될 수 있고, 이어 광공급부(26)의 작동과 더불어 광신호수신부(27)에 의한 검사가 이루어질 수 있다.
이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 콜리메이터 검사장치(20)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 파지부(22)에 검사 대상의 콜리메이터(10)를 장착한다. 이 때, 파지부(22)에는 콜리메이터(10)의 파지 위치가 매번 변경되는 것을 방지하기 위한 소정의 스토퍼(미도시)가 마련되어 있는 것이 바람직할 것이다. 콜리메이터(10)를 파지한 후에는 콜리메이터(10)에 마련된 파이버(13)를 광공급부(26)에 연결한다.
콜리메이터(10)의 로딩이 완료되면, 제1카메라(23)에 의한 콜리메이터(10)의 촬상이 시작된다. 즉, 도 3a와 같이 제1카메라(23)는 수평방향으로 배치된 콜리메이터(10)를 수직하게 촬상한다.
제1카메라(23)에 의해 촬상된 영상은 도 3b에 도시된 바와 같이, 메탈슬리브(16)의 단부로부터 노출되게 배치되는 그린렌즈(14)의 길이(B)와, 글라스튜브(15)를 메탈슬리브(16) 내에 고정하기 위해 글라스튜브(15)와 메탈슬리브(16) 사이에 도포되는 에폭시수지(17)의 도포량 및 모양(A)이며 이는 영상표시부(28)에 나타난다.
그러면, 제어부(40)에서는 소정의 기준 영상과 제1카메라(23)에 의한 영상을 비교하면서 영상표시부(28)에 나타내고, 작업자는 이러한 영상을 육안으로 확인하면서 콜리메이터(10)의 양부를 판별하게 된다.
제1카메라(23)에 의한 검사가 완료되면 소정의 제어신호에 의해 구동부(32)가 슬라이딩블럭(31b)을 슬라이딩레일(31a)에 대해 소정 거리 이동시켜 제2카메라(25)를 콜리메이터(10)의 전방에 콜리메이터(10)와 동축적으로 배치한다.
그런 다음, 도 4a에 도시된 바와 같이, 콜리메이터(10)를 동축적으로 촬상한다. 제2카메라(25)에 의해 촬상되어 영상표시부(28)에 나타나는 영상은 도 4b에 도시된 바와 같이, 글라스튜브(15) 내에 일체로 삽입 배치된 그린렌즈(14)와 피그테일(12)간의 앵글얼라인 상태이다.
전술한 바와 같이, 피그테일(12)과 그린렌즈(14)의 인접 단부영역에는 상호 경사면(12a,14a)이 형성되어 있다. 이들 경사면(12a,14a)은 상호 적절한 간격 및 방향성을 가지고 배치되어야 한다. 즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 피그테일(12)의 경사면(12a)에 의한 제1타원영상(D)과, 그린렌즈(14)의 경사면(14a)에 의한 제2타원영상(E)이 소정의 허용오차범위 내에서 서로 일치해야 한다. 결국, 제2카메라(25)에 의해 촬상된 영상은 제어부(40)에 의해 제1 및 제2타원영상(D,E)의 장축(L,L') 및 단축(S,S')이 서로 비교되면서 영상표시부(28)에 나타나고, 작업자는 이러한 영상을 육안으로 확인하면서 콜리메이터(10)의 양부를 판별하게 된다.
제2카메라(25)에 의한 검사가 완료되면, 광공급부(26)와 더불어 광신호수신부(27)에 의한 검사가 개시된다. 이를 위해, 제어부(40)는 구동부(32)를 제어하여 슬라이딩블럭(31b)을 소정 거리 이동시킴으로써 광신호수신부(27)가 콜리메이터(10)의 전방에 콜리메이터(10)와 동축적으로 배치되도록 한다.
광신호수신부(27)의 위치 이동이 완료되면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 광공급부(26)에서 파이버(13)를 향해 광신호를 발생시킨다. 파이버(13)를 따라 흐르는 광신호는 피그테일(12) 및 그린렌즈(14)를 경유하여 광신호수신부(27)로 향한다. 이 때, 광신호수신부(27)에서는 이 신호를 수신하여 이를 영상표시부(28)에 영상으로 표시한다.
광신호수신부(27)에 의해 수신되어 영상표시부(28)에 나타나는 영상은 도 5b에 도시된 바와 같은 피그테일(12)과 그린렌즈(14)간의 스팟얼라인 상태이다. 즉, 콜리메이터(10)는 소정의 빛을 평행광으로 변환시키는 소자이므로, 파이버(13)를통해 입사한 빛은 피그테일(12) 및 그린렌즈(14)를 경유하여 외부로 평행하게 발산된다. 이러한 상태를 영상으로 나타내면 도 5b와 같은 점 형상으로 이루어진다.
이 때, 영상표시부(28)에 나타나는 점(Spot) 형상은 그 직경(C)이 검사의 기준이 된다. 결국, 제어부(40)에서는 소정의 기준 크기 및 형상에 대해 검사된 점(Spot) 형상을 비교하여 나타내고, 작업자는 이러한 영상을 육안으로 확인하면서 콜리메이터(10)의 양부를 판별하게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 콜리메이터(10)를 검사할 수 있도록 한 검사장치(20)를 마련함으로써 제품의 양부를 정확하게 판별할 수 있다. 따라서, 콜리메이터(10) 제품의 신뢰도가 높아진다.
전술한 실시예에서는 슬라이딩블럭(31b)에 의해 제2카메라(25)와 광신호수신부(27)가 모두 검사 위치로 이동되는 것에 관해 설명하였다. 그러나, 애초 슬라이딩블럭(31b) 상에 제2카메라(25)의 검사 위치를 세팅해 놓는다면 제2카메라(25)의 검사를 위해 슬라이딩블럭(31b)을 이동시켜야 할 필요는 없고, 광신호수신부(27)만을 이동시켜도 될 것이다.
또한, 전술한 실시예에서는 제1카메라(23), 제2카메라(25) 및 광신호수신부(27)의 순서로 콜리메이터(10)를 검사하는 것에 관하여 설명하고 있지만 이들의 검사 순서는 부분적으로 바뀔 수도 있음은 물론이다.
전술한 제1 및 제2카메라(23,25), 영상표시부(28), 광공급부(26), 광신호수신부(27) 및 구동부(32)는 모두 제어부(40)에 의해 자동으로 제어될 수 있으며, 특히 영상표시부(28)에 나타나는 영상 및 작업자가 이를 처리하는 것은 터치스크린식의 인터페이스 환경으로 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 콜리메이터를 부분적으로 검사함으로써 제품의 신뢰도를 높일 수 있도록 한 콜리메이터 검사장치가 제공된다.

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 파이버가 형성된 피그테일과, 상기 피그테일과 동축적으로 배치되는 그린렌즈와, 상기 피그테일 및 상기 그린렌즈를 일체로 수용 지지하는 관상의 글라스튜브와, 에폭시수지에 의해 상기 글라스튜브를 외측에 고정되는 메탈슬리브를 갖는 콜리메이터를 검사하기 위한 콜리메이터 검사장치에 있어서,
    검사테이블과;
    상기 검사테이블 상에 마련되어 검사 대상의 콜리메이터를 파지하는 파지부와;
    상기 파지부의 상부에 배치되어 상기 콜리메이터의 배치방향에 가로방향을 따라 상기 콜리메이터를 촬상하는 제1카메라와;
    상기 검사테이블 상에 상기 콜리메이터와 동축적으로 배치되어 상기 콜리메이터를 동축적으로 촬상하는 제2카메라와;
    상기 제1 및 제2카메라와 연결되어 상기 제1 및 제2카메라에 의해 촬상된 영상을 표시하는 영상표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1카메라에 의해 촬상되어 상기 영상표시부에 나타나는 영상은 상기 그린렌즈의 길이 영상, 상기 에폭시수지의 도포량 및 모양 영상 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2카메라에 의해 촬상되어 상기 영상표시부에 나타나는 영상은 상기 그린렌즈와 상기 피그테일의 앵글얼라인 상태 영상인 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파이버와 연결되어 상기 파이버로 광신호를 공급하는 광공급부와;
    상기 검사테이블 상에 상기 콜리메이터와 동축적으로 배치되어 상기 광공급부로부터 상기 콜리메이터를 경유하여 제공되는 광신호를 수신하는 광신호수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광신호수신부는 상기 영상표시부와 연결되어 있으며,
    상기 광신호수신부에 의해 상기 영상표시부에 나타나는 영상은 상기 그린렌즈와 상기 피그테일의 스팟얼라인 상태인 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광신호수신부와 상기 제2카메라를 상기 턴테이블 상에서 일체로 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 슬라이딩블럭과;
    상기 슬라이딩블럭을 슬라이딩 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2카메라, 영상표시부, 광공급부, 광신호수신부 및 구동부를 자동 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 검사장치.
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