KR101095321B1 - 레이져 빔 성형기 - Google Patents

Abstract

레이져 가공 분야 등에서 사용되는 레이져 빔 성형기가 제공된다.

상기 레이져 빔 성형기는 그 구성 일예로서, 기기 바디;와, 상기 기기 바디의 일측에 구비되고 레이져 광이 입사되는 콘덴싱부;와, 상기 기기 바디의 타측에 구비되어 출사되는 레이져 빔의 형태 또는 크기를 조정토록 제공되는 렌즈부; 및, 상기 콘덴싱부와 렌즈부 사이로 기기 바디에 내장되고 레이져 빔의 균일도를 향상토록 제공되는 라이트 가이드를 포함하여 구성되되, 상기 렌즈부는, 상기 기기 바디의 타측에 이동 가능하게 제공되고 하나 이상의 렌즈가 내장되는 렌즈 바디를 포함하여 구성될 수 있고, 더하여 바람직하게는 상기 라이트 가이드와 렌즈부사이에 구비되는 레이져 형상 조정수단을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 라이트 가이드를 레이져 빔 성형기에 적용시키어 레이져 빔이 전반사를 일으키면서 최대한 균일한 상태로 성형되도록 하는 동시에, 특히 레이져 빔(의 촛점부)을 원하는 형태나 크기로 쉽게 조절하여 사용 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

레이져 빔, 레이져 빔 성형기, 라이트 가이드

Description

레이져 빔 성형기{Laser Beam Shaper}

본 발명은 레이져 가공 분야 등에서 사용되는 레이져 빔 성형기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 라이트 가이드를 레이져 빔 성형기에 적용시키어 레이져 빔이 전반사를 일으키면서 최대한 균일한 상태로 성형되도록 하는 동시에, 특히 레이져 빔(의 촛점부)을 원하는 형태나 크기로 쉽게 조절하여 사용 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

레이져 가공 분야 예를 들어, 태양광 설비의 솔라 셀(Solar Cell)의 가공공정에서 균일한 조도의 레이져(laser)를 사용하여 산화물(TCO)(Transparent Conductive Oxide) 등을 제거하는 경우 또는, 반도체나 엘씨디(LCD), 피디피(PDP)의 제조공정에서 원하는 레이져 파워(Laser Power)로 균일한 면적과 깊이로 소재를 가공하는 경우, 레이져 빔을 사용한다.

이와 같은 레이져 빔의 사용은, 다른 기계적 또는 화학적 가공에 비하여 가공 균일도(정밀도)가 우수하고 가공 시간을 줄일 수 있다는 여러 이점을 제공하고, 보다 나은 가공 품질의 제품을 생산할 수 있다.

한편, 이와 같은 레이져 빔 성형기는 알려져 있는데, 통상의 알려진 기기는 레이져 빔의 성형을 위하여 플라이-아이 렌즈(Fly-Eye lens)를 이용하는 것이 대부분이었다.

그러나, 이와 같은 플라이-아이 렌즈를 사용하는 알려진 레이져 빔 성형기의 경우에는 싱글-모드(Single mode)와 멀티-모드(Multi-Mode)에 따라 성형된 레이져 빔의 균일도나 성능에서 차이가 많은 문제가 있었다.

즉, 플라이-아이 렌즈를 사용하는 알려진 레이져 빔 성형기는, 성형된 레이져 빔의 균일도가 광원에 따라 차이가 많고, 고가의 레즈를 많이 사용함에도 그 가격대비 효율성은 떨어지는, 특히 레이져 빔의 손실율이 높은 것이었다.

더하여, 이와 같은 플라이-아이 렌즈의 경우 그 배열(align)이나 물리적으로 가공 생산할 수 있는 렌즈 크기의 한계 등에 따른 다른 문제도 발생된다.

또는, 플라이 아이 렌즈를 사용하지 않은 다른 형태의 레이져 빔 성형기도 알려져 있으나, 이경우 원형의 레이져 빔 만을 성형하는 등의 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 라이트 가이드를 레이져 빔 성형기에 적용시키어 레이져 빔이 전반사를 일으키면서 최대한 균일한 상태로 성형되도록 하는 동시에, 특히 레이져 빔(의 촛점부)을 원하는 형태나 크기로 쉽게 조절하여 사용 가능하게 한 레이져 빔 성형기를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 기기 바디;

상기 기기 바디의 일측에 구비되고 레이져 광이 입사되는 콘덴싱부;

상기 기기 바디의 타측에 구비되어 출사되는 레이져 빔의 형태 또는 크기를 조정토록 제공되는 렌즈부; 및,

상기 콘덴싱부와 렌즈부 사이로 기기 바디에 내장되고 레이져 빔의 균일도를 향상토록 제공되는 라이트 가이드;

를 포함하여 구성되되,
상기 렌즈부는, 상기 기기 바디의 타측에 이동 가능하게 제공되고 하나 이상의 렌즈가 내장되는 렌즈 바디를 포함하는 레이져 빔 성형기를 제공한다.

바람직하게는, 상기 레이져 콘덴싱부는, 상기 기기 바디의 일측에 이동 가능하게 조립되는 콘덴싱 바디와, 상기 콘덴싱 바디에 내장되어 레이져 광이 집속되는 콘덴싱 렌즈를 포함하는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 렌즈부에는 적어도 하나의 콘 렌즈가 포함되는 한편, 상기 렌즈 바디는, 상기 기기 바디에 분해 가능하게 조립되는 연결바디에 다단으로 이동 가능하게 제공되면서 상기 콘 렌즈와 다른 렌즈들이 내장되는 제1,2 렌즈 바디를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 기기 바디에 내장되는 라이트 가이드는, 상기 기기 바디의 내측에 길이를 갖추면서 체결수단으로 내장될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 라이트 가이드와 렌즈부사이에 구비되어 라이트 가이드를 통과한 레이져 빔의 형태를 조정토록 제공되는 레이져 형상 조정수단을 더 포함하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 레이져 빔 성형기에 의하면, 라이트 가이드(파이프)를 레이져 빔 성형에 적용시키어 레이져 빔이 전반사를 일으키면서 최대한 균일한 상태로 라이트 가이드를 통하여 성형되도록 하면서, 레이져 빔을 원하는 형태나 크기로 쉽게 조절하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명의 레이져 빔 성형기는, 레이져 빔을 이용하는 가공 분야, 예를 들어, 솔라 셀(Solar Cell) 가공이나, 반도체, LCD, PDP 제조공정 등의 가공분야에서 원하는 레이져 파워로서 균일 면적과 깊이 가공을 가능하게 하면서 그 생산성을 높이게 하고, 보다 우수한 품질의 제품 생산을 가능하게 한다.

또한, 기존의 알려진 레이져 빔 성형기는 손실율이 높으나 본 발명은 입사된 레이져 (광)의 손실율이 매우 적고, 원하는 형태의 레이져 빔 성형을 가능하게 하는 것이다.

더하여, 본 발명은 필요시 LED 또는 다른 다양한 조명 분야에서 사용 가능하고, 이경우 저렴한 비용으로 균일한 광(화상)을 제공할 것이다.

이하, 본 발명을 도면에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 레이져 빔 성형기(1)의 개념도를 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)는, 라이트 가이드(또는 '라이트 파이프'라고도 함)(70)를 이용하여 입사된 레이져 광(L1)을 원하는 모양(형태)이나 크기의 레이져 빔(L2)으로 출사시키어 레이져 빔 촛점부(L)의 사용시 효율을 향상시키면서, 특히 레이져 빔(L2) 또는 레이져 빔 촛점부(L)의 균일도가 우수하고, 성형 구간(Working Distance)에서의 변화와 렌즈들의 설계 변경을 통하여 보다 균일한 조도의 레이져 빔을 제공 가능하게 할 것이다.

또한, 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)에서, 레이져 광(L1) 입사측의 콘덴싱부(30)의 렌즈(32)(Condensing Lens)는 그 하류측의 라이트 가이드(70)에 레이져 광의 손상(Damage)을 주지 않으면서 최대한 레이져 광(L1)이 라이트 가이드(70)의 내부에서 전반사를 구현하면서 균일하게 전달되도록 집속한다.

한편, 본 발명의 상기 라이트 가이드(70)는, 입사하는 레이져 광이 전반사를 일으키면서 최대한 균일한 상태로 방출되게 하고, 이를 위하여 라이트 가이드(70)는 모서리나 면에 칩이나 스크래치 등이 발생되지 않게 하는 것이 필요하다.

또한, 본 발명 레이져 빔 성형기(1)에서 라이트 가이드(70)의 하류측에 배치되는 렌즈부(70)는 레이져 빔 성형 조건에 따라 적정한 크기로 설계되어 렌즈부(50)를 통과하는 레이져 빔(L2)의 형태와 레이져 빔 촛점부(L)가 원하는 형태로 확대 또는 축소되도록 할 수 있다.

이때, 본 발명의 레이져 빔 성형기에서 라이트 가이드와 렌즈부 사이의 간격(거리) 조절이 필요하고 이를 위하여 성형구간(Working Distance)에서의 렌즈부(50)의 이동을 가능하게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 이하에서는 이와 같은 콘덴싱 렌즈의 입사부, 라이트 가이드 및 렌즈부의 출사부로 구성될 수 있는 본 발명의 레이져 빔 성형기의 바람직한 실시예를 도면에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2에서는 상기와 같은 본 발명 레이져 빔 성형기(1)의 일 실시예의 전체 구성으로 상세하게 도시하고 있다.

예컨대, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 레이져 빔 성형기(1)는, 크게 기기 바디(10)와, 상기 기기 바디(10)의 일측에 구비되고 레이져 광(L1)이 입사되는 앞에서 간략하게 설명한 콘덴싱부(30)와, 상기 기기 바디의 타측에 구비되어 출사되는 레이져 빔(L2)의 형태 또는 크기를 조정토록 제공되는 앞에서 간략하게 설명한 렌즈부(50) 및, 상기 콘덴싱부와 렌즈부 사이로 기기 바디에 내장되고 레이져 빔의 균일도를 향상토록 제공되는 앞에서 간략하게 설 명한 라이트 가이드(light guide)(70)를 포함하여 그 구성적 일 실시예로서 구성될 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2와 같이, 레이져 광 발생기(광원)(미도시)로 부터 출사된 레이져 광(L1)은 기기 바디(10)의 일측에 배치되는 콘덴싱부(30)에서 집속되어 입사되고, 이후 레이져 광은 상기 라이트 가이드(70)를 통과하면서 전반사를 통하여 그 균일도가 매우 향상된 상태로, 기기바디(10)의 타측(출사측)에 배치되는 렌즈부(50)를 통과하고 이를 통과한 레이져 빔(L2)은 본 발명 성형기의 레이져 빔 촛점부(L)를 형성하게 된다.

한편, 이와 같은 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)에서의 주요 구성부들에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 성형기에서 상기 기기바디(10)는 내부가 중공된 단면상 원형 또는 다각형 형태로 제공될 수 있는데, 레이져 빔이 통상 고온인 것을 감안하여 열에 강한 내열 플라스틱 등의 합성수지 성형체 또는 부식이 없는 알루미늄 또는 스테인레스로 제작될 수 있다.

한편, 이와 같은 기기바디(10)의 일단 및 타단에는 각각 콘덴싱부(30)와 렌즈부(50)가 이동 가능하게 연계되고, 특히 타단에는 렌즈부(50)가 이동 가능하게 연계되기 위한 연결바디(12)가 연결되는데, 이와 같은 연결바디(12)는 도 2와 같이, 나사(미도시)로 분해 조립되는 탈부착이 가능한 형태로 기기바디에 연결된다.

예를 들어, 상기 연결바디(12)는 기기바디(10)에서 쉽게 탈,부착 조립되기 때문에, 다음에 상세하게 설명하는 레이져 형상 조정수단(90)의 교체를 용이하게 하는 동시에, 렌즈부(50)도 연결바디(12)에 연계되기 때문에, 그 교체를 용이하게 한다.

다음, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 기기바디(10)의 일단에 연계되는 상기 레이져 콘덴싱부(30)는, 레이져 광원(미도시)에서부터 입사되는 레이져 광(L1)이 집속(콘덴싱)되면서 통과하는 콘덴싱 렌즈(32)를 포함할 수 있다.

그리고, 이와 같은 콘덴싱 렌즈(32)는, 도 2와 같이, 상기 기기 바디(10)에 이동 가능하게 조립되는 콘덴싱 바디(34)의 내부에 내장될 수 있고, 상기 콘덴싱 바디(34)는 기기바디(10)의 일단부 외연에 형성된 서로 맞물리는 암,수 스크류부(S)에 의하여 체결되고, 상기 콘덴싱바디(34)에는 도 2와 같이 사용자가 간단하게 돌리면서 조작하는 것을 가능하게 하는 조정링부(34a)가 구비된다.

따라서, 예를 들어, 사용자가 한손으로 기기바디(10)를 잡거나 별도의 클램핑수단(미도시)에 기기바디를 고정한 상태에서 상기 콘덴싱바디(34)의 조정링부(34a)를 돌리면, 기기바디와 콘덴싱바디에 형성된 암,수 스크류부(S)에 의하여 콘덴싱바디는 그 조작 방향에 따라 고정된 기기바디에서 전,후로 이동하게 된다.

결국, 콘덴싱바디(34)의 이동에 따라 그 내부에 내장된 콘덴싱렌즈(32)의 위치가 조정되고, 이에 따라 입사되는 레이져 광(L1)의 입사 거리 또는 콘덴싱 렌즈(32)와 다음에 상세하게 설명하는 라이트 가이드(70)간의 입사측 간격이 조정되게 된다.

이는, 최적의 레이져 광 입사를 구현하면서, 콘덴싱렌즈를 거쳐 레이져 광의 라이트 가이드의 전달을 원하는 상태로 균일하게 구현되게 할 것이다.

한편, 이와 같은 콘덴싱부(30)의 렌즈(32)는 알려진 집속 렌즈(collimating lens) 등을 사용하면 된다.

다음, 도 1 및 도 2에서 도시한 본 발명의 상기 렌즈부(50)는, 상기 기기 바디(10)의 타측 즉, 기기바디 타측에 분해 가능하게 조립되는 연결바디(12)에 이동 가능하게 제공되고 하나 이상의 렌즈들이 내장되는 렌즈 바디(52)를 포함한다.

이와 같은 상기 렌즈 바디(52)는, 더 구체적으로는 상기 기기 바디(10)의 연결바디(12)에 2단으로 이동 가능하게 제공되는 제1 렌즈 바디(54)와 제2 렌즈 바디(56)로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 렌즈바디(54)와 제2 렌즈바디(56)에는 각각 렌즈(50a) (50b)들이 별도의 도면부호로 나타내지 않는 바디에 일체로 된 고정턱, 별도로 조립되는 고정링 또는 다른 스페이서 등으로 하나 이상이 내장될 수 있다.

가장 바람직하게는, 제1 렌즈바디(54)와 제2 렌즈바디(56)에 내장되는 렌즈들중 적어도 하나의 콘 렌즈(50a)를 포함하는 것이다. 예를 들어 이와 같은 콘 렌즈(50a)는 제1 렌즈바디(54)에 내장되면서 라이트 가이드(70)에서 출사되는 레이져 빔(L2)이 먼저 통과하면서 그 균일도를 향상시키는 역할을 할 수 있다.

이와 같은 콘 렌즈(50a)는 하나 이상 내장될 수 있음은 물론이다. 그리고 제2 렌즈바디(54)에 내장되는 렌즈(50b)들은 통상의 레이져 빔 성형기나 조명기기 등에서 사용되는 오목렌즈 또는 볼록렌즈 등의 알려진 렌즈 조합군으로 구성할 수 있을 것이다.

한편, 이와 같은 콘렌즈나 다른 렌즈들은 라이트 가이드를 거치면서 균일도 가 일정하게 유지되면서 최종적으로 출사된 레이져 빔 촛점부(L)의 형태나 사이즈 등을조정하는 역할을 한다.

이때, 상기 각각의 렌즈들이 내장되는 렌즈바디(52)의 제 1 렌즈바디(54)와 제2 렌즈바디(56)는 각각 기기바디(10)의 연결바디(12)에 이동 가능하게 조립되는 것이 바람직하고, 이는 라이트 가이드와 콘 렌즈(50a)간 간격과 렌즈(50a)(50b)사이의 간격 및 출사되는 레이져 빔의 크기 조정들에 필요하기 때문이다.

그런데, 이와 같은 제1,2 렌즈바디들의 이동형 조립은 여러 형태가 있을 수 있으나, 본 실시예에서는 도 2에서 도시하고 있다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 제1 렌즈바디(54)는 기기바디(10)에 분해 가능하게 조립된 연결바디(12)의 일단에 서로 밀착되어 맞물리도록 형성된 스크류부(S)(예를 들어 암,수 스크류부가 각각 연결바디의 외연과 제1 렌즈바디의 내연에 형성되어 체결 조립될 수 있다)를 매개로 연결바디(12)의 일단에 조립되는 제1 조정링(58)의 일단에 연계되어 있다.

이때, 상기 제1 조정링(58)의 일단에 일체로 되거나 나사 조립되는 제1 가이드(58b)는 제1 렌즈바디(54)의 전방측에 형성된 제1 레일홈(54a)에 걸리어 지지되도록 조립된다.

한편, 앞에서 설명한 바와 같이, 기기바디와 연결바디와 렌즈바디들이 레이져 빔의 온도를 감안하여 스테인레스 또는 알루미늄으로 형성되는 경우에는 별도의 나사로 상기 가이드(58b)가 분리되어 조립되고, 탄성을 갖는 내열성의 플라스틱 등으로 형성되는 경우에는 일체로 되어 억지 끼움방식으로 조립될 수 있다.

따라서, 도 2와 같이, 상기 제1 조정링(58)의 외연에 형성된 조정링부(58a)를돌리면 그 회전 방향에 따라 제1 조정링(58)은 고정된 연결바디(12)상에서 전진 또는 후진하게 되고, 따라서 일체로 제1 조정링의 제1 가이드(58b)는 제1 레일홈(54a)에서 회전되면서 제1 렌즈바디는 제1 조정링의 이동폭 만큼 전진 또는 후진하게 된다.

다음, 마찬가지로, 상기 제1 렌즈바디(54)상에 안착 지지되는 제2 렌즈바디(56)의 일단에는 상기 제1 렌즈바디(54)의 제2 레일홈(54b)에 조립되는 제2 가이드(60b)가 구비되는 제2 조정링(60)이 서로 밀착되는 부분에 서로 맞물리는 암,수 스크류부(S)로 체결 조립된다.

따라서, 도 2와 같이, 제2 조정링(60)의 외연에 형성된 조정링부(60a)를 돌리면 그 회전 방향에 따라서 제2 조정링(60)은 제1 렌즈바디(54)에서 제2 가이드가 제2 레일홈에서 회전하면서 스크류 체결된 제2 렌즈바디(56)가 제1 렌즈바디(54)상에서 이동되는 것이다.

결국, 제1 렌즈바디(54)가 제1 조정링의 조작으로 이동되면, 이와 일체로 제2 렌즈바디(56)가 이동하고, 제2 조정링을 조작하면 제2 렌즈바디만 미세 조정 가능하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)는 결과적으로 렌즈부(50)의 렌즈(50a)(50b)들의 위치 조정을 가능하게 하는 것이다.

한편, 본 실시예에서는 제1,2 조정링과 제1,2 렌즈바디의 연계 구성을 통하여 렌즈바디들의 이동을 가능하게 구현하였지만, 별도의 도면으로 도시하지는 않았 지만, 다른 실시예로서 도 2에서 연결바디(12)의 외연에 제1 조정링을 스크류 체결 조립하고, 상기 제1 조정링의 외연에 다시 제2 조정링에 스크류 체결 조립하는 경우에도, 제1 조정링의 이동시 제2 조정링이 일체로 이동하고, 다시 제2 조정링만 이동 가능하게 하면서 그 내부에 각각 렌즈(50a)(50b)들은 내장시키는 것도 가능할 것이다.

다만, 이와 같은 제1,2 조정링을 연속 스크류 조립형태로 하는 구조 보다는 도 2와 같은 본 실시예에서의 제1,2 렌즈바디와 제1,2 조정링 연계 구조가 미세 조정시 조정 정밀성이 더 높을 것이기 때문에, 가장 바람직할 것이다.

다음, 도 2 내지 도 5에서는 본 발명인 레이져 빔 성형기(1)에서 레이져 빔의 균일도를 높여주는 상기 기기 바디(10)에 내장되는 라이트 가이드(70)를 도시하고 있다.

한편, 이와 같은 본 발명의 라이트 가이드(70)는, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 기기 바디(10)의 내측에 일정 길이를 갖추면서 체결수단(72)을 매개로 내장될 수 있다.

이때, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 체결수단(72)은, 상기 기기 바디(10)의 내측에 고정되는 금속 또는 합성수지 튜브체(74)와, 상기 튜브체의 내부에 분할 조립되면서 상기 라이트 가이드(70)가 삽입 고정되는 라이트 가이드 고정체(76)(도 3 참조) 또는, 상기 튜브체에 체결되어 상기 라이트 가이드를 고정하는 고정구(78)(도 4 참조)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 도 3a 내지 도 3c에서 도시한 바와 같이, 내부에 오목하게 라이트 가이 드(70))에 대응하여 홈(76b)이 형성된 한쌍의 고정체 바디(76a)들은 서로 협력하여 상기 라이트 가이드(70)를 고정하고, 상기 고정체들은 결합되어 상기 튜브체(74)에 삽입 조립될 수 있다.

이때, 도 2와 같이, 상기 기기바디(10)의 중앙에는 고정나사(14a)가 체결되는 커버(14)가 고정될 수 있고, 상기 고정나사(14a)는 상기 튜브체(74)를 고정한다.

그리고, 이와 같은 튜브체(74)는 레이져 빔의 온도를 감안하여 알루미늄의 금속체 또는 내열성이 있는 테프론 등의 합성수지 성형체로 제공될 수 있다.

이때, 상기 한쌍의 고정체(76a)들은 튜브에 삽입 조립되기 위하여 외연은 원형으로 형성되어 서로 밀착되면 도 3a,b와 같이 파이프 형상일 수 있다.

물론, 다음의 도 3에서 설명하듯이, 이와 같은 고정체(76)의 바디(76a)에 구비된 라이트 가이드 고정홈부(76b)는 라이트 가이드의 형태에 대응하여 형성됨은 물론이다.

이때, 도 3c와 같이 상기 튜브체(74)의 내측에 조립되는 튜브체(74)의 길이는 라이트 가이드(70)의 레이져 광 입사측이 돌출되도록 'D'만큼 짧은게 바람직하다.

이는, 콘덴싱부(30)의 렌즈(32)를 통과하여 라이트 가이드(70)로 레이져 광(L1)이 입사될때, 튜브체(74)에 의하여 레이져 광이 분산되는 광 손실을 방지하기 위한 것이다. 또는, 라이트 가이드(70)로 입사되는 레이져 광의 분산으로 튜브체(74)가 손상되는 것을 방지하는 것이기도 하다.

다음, 도 4와 같이, 튜브체(74)에 구멍을 형성하고, 고정구(78) 예를 들어 하단에 테프론 등의 내열성 합성수지체(78b)가 일체로 된 체결나사(78a)를 체결하여 상기 체결나사 단부의 합성수지체(78b)가 라이트 가이드(70)를 고정하도록 하는 것도 가능하다.

이 경우, 도 3과 같은 별도의 고정체(74)가 필요없어 구조를 간소화시킬 것이다.

한편, 라이트 가이드(70)는 쿼츠(석영) 등으로 제작될 수 있는데, 이와 같은 라이트 가이드(70)는 표면 처리가 정밀하게 가공되어 스크레치나 칩,칩핑 등이 발생되지 않게 하는 것이 바람직하다.

즉, 콘덴싱 렌즈(32)를 거쳐 집속된 레이져 광이 전반사 통과할때, 라이트 가이드에 스크레치나 칩이 형성되어 있으면 광 손실을 초래하고, 이는 기기의 레이져 빔 성형 효율을 저하시킬 것이다.

한편, 도 5에서는 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)에서 구비되는 라이트 가이드(70)의 여러 형태를 도시하고 있다.

즉, 도 5a 내지 도 5e에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 라이트 가이드는 단면상 직사각형 형태(70a), 스트립형태(바)(70b), 정사각형 형태(70c), 원기둥 형태(70d) 또는 다각형 형태(70e) 등으로 제작 사용할 수 있다.

예컨대, 이와 같은 라이트 가이드(70)의 여러 형태(70a-70e)들은 사용되는 레이져 광(빔)의 파워나 파장 또는 레이져 빔 촛점부(도 1,2의 L)의 형태나 크기를 고려하여 조정하면 된다.

이때, 도면에서는 확대하여 도시하였지만, 상기 라이트 가이드(70)가 예를 들어 도 5c와 같이, 정사각 형태인 경우 1 ㎜×1 ㎜의 이하로의 크기로 제작하여 사용하는 것도 가능하다. 따라서, 기기의 소형화도 가능하게 할 것이다.

다음, 도 1, 도 2 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)는, 앞에서 설명한 라이트 가이드(70)와 렌즈부(50)사이에 배치되어 라이트 가이드(70)를 통과한 레이져 광의 형태를 조정토록 제공되는 레이져 형상 조정수단(90)을 더 포함할 수 있다.

즉, 이와 같은 본 발명의 레이져 형상 조정수단(90)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 기기 바디(10)에 분해 가능하게 조립되는 연결바디(12)에 별도의 도면부호로 도시하지 않은 단턱과 고정링 등을 통하여 수직하게 내장될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 상기 레이져 형상 조정수단(90)은, 도 6a와 같은 슬릿(92a)이 형성된 슬릿형 조정수단(92), 도 6b와 같은 십자 형태의 마스크(94a)가 형성된 마스크형 조정수단(94), 또는 도 6c와 같은 원형의 스톱부(96a)가 형성된 스톱형 조정수단(96) 등으로 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 레이져 빔 성형기(1)에서는 라이트 가이드(70)에서 출사되는 레이져 광이 상기 조정수단의 슬릿이나 십자형상(또는 다른 형상도 가능하다)의 마스크 또는 원형의 스톱부분을 통과하면서 이에 대응하는 레이져 빔 촛점부(도 1,2의 L)가 성형되는 것이다.

결국, 본 발명의 레이져 빔 성형기는, 콘덴싱렌즈(32)와 라이트 가이드(70) 및 적어도 하나의 콘 렌즈(50a)를 포함하는 렌즈들(50a)(50b)을 통하여 최종적으로 성형되는 레이져 빔 촛점부(L)의 크기나 형태가 조정되고, 더 구비된 레이져 형상 조정수단을 통하여 원하는 형태로 쉽게 더 조정될 수 있다.

이때, 상기 본 발명의 레이져 형상 조정수단(90)은 도 2와 같이, 기기바디(10)의 내측에 일단이 조립되고, 도시하지 않은 나사 등으로 고정되는 연결바디(12)에 내장되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 연결바디(12)는 기기바디(10)에서 쉽게 분해 및 조립 가능하기 때문에, 도 6a 내지 도 6c에서 도시한 여러 형태의 레이져 형상 조정수단들의 교체를 용이하게 하기 때문이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 레이져 빔 성형기의 주요 구성부를 도시한 개념도

도 2는 본 발명인 레이져 빔 성형기의 전체 구성을 도시한 구성도

도 3은 본 발명 레이져 빔 성형기의 라이트 가이드의 일 예를 도시한 것으로서,

(a)는 분해 사시도

(b)는 조립 상태를 도시한 정면도

(c)는 도 3b의 측면도

도 4는 본 발명 레이져 빔 성형기의 라이트 가이드의 다른 예를 도시한 것으로서,

(a)는 분해 사시도

(b)는 조립 상태를 도시한 정면도

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 라이트 가이드의 여러 형태를 도시한 일부 사시도

도 6은 본 발명 레이져 빔 성형기에 설치되는 레이져 형상 조정수단의 여러 형태를 도시한 것으로서,

(a) 슬릿 형태를 도시한 구성도

(b)는 마스크 형태를 도시한 구성도

(c)는 스톱(stop) 형태를 도시한 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 레이져 빔 성형기 10.... 기기 바디

12.... 기기 바디 일단부 30.... 콘덴싱부

32.... 콘덴싱 렌즈 34.... 콘덴싱 바디

50.... 렌즈부 50a,50b.... 렌즈

52.... 렌즈바디 54.... 제1 렌즈 바디

56.... 제2 렌즈 바디 70.... 라이트 가이드

72.... 체결수단 74.... 튜브체

76.... 라이트 가이드 고정체 78.... 라이트 가이드 고정구

90.... 레이져 형상 조정수단

Claims (10)

1. 기기 바디(10);

   상기 기기 바디(10)의 일측에 구비되고 레이져 광이 입사되는 콘덴싱부(30);

   상기 기기 바디의 타측에 구비되어 출사되는 레이져 빔의 형태 또는 크기를 조정토록 제공되는 렌즈부(50); 및,

   상기 콘덴싱부와 렌즈부 사이로 기기 바디에 내장되고 레이져 빔의 균일도를 향상토록 제공되는 라이트 가이드(70);

   를 포함하여 구성되되,

   상기 렌즈부(50)는, 상기 기기 바디(10)의 타측에 이동 가능하게 제공되고 하나 이상의 렌즈가 내장되는 렌즈 바디(52)를 포함하는 레이져 빔 성형기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레이져 콘덴싱부(30)는, 상기 기기 바디(10)의 일측에 이동 가능하게 조립되는 콘덴싱 바디(34)와, 상기 콘덴싱 바디(34)에 내장되어 레이져 광이 집속되는 콘덴싱 렌즈(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈부(50)에는 적어도 하나의 콘 렌즈(50a)가 포함되고,

   상기 렌즈 바디(52)는, 상기 기기 바디(10)에 분해 가능하게 조립되는 연결바디(12)에 다단으로 이동 가능하게 제공되면서 상기 콘 렌즈와 다른 렌즈들이 내장되는 제1,2 렌즈 바디(54)(56)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 렌즈 바디(54)는 상기 연결바디(12)에 스크류 조립되는 제1 조정링(58)의 일단이 연결되고, 상기 제1 렌즈 바디(54)의 상측에 제공되는 제2 조정링(60)과 상기 제 2 렌즈 바디(56)가 스크류 조립되어 제1,2 렌즈 바디부는 조정링의 회동시 이동 가능하게 제공된 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
6. 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 기기 바디(10)에 내장되는 라이트 가이드(70)는, 상기 기기 바디(10)의 내측에 길이를 갖추면서 체결수단(72)으로 내장되는 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 체결수단(72)은, 상기 기기 바디의 내측에 고정되는 금속 또는 합성수지의 튜브체(74); 및,

   상기 튜브체의 내부에 조립되면서 라이트 가이드(70)를 고정하는 라이트 가이드 고정체(76)와 상기 튜브체에 체결되어 라이트 가이드를 고정하는 고정구(78)중 어느 하나;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
8. 제6항에 있어서,

   상기 라이트 가이드는 길이를 갖고 단면상 직사각 형태(70a), 스트립 형태(70b), 정사각 형태(70c), 원형 형태(70d) 및 다각 형태(70e) 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
9. 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 라이트 가이드(70)와 렌즈부(50)사이에 구비되어 라이트 가이드를 통과한 레이져 빔의 형태를 조정토록 제공되는 레이져 형상 조정수단(90)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.
10. 제9항에 있어서, 상기 레이져 형상 조정수단(90)은, 상기 기기 바디(10)에 분해 가능하게 조립되는 연결바디(12)에 내장되는 슬릿형 조정수단(92), 마스크형 조정수단(94) 및 스톱형 조정수단(96) 중 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이져 빔 성형기.

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