KR101796704B1 - 광섬유 플레이트 제조장치 및 광섬유 플레이트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유를 모아 영상을 전달하는 광섬유 플레이트를 제조하기 위한 광섬유 플레이트 제조장치 및 광섬유 플레이트 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치는 광섬유를 모아 광섬유 플레이트를 제조하는 광섬유 플레이트 제조장치로서, 광섬유를 나선형태로 감는 정렬하는 서로 이격된 한 쌍의 정렬롤을 포함하는 광섬유 권취유닛, 및 상기 한 쌍의 정렬롤에 감긴 광섬유를 차례로 적층하여 광섬유 다발을 제조하는 광섬유 적층부를 포함한다. 따라서, 광섬유를 규칙적으로 배열되어 균일한 영상을 출사할 수 있는 광섬유 플레이트를 제조할 수 있다.

Description

광섬유 플레이트 제조장치 및 광섬유 플레이트 제조방법{a manufacturing apparatus of optical-fiber plate and a manufacturing method of optical-fiber plate}

본 발명은 광섬유를 모아 영상을 전달하는 광섬유 플레이트를 제조하기 위한 광섬유 플레이트 제조장치 및 광섬유 플레이트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 광섬유는 빛을 전달하는 케이블로서, 광학기술이 발전하면서, 그 활용도가 높아지고 있다.

이러한 광섬유를 활용하는 일례로는 한국공개특허 제10-2006-0109672호(2006.10.23.공개)의 "디스플레이확대장치 및 이의 제조방법"가 개시된 바가 있다.

종래의 디스플레이확대장치는 입력단에 조사된 빛을 출력단으로 전달하는 광전달매체들을 단면이 디스플레이장치의 화면에 대응되는 형상을 가지며 상기 화면보다 큰 광전달다발을 형성하는 단계와, 상기 광전다발을 형성하는 단계에서 형성된 상기 광전달다발의 길이 방향 중 적어도 한 가압지점의 단면을 상기 디스플레이장치의 화면에 대응되는 크기로 가압 성형하는 단계를 포함하여 제조되었다.

이러한 방법으로 제조된 디스플레이확대장치는 광전다발의 출사면이 입사면보다 크게 제작되어 영상을 확대하여 볼 수 있었다.

하지만, 종래의 디스플레이확대장치의 제조방법은 광다발을 모을 때, 묶음의 형태로 모아 제조하기 때문에 광섬유가 불규칙적으로 배열되어 출사면으로 출사되는 영상이 왜곡되어 깨끗한 품질의 영상을 얻기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광섬유를 균일하게 배열시켜 균일한 영상을 표시할 수 있는 광섬유 플레이트 제조장치 및 광섬유 플레이트 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치는 광섬유를 모아 광섬유 플레이트를 제조하는 광섬유 플레이트 제조장치로서, 상기 광섬유를 나선형태로 감는 정렬하는 서로 이격된 한 쌍의 정렬롤을 포함하는 광섬유 권취유닛, 및 상기 한 쌍의 정렬롤에 감긴 광섬유를 차례로 적층하여 광섬유 다발을 제조하는 광섬유 적층부를 포함한다.

상기 한 쌍의 정렬롤은 상기 한 쌍의 정렬롤의 전방과 후방에 감기는 광섬유가 서로 어긋나게 배치되도록 상기 광섬유가 감기는 위치를 가이드하는 가이드홈을 포함할 수 있다.

상기 광섬유 권취유닛은 상기 한 쌍의 정렬롤의 사이 간격이 조절 가능하도록 상기 한 쌍의 정렬롤이 설치되는 롤지지대, 및 상기 한 쌍의 정렬롤에 상기 광섬유를 감아지도록 상기 롤지지대를 회전시키는 지지대 회전기구를 포함할 수 있다.

상기 광섬유 권취유닛은 상기 광섬유가 상기 정렬롤에 나선형태로 감아지도록 상기 정렬롤에 길이방향으로 따라 이동하여 상기 광섬유를 공급하는 공급휠을 포함할 수 있다.

상기 광섬유 권취유닛은 상기 정렬롤로 공급되는 광섬유를 절단하는 절단커터, 및 상기 광섬유의 끝단을 상기 정렬롤에 고정하는 클램프를 포함할 수 있다.

상기 광섬유 적층부는 상기 광섬유가 적층하여 수용되는 광섬유 수용케이스,

상기 광섬유 수용케이스에 상기 광섬유가 밀착하여 적층되도록 상기 한 쌍의 정렬롤의 사이를 가압하는 가압플레이트, 및 상기 가압플레이트가 상기 광섬유를 밀착하도록 이동시키는 플레이트 이동기구를 포함할 수 있다.

상기 플레이트 이동기구는 상기 가압플레이트의 상단에 회전 가능하게 연결되는 제1 플레이트 지지대, 상기 가압플레이트의 하단에 회전 가능하게 연결되는 제2 플레이트 지지대, 및 상기 제1 플레이트 지지대와 제2 플레이트 지지대를 당기거나 밀어 상기 광섬유가 적층된 상태에서 가압하는 동시에 상기 제1 플레이트 지지대를 밀거나, 상기 제2 플레이트지지대를 당겨 상기 가압플레이트를 세우거나 눕히는 구동실린더를 포함할 수 있다.

상기 광섬유에는 UV경화레진이 도포되고, 상기 가압플레이트는 투명한 재질로 형성되며, 상기 가압플레이트가 상기 광섬유를 적층되도록 가압한 상태에서 투명한 제질로 형성된 상기 가압플레이트를 통해 UV를 조사하는 UV램프를 포함할 수 있다.

상기 광섬유 권취유닛 또는 상기 광섬유 적층부 중 어느 하나는 상기 광섬유에 본딩액을 도포하는 본딩액 도포부를 포함할 수 있다.

상기 본딩액은 UV경화레진이고, 상기 광섬유 적층부는 상기 광섬유가 적층된 상태에서 UV경화레진에 의해 경화되도록 UV를 조사하는 UV램프를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조방법은 광섬유를 일정 간격 나선형태로 권취하는 단계, 상기 나선형태로 권취된 광섬유를 측방향에서 가압하는 형태로 반복적으로 적층하여 광섬유 다발을 제조하는 단계, 상기 광섬유 다발의 고리 형태로 형성되는 상단 및 하단을 절단하여 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 광섬유 다발을 제조하는 단계는 상기 광섬유를 가압 시 서로 접착되도록 상기 광섬유에 본딩재를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 형성하는 단계 이후,

상기 입사면으로 입사되는 빛이 확산되어 입사되거나, 출사면으로 출사되는 빛이 확산되어 출사되도록 상기 입사면 또는 상기 출사면을 폴리싱하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 형성하는 단계 이후,

상기 입사면 또는 상기 출사면을 전체적으로 균일하게 하기 위해 상기 입사면 또는 상기 출사면에 균일면용재를 도포하여 균일면층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 균일면용재는 상기 광섬유와 동일한 굴절률을 가지는 재료일 수 있다.

본 발명에 따르면, 광섬유를 균일한 간격의 나선형태로 감고 적층시키는 형태로 광섬유 플레이트를 제조하여 출사면에서 균일한 영상을 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 광섬유가 균일하게 배열된 광섬유 플레이트를 용이하게 제작할 수 있다.

또한, 광섬유 플레이트에 폴리싱처리 또는 균일면층을 형성하여 출사면에서의 시야각을 확대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치를 구성하는 광섬유 권취유닛을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치의 가압플레이트에 의해 광섬유를 가압하여 적층하는 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치의 가압플레이트에 의해 광섬유를 가압하는 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치의 가압플레이트에 의해 광섬유가 가압되는 상태를 개략적으로 도시한 평면도로서, (a)는 가압 전 상태이고, (b)는 가압 후의 상태이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치의 고정지그를 나타내기 위한 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치의 광섬유 적층부의 작동상태를 나타내기 위한 개략적인 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치에 의해 제조되는 광섬유 플레이트를 도시한 도면으로서, (a)는 광섬유 다발의 상단 및 하단을 절단하기 전의 측면도이고, (b)는 광섬유 플레이트를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치(100)는 광섬유 권취유닛(110)을 포함할 수 있다.

이 광섬유 권취유닛(110)은 광섬유가 균일하게 정렬될 수 있도록 광섬유를 권취(捲取)할 수 있다.

한편, 광섬유 권취유닛(110)은 정렬롤(120)을 포함할 수 있다.

이 정렬롤(120)은 한 쌍이 서로 이격되도록 배치되어 한 쌍의 정렬롤(120)의 둘레로 광섬유가 감기는 형태로 광섬유를 정렬할 수 있다.

여기서, 광섬유는 유리섬유가 아니라 유연하게 휘어질 수 있는 POF(Plastic Optical Fiber)일 수 있다.

한편, 정렬롤(120)은 원기둥형상으로 형성될 수 있으며, 정렬롤(120)의 둘레에는 광섬유(210)가 일정간격 균일하게 배열될 수 있도록 광섬유(210)의 감기는 위치를 가이드하는 가이드홈(121)이 형성될 수 있다.

여기서, 가이드홈(121)은 나선형태로 형성되어 정렬롤(120)을 중심으로 정렬롤(120)에 감겨 전방에 위치되는 광섬유(210)와 후방에 위치되는 광섬유(210)가 서로 어긋난 위치에 위치될 수 있도록 광섬유(210)가 감기는 위치를 가이드할 수 있다.

그리고, 정렬롤(120)에는 광섬유(210)가 겹쳐 감기는 것이 아니라, 정렬롤(120)의 일측 끝단에서 타측 끝단까지 단일층을 이루도록 나선행태로 감겨질 수 있다.

한편, 가이드홈(121)은 정렬롤(120)에 감긴 광섬유를 가압 시 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 일부 겹쳐져 2열로 배열되거나, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 일렬로 배치되도록 사이 간격이 설정될 수 있다. 즉, 가이드홈(121)의 사이 간격이 광섬유 직경의 1/2로 설정될 경우, 도 6의 (b)과 같이 가압에 의해 일부 겹쳐지는 2열의 형태로 배열될 수 있으며, 광섬유 직경과 동일한 간격으로 설정될 경우, 도 6의 (c)와 같이 가압에 의해 일렬로 배열될 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 광섬유 권취유닛(110)은 롤지지대(115)를 포함할 수 있다.

이 롤지지대(115)에는 한 쌍의 정렬롤(120)이 설치될 수 있으며, 정렬롤(120)은 롤지지대(115)에서 사이 간격을 조절할 수 있도록 설치될 수 있다.

여기서, 정렬롤(120)은 중앙을 중심으로 서로 반대되는 나사산을 갖는 수직봉에 정렬롤(120)의 끝단이 나사체결되는 형태로 결합되어 수직봉이 회전방향에 따라 정렬롤(120)이 롤지지대(115)의 중앙으로 모이는 형태로 사이 간격이 좁아지거나, 각 정렬롤(120)이 롤지지대(115)의 양쪽 끝단으로 벌어지는 형태로 사이 간격이 넓어지도록 구성되거나, 정렬롤(120)의 각각에 실린더가 결합되어 실린더에 의해 사이 간격을 조절하도록 구성될 수 있다.

한편, 광섬유 권취유닛(110)은 지지대 회전기구(미도시)를 포함할 수 있다.

이 지지대 회전기구는 롤지지대(115)의 중앙 수평축을 중심으로 회전시키는 형태로 한 쌍의 정렬롤(120)을 회전시켜 정렬롤(120)의 둘레에 광섬유(210)가 감기도록 구성될 수 있다.

그리고, 지지대 회전기구는 구동모터에 의해 구현될 수 있으며, 구동모터가 벨트,체인 또는 기어 등에 의해 동력을 전달하여 롤지지대(115)를 회전시키도록 구성될 수도 있다.

또한, 광섬유 권취유닛(110)은 유닛 구동기구(미도시)를 포함할 수 있다.

이 유닛 구동기구는 광섬유 권취유닛(110)을 광섬유(210)가 감긴 측방향으로 이동시켜 권취된 광섬유(210)에서 정렬롤(120)을 이탈시킬 수 있으며, 권취된 전방 또는 후방인 측방향으로 광섬유(210)를 적층할 수 있도록 광섬유 권취유닛(110)을 권취된 광섬유(210)의 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다.

여기서, 유닛 구동기구는 실린더로 구현되어 실린더에 의해 광섬유(210)의 권취된 방향의 좌,우측으로 이탈시킬 수 있으며, 다른 실린더로 권취된 광섬유(210)의 전방 또는 후방으로 이동하도록 구성될 수 있다.

한편, 유닛 구동기구는 다양한 형태의 공지된 기계적 구조에 의해 광섬유 ㅈ적층부(150)에서 전,후,좌,우로 이동하도록 구성될 수도 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광섬유 권취유닛(110)은 공급휠(130)을 포함할 수 있다.

이 공급휠(130)은 정렬롤(120)의 길이방향을 따라 이동하도록 설치되어 정렬롤(120)이 지지대 회전기구에 의해 회전하여 광섬유(210)를 권취할 때, 나선형태로 감기도록 광섬유(210)의 위치를 조절할 수 있다.

한편, 공급휠(130)은 정렬롤(120)이 지지대 회전기구에 의해 회전과 동시에 정렬롤(120)의 일측 끝단에서 타측 끝단으로 이동하여 광섬유(210)를 정렬롤(120)에 나선형태로 권취시킬 수 있다.

그리고, 공급휠(130)은 실런더에 의해 정렬롤(120)의 길이방향을 따라 이동하도록 구성되거나, 공지된 다른 기계적인 구조에 의해 이동하도록 구성될 수도 있다.

여기서, 공급휠(130)은 광섬유(210)가 미리 권취된 광섬유 공급롤(180)에서 광섬유(210)를 공급받아 정렬롤(120)에 공급할 수 있다.

또한, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 광섬유 권취유닛(110)은 광섬유 고정지그(117)를 포함할 수 있다.

이 광섬유 고정지그(117)는 광섬유(210)가 정렬롤(120)에 권취될 수 있도록 광섬유(210)의 끝단을 고정하는 동시에 권취가 완료된 광섬유(210)를 절단할 수 있다.

한편, 광섬유 고정지그(117)는 정렬롤(120)에서 롤지지대(115)가 위치되는 반대방향의 끝단에 위치되어 정렬롤(120)의 끝단을 지지하는 동시에 광섬유(210)를 고정 및 절단할 수 있다.

그리고, 광섬유 고정지그(117)도 롤지지대(115)가 지지대 회전기구에 의해 회전할 때, 함께 회전하도록 구성될 수 있으며, 광섬유 고정지그(117)는 광섬유(210)가 정렬롤(120)의 어느 하나의 끝단에 놓여진 상태에서 측방향으로 가압하여 광섬유(210)를 절단하는 동시에 절단된 끝단을 고정시킬 수 있다.

아울러, 광섬유 고정지그(117)는 광섬유(210)를 절단하는 절단커터(119)를 포함할 수 있으며, 절단커터(119)의 후방으로는 절단된 끝단이 고정되는 클램프(118)가 위치될 수 있다.

여기서, 클램프(118)는 탄성패드로 구현될 수 있으며, 광섬유 고정지그(117)가 광섬유(210)를 절단하기 위해 광섬유(210)를 가압 시 가압력에 정렬롤(120)에 가압되는 형태로 절단된 광섬유(210)를 고정시킬 수 있다.

실시예에서는 클램프(118)와 절단커터(119)가 광섬유 고정지그(117)에 함께 구성된 것으로 설명하지만, 클램프(118)와 절단커터(119)는 정렬롤(120)의 양단에 각각 개별적으로 구비될 수도 있다.

한편, 광섬유 고정지그(117)도 정렬롤(120)의 반대방향에서 정렬롤(120)과 함께 전,후,좌,우로 이동 가능하게 설치되어 광섬유(210)를 파지시 정렬롤(120)이 위치된 방향으로 가압하고, 권취가 완료된 후에는 광섬유(210)의 파지를 해지한 상태에서 정렬롤(120)이 이동하는 방향으로 이동하여 다시 정렬롤(120)을 가압하여 고정하는 형태로 작동될 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치(100)는 광섬유 적층부(150)를 포함할 수 있다.

이 광섬유 적층부(150)는 광섬유 권취유닛(110)에 의해 권취된 광섬유(210)를 겹겹이 적층시켜 광섬유 다발을 제조할 수 있다.

한편, 광섬유 적층부(150)는 광섬유 수용케이스(160)를 포함할 수 있다.

이 광섬유 수용케이스(160)는 광섬유 다발을 제조하기 위해 권취된 광섬유(210)를 적층시켜 수용할 수 있다.

한편, 광섬유 수용케이스(160)는 사각의 측벽 둘레에서 일측이 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 개방된 측면과 마주하는 측면에 권취된 광섬유(210)를 밀착시켜 적층시키는 형태로 광섬유 다발을 제조할 수 있다.

이때, 광섬유 수용케이스(160)는 광섬유 다발이 하부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상면은 측벽에서 상부로 이격되어 형성되고, 저면이 측벽에서 하부로 이격되어 형성될 수 있다.

여기서, 측벽과 이격된 상면과 저면의 사이로는 정렬롤(120)이 이동할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 광섬유 적층부(150)는 광섬유(210)를 가압하는 가압플레이트(151)를 포함할 수 있다.

이 가압플레이트(151)는 한 쌍의 정렬롤(120)에 권취된 광섬유(210)를 가압하여 광섬유 수용케이스(160)에 적층시킬 수 있다.

한편, 가압플레이트(151)는 세워진 판의 형상으로 형성될 수 있으며, 한 쌍의 정렬롤(120)의 사이를 가압하여 광섬유 수용케이스(160)의 측벽에 밀착시키는 형태로 권취된 광섬유(210)를 밀착시켜 적층할 수 있다.

그리고, 가압플레이트(151)는 UV가 투과될 수 있도록 투명한 재질 예컨대, 유리, 석영 등으로 형성될 수 있다.

그리고, 가압플레이트(151)에는 UV램프(170)가 광섬유(210)를 밀착시키는 반대방향에서 UV를 조사하는 UV램프(170)가 설치될 수 있다.

실시예에서는 UV램프(170)가 가압플레이트(151)에 설치된 것으로 설명하지만, UV램프(170)는 필요에 따라 광섬유 수용케이스(160)에 설치되거나, 광섬유 권취유닛(110)에 설치될 수도 있다.

여기서, UV램프(170)가 설치될 경우에는 광섬유(210)에 UV경화레진이 도포되어 UV램프(170)에서 조사되는 자외선에 의해 경화되는 형태로 광섬유(210)끼리를 고착시켜 광섬유 다발을 제조할 수 있다.

또한, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 광섬유 적층부(150)는 플레이트 이동기구(157)를 포함할 수 있다.

이 플레이트 이동기구(157)는 가압플레이트(151)를 광섬유 수용케이스(160)의 측벽에 밀착되도록 가압하거나, 가압을 해제하도록 가압플레이트(151)를 이동시킬 수 있다.

한편, 플레이트 이동기구(157)는 구동실린더에 의해 구현되어 구동실린더가 가압플레이트(151)를 광섬유 수용케이스(160)의 측벽을 향해 이동시키거나, 측벽에서 멀어지도록 이동시킬 수 있다.

그리고, 플레이트 이동기구(157)는 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155)를 포함할 수 있다.

이 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155)는 가압플레이트(151)의 상부 및 하부에 각각 회전 가능하도록 결합되어 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155)를 당기거나 미는 형태로 가압플레이트(151)를 세우거나 눕힐 수 있다.

한편, 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155)는 각각 구동실린더에 연결되어 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155)를 함께 당기는 경우, 권취된 광섬유(210)를 광섬유 수용케이스(160)의 측벽에 밀착시키고, 제1 플레이트 지지대와 제2 플레이지지지대를 함께 미는 경우, 광섬유(210)의 가압력을 해제할 수 있다.

그리고, 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155) 중 어느 하나를 밀거나 당길 경우, 또는 제1 플레이트 지지대(153)와 제2 플레이트 지지대(155)를 상반되도록 당기거나 밀 경우, 세워진 가압플레이트(151)를 눕힐 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치(100)는 본딩액 도포부(190)를 포함할 수 있다.

이 본딩액 도포부(190)는 가압플레이트(151)에 의해 광섬유(210)를 밀착시킨 상태에서 광섬유(210)끼리를 접착시킬 수 있다.

한편, 본딩액 도포부(190)는 광섬유 권취유닛(110)에 구비되어 광섬유(210)를 정렬롤(120)에 감을 때, 본딩액을 도포하거나, 광섬유 적층부(150)에 구비되어 광섬유(210)를 가압플레이트(151)에 밀착하기 전 본딩액을 도포하도록 구성될 수 있다.

이때, 본딩액 도포부(190)는 본딩액을 분사노즐에 의해 광섬유(210)에 분사하거나, 브러시에 본딩액이 공급되어 브러시에 의해 광섬유(210)에 도포하는 형태로 구성될 수 있다.

여기서, 본딩액은 광섬유(210)를 서로 접착시킬 수 있는 다양한 형태의 접착제로 구현 가능하지만, UV에 의해 경화되는 UV경화레진으로 구현되는 것이 바람직하다.

본딩액이 UV경화레진으로 구현될 경우, UV경화레진을 경화시킬 수 있는 UV램프(170)가 광섬유 플레이트 제조장치(100)에 설치되는 것은 당연한 것이다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치(100)의 설명과 함께 본 발명의 광섬유 플레이트 제조방법을 설명한다.

먼저, 광섬유(210)를 권취하기 위해 한 쌍의 정렬롤(120) 중 어느 하나에 구비된 클램프(118)에 공급휠(130)에서 공급되는 광섬유(210)를 결합한다.

광섬유(210)가 정렬롤(120)에 결합되면 지지대 회전기구를 작동시켜 한 쌍의 정렬롤(120)의 둘레로 광섬유(210)를 나선 형태로 감는다(도 3 참고).

이때, 광섬유(210)가 한 쌍의 정렬롤(120)의 둘레에 나선형태로 감기도록 롤지지대(115)에 의해 정렬롤(120)이 회전하는 동시에 공급휠(130)이 정렬롤(120)의 길이방향으로 이동하며, 광섬유(210)가 감기는 길이는 롤지지대(115)의 의해 정렬롤(120)의 사이 거리를 조절하는 형태로 조절할 수 있다.

이렇게 한 쌍의 정렬롤(120)에 광섬유(210)가 감기면, 가압플레이트(151)가 구동실린더에 의해 광섬유 수용케이스(160)의 측벽으로 가압한다(도 4 및 도 5 참고).

이때, 광섬유(210)에는 본딩액 도포부(190)에 의해 본딩액이 도포된 상태이거나, 광섬유(210)가 권취된 상태에서 광섬유(210)에 본딩액이 도포된 상태일 수 있다.

여기서, 본딩액이 UV경화레진일 경우에는 가압플레이트(151)가 권취된 광섬유(210)를 가압한 상태에서 UV램프(170)를 작동시켜 UV경화레진을 경화시키는 형태로 광섬유(210)끼리 접착한다.

그리고, 정렬롤(120)에 권취된 광섬유(210)는 정렬롤(120)의 전방 및 후방에 위치되는 광섬유(210)가 가이드홈(121)에 의해 서로 어긋나게 배치되고, 한번 권취하여 가압할 경우, 광섬유(210)의 사이 간격에 따라 일부 겹쳐지는 2열로 배열되거나, 1열로 배열될 수 있다(도 6 참고)

여기서, 도 6의 (b)와 같이 광섬유가 일부 겹쳐지도록 2열로 배열된 경우에는 광섬유가 격자형태로 배열되어 광섬유 하나당 디스플레이패널의 픽셀과 매치시키는 형태로 영상을 전달할 수 있으며, 도 6의 (c)와 같이 광섬유가 일렬로 배열될 경우에는 광섬유의 사이 간극이 최소화되어 더 많은 광섬유가 빛을 전달할 수 있다.

한편, 가압플레이트(151)가 권취된 광섬유(210)를 가압하면, 광섬유 권취유닛(110)은 유닛 이동기구에 의해 측방향으로 이동하여 권취된 광섬유(210)에서 정렬롤(120)을 이탈시킨다(도 2 참고).

이때, 광섬유(210)가 정렬롤(120)에 권취된 상태에서는 정렬롤(120)이 측방향으로 쉽게 이탈되지 않기 때문에 롤지지대(115)에서 정렬롤(120)의 사이 거리를 약간 축소시킨 상태에서 광섬유 권취유닛(110)을 측방향으로 이동시키며, 정렬롤(120)의 반대방향에서 고정지그(117)도 정렬롤(120)과 대응되도록 이동한다.

그리고, 광섬유(210)에서 정렬롤(120)이 이탈되면, 가압플레이트(151)의 전방으로 광섬유 권취유닛(110)을 이동시켜 최초와 같이 다시 정렬롤(120)에 광섬유(210)를 권취한다.

그리고, 정렬롤(120)에 광섬유(210)의 권취가 완료되면, 플레이트 이동기구(157)가 작동하여 광섬유(210)를 세워진 상태에서 가압하던 가압플레이트(151)를 눕히고, 광섬유 권취유닛(110)은 가압되던 광섬유(210)가 위치된 부분까지 유닛 이동기구에 의해 이동시킨다.

이때에도 물론 광섬유(210)에는 본딩액 도포부(190)에 의해 본딩액이 도포된 상태일 수 있다.

한편, 가압플레이트(151)에 의해 가압되던 광섬유(210)가 위치된 부분까지 광섬유(210)가 권취된 광섬유 권취유닛(110)이 이동되면, 플레이트 이동기구(157)가 다시 작동하여 눕혀진 가압플레이트(151)를 세운다.

그리고, 광섬유 권취유닛(110)에 권취된 광섬유(210)를 다시 가압플레이트(151)로 가압하는 형태로 광섬유 수용케이스(160)에 미리 수용된 광섬유(210)에 겹쳐지도록 적층한다.

이와 같이 반복적으로 가압플레이트(151)와 광섬유 권취유닛(110)을 작동시켜 2열씩 광섬유(210)를 적층시키는 형태로 접합시켜 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 길이만큼 광섬유 다발을 제조한다.

한편, 광섬유 수용케이스(160)에 미리 설정된 길이만큼 광섬유 다발이 제조되면, 광섬유 수용케이스(160)에서 광섬유(210)를 분리하고, 정렬롤(120)의 감김에 의해 고리 형태로 형성된 광섬유 다발의 상단 및 하단을 절단한다.

이때, 광섬유 다발의 절단된 상단 및 하단이 중 어느 한 단이 광섬유 플레이트(200)의 입사면이되고, 다른 한 단은 광섬유 플레이트(200)의 출사면이 될 수 있다.

그리고, 광섬유 다발의 상단 및 하단을 절단할 때, 광섬유 플레이트(200)를 제조하고자 하는 높이를 가지도록 광섬유 다발의 상단 및 하단을 절단하거나, 상단 및 하단을 절단 후, 제조하고자 하는 광섬유 플레이트(200)의 높이만큼 절단하여 사용할 수도 있다.

그리고, 절단된 광섬유 다발은 입사면으로 입사된 빛이 확산되어 출사되도록 출사면이 거친면을 가지도록 출사면을 전체적으로 폴리싱(polishing)처리하거나, 절단에 의해 불규칙한 출사면을 통해 출사되는 빛이 균일하게 확산되어 출사되도록 출사면의 전체적으로 균일면층을 형성할 수 있다.

여기서, 폴리싱처리는 기계적인 방법에 의한 건식 또는 화학적인 방법에 의한 습식에 의해 면을 거칠게 형성할 수 있으며, 입사면도 입사되는 빛이 확산되어 입사되도록 폴리싱처리될 수도 있다.

또한, 균일면층을 형성할 때에는 광섬유 플레이트(200)의 출사면에 전체적으로 균일면용재를 도포하여 경화시키는 형태로 균일면층을 형성할 수 있고, 균일면용재는 광학성 접착제 또는 광학성 코팅제가 될 수 있다.

그리고, 균일면용재는 광섬유(210)와 동일한 굴절률을 갖는 재질로 형성하여 거친면에 의해 확산된 빛을 균일하게 굴절시켜 선명한 영상을 제공할 수 있다.

균일면 용재는 광섬유(210)와 동일한 굴절률을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

한편, 폴리싱처리된 출사면과 균일면층을 형성한 출사면은 0.1% 내지 1%의 헤이즈값을 가지거나, 글라스 값으로 95%~98%의 투과도를 가질 수 있다.

여기서, 광섬유(210)는 통상 출사면의 중앙에서 120°의 시야각을 갖는데, 폴리싱처리 또는 균일면층을 형성할 경우, 빛의 확산으로 인해 180°의 시야각을 확보할 수 있다.

아울러, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 광섬유 플레이트(200)는 제작하고자하는 형상으로 광섬유 다발을 절단하거나, 미리 설정된 높이만큼 광섬유 다발을 절단하여 복수 개를 접합하는 형태로 형성할 수도 있다.

이와 같이 제조된 광섬유 플레이트(200)는 고리형상으로 절단된 상단 또는 하단이 빛이 입사되는 입사면 또는 출사면이되어 예컨대, 광섬유 플레이트(200)를 디스플레이패널에 부착할 경우, 디스플레이패널과 접촉되는 면이 입사면이 되고, 그 반대방향의 면이 출사면이 되어 디스플레이패널의 면보다 광섬유 플레이트(200)의 높이만큼 더 돌출된 면에서 영상을 표시함으로써, 영상에 입체적인 효과를 부여할 수 있다.

이때, 광섬유 플레이트(200)는 광섬유의 직경과 픽셀의 크기가 같고, 1열로 격자형태(도 6의 (c) 참고)로 배치된 경우에는 픽셀과 매치되어 선명한 영상을 제공할 수 있으며, 픽셀매치가 어려울 경우, 일부 겹쳐지도록 지그재그 형태(도 6의 (b) 참고)로 일부 겹쳐지도록 제작하여 광섬유의 사이 공간을 최소화함으로써, 더 많은 영상을 출사면으로 출사하도록 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 플레이트 제조장치(100)는 광섬유 플레이트(200)를 용이하게 제작할 수 있으며, 광섬유(210)를 균일하게 배열시켜 균일한 품질의 영상이 표시되는 광섬유 플레이트(200)를 제조할 수 있다.

또한, 광섬유 플레이트(200)에는 폴리싱처리되거나, 균일면층을 형성하여 출사되는 영상의 시야각을 확대할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 광섬유 플레이트 제조장치 110: 광섬유 권취유닛
115: 롤지지대 117: 광섬유 고정지그
118: 클램프 119: 절단커터
120: 정렬롤 121: 가이드홈
130: 공급휠 150: 광섬유 적층부
151: 가압플레이트 153: 제1 플레이트 지지대
155: 제2 플레이트 지지대 157: 플레이트 이동기구
160: 광섬유 수용케이스 170: UV램프
180: 광섬유 공급롤 190: 본딩액 도포부
200: 광섬유 플레이트
210: 광섬유

Claims (15)

1. 광섬유를 모아 광섬유 플레이트를 제조하는 광섬유 플레이트 제조장치로서,
   상기 광섬유를 나선형태로 감아 정렬하도록 서로 이격된 한 쌍의 정렬롤을 포함하는 광섬유 권취유닛, 및
   상기 한 쌍의 정렬롤에 감긴 광섬유를 차례로 적층하여 광섬유 다발을 제조하는 광섬유 적층부를 포함하고,
   상기 한 쌍의 정렬롤은 상기 한 쌍의 정렬롤의 전방과 후방에 감기는 광섬유가 서로 어긋나게 배치되도록 상기 광섬유가 감기는 위치를 가이드하는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 광섬유 권취유닛은
   상기 한 쌍의 정렬롤의 사이 간격이 조절 가능하도록 상기 한 쌍의 정렬롤이 설치되는 롤지지대, 및
   상기 한 쌍의 정렬롤에 상기 광섬유를 감아지도록 상기 롤지지대를 회전시키는 지지대 회전기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광섬유 권취유닛은
   상기 광섬유가 상기 정렬롤에 나선형태로 감아지도록 상기 정렬롤에 길이방향으로 따라 이동하여 상기 광섬유를 공급하는 공급휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광섬유 권취유닛은
   상기 정렬롤로 공급되는 광섬유를 절단하는 절단커터, 및 상기 광섬유의 끝단을 상기 정렬롤에 고정하는 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광섬유 적층부는
   상기 광섬유가 적층하여 수용되는 광섬유 수용케이스,
   상기 광섬유 수용케이스에 상기 광섬유가 밀착하여 적층되도록 상기 한 쌍의 정렬롤의 사이를 가압하는 가압플레이트, 및
   상기 가압플레이트가 상기 광섬유를 밀착하도록 이동시키는 플레이트 이동기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 플레이트 이동기구는
   상기 가압플레이트의 상단에 회전 가능하게 연결되는 제1 플레이트 지지대,
   상기 가압플레이트의 하단에 회전 가능하게 연결되는 제2 플레이트 지지대, 및
   상기 제1 플레이트 지지대와 제2 플레이트 지지대를 당기거나 밀어 상기 광섬유가 적층된 상태에서 가압하는 동시에 상기 제1 플레이트 지지대를 밀거나, 상기 제2 플레이트지지대를 당겨 상기 가압플레이트를 세우거나 눕히는 구동실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 광섬유에는 UV경화레진이 도포되고,
   상기 가압플레이트는 투명한 재질로 형성되며,
   상기 가압플레이트가 상기 광섬유를 적층되도록 가압한 상태에서 투명한 제질로 형성된 상기 가압플레이트를 통해 UV를 조사하는 UV램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 광섬유 권취유닛 또는 상기 광섬유 적층부 중 어느 하나는 상기 광섬유에 본딩액을 도포하는 본딩액 도포부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 본딩액은 UV경화레진이고,
    상기 광섬유 적층부는 상기 광섬유가 적층된 상태에서 UV경화레진에 의해 경화되도록 UV를 조사하는 UV램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조장치.
11. 광섬유를 일정 간격 나선형태로 권취하는 단계,
    상기 나선형태로 권취된 광섬유를 측방향에서 가압하는 형태로 반복적으로 적층하여 광섬유 다발을 제조하는 단계,
    상기 광섬유 다발의 고리 형태로 형성되는 상단 및 하단을 절단하여 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 형성하는 단계 이후,
    상기 입사면 또는 상기 출사면을 전체적으로 균일하게 하기 위해 상기 입사면 또는 상기 출사면에 균일면용재를 도포하여 균일면층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 광섬유 다발을 제조하는 단계는
    상기 광섬유를 가압 시 서로 접착되도록 상기 광섬유에 본딩재를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 형성하는 단계 이후,
    상기 입사면으로 입사되는 빛이 확산되어 입사되거나, 출사면으로 출사되는 빛이 확산되어 출사되도록 상기 입사면 또는 상기 출사면을 폴리싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조방법.
14. 삭제
15. 제11항에 있어서,
    상기 균일면용재는
    상기 광섬유와 동일한 굴절률을 가지는 재료인 것을 특징으로 하는 광섬유 플레이트 제조방법.
    

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