KR20130091390A

KR20130091390A - 평판형 광도파로의 각도검사장치

Info

Publication number: KR20130091390A
Application number: KR1020120012613A
Authority: KR
Inventors: 이재철; 김응수; 윤신영; 장경수
Original assignee: 주식회사 제씨콤
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-19

Abstract

본 발명은 평판형 광도파로의 각도검사장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 기존의 각도 측정 방법에서 문제가 되고 있는 검사 신뢰성을 향상시키기 위해 수학적 삼각 함수법과 광학적 반사 특성을 이용하여 간단하면서 신뢰성이 있는 각도검사장치를 구축함으로써 기존의 투영기 및 비접촉식 3차원 측정기를 대체가 가능하도록 할 목적으로, 레이저 포인터(14)가 장착된 포인터 고정부(20)와, 상기 포인터 고정부(20)와 일정 거리 이격된 위치에서 평판형 광도파로를 탈부착 가능하게 구성된 광도파로 고정부(30)와, 상기 포인터 고정부 및 광도파로 고정부를 고정하는 베이스 플레이트(40)를 포함하여, 상기 레이저 포인터의 빔이 상기 평판형 광도파로의 측면에 반사되어 표적지에 조사되게 한 것이 특징인 평판형 광도파로의 각도검사장치가 제공된다.

Description

평판형 광도파로의 각도검사장치{GONIOMETER OF PLANAR LIGHTGUIDE CIRCUIT}

본 발명은 평판형 광도파로의 각도검사장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 광통신에 사용되는 평판형 광도파로(PLC; Planar Lightguide Circuit)의 연마된 양쪽 단면 각도를 검사하기 위한 장치로서, 수학의 삼각 함수법과 광학적 특성인 반사를 바탕으로 기존의 광도파로의 단면 각도 검사를 위해 사용되는 비접촉식 3차원 측정기 및 투영기 등을 대체할 수 있는 평판형 광도파로의 각도검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 광통신에서는 광학적 특성, 즉 접속 손실을 줄이기 위해 평판형 광도파로의 양쪽 단면을 8°각으로 연마(polishing)하도록 규격화하고 있으며, 이에 따라 각도 검사규격 또한 8°, 즉 82° 각에서 오차범위 ±0.3° 이내일 것을 규정하고 있다.

도 9는 종래 평판형 광도파로의 각도검사방법을 보인 측정도로서, 기존의 각도 검사 시스템은 도 9와 같이 투영기 및 비접촉 3차원 측정기를 통해 측정 대상의 광도파로 형상을 확대 한 후 각 꼭지점에 포인트를 찍어 라인을 연결(붉은색 포인트와 라인)하고, 측정 프로그램 상에서 포인터들이 이룬 라인의 각도를 측정하고 있다.

그러나 기존 각도 검사 시스템의 가장 큰 단점은 각도 측정시 신뢰성이 떨어지는 것과 측정에 많은 시간이 소요되어 양산 시스템에서 측정에 과부하가 걸린다는 것이다. 즉 광도파로를 광학적으로 확대할 경우 작업자들이 초점을 어디에 맞추는지에 따라 측정 각도가 달라지는 현상이 일어나 측정 신뢰성 확보에 문제가 있으며, 또한 투영기 및 비접촉 3차원 측정기의 경우 투자비용도 크고, 측정시간이 길어지므로 양산시스템에서 측정에 과부하가 발생한다

이와 같이 종래의 평판형 광도파로의 단면 각도 측정의 경우 투영기 및 비접촉 3차원 측정기로 확대 후 초점을 맞추어 측정하는 형태이므로 면의 표면조도 및 작업자의 포인터 설정 위치에 따라 측정값에 대한 오차가 발생하며, 이러한 각도의 오차에 따라 광학적 특성이 변화하므로 정확한 분석에 제약이 있다는 문제점이 있다.

상기의 종래 기술이 가지는 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기존의 각도 측정 방법에서 문제가 되고 있는 검사 신뢰성을 향상시키기 위해 수학적 삼각 함수법과 광학적 반사 특성을 이용하여 간단하면서 신뢰성이 있는 각도검사장치를 구축함으로써 기존의 투영기 및 비접촉식 3차원 측정기를 대체가 가능한 평판형 광도파로의 각도검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양쪽 단면이 82°경사지도록 정밀하게 가공된 마스터 칩(master chip)의 단면에 레이저 빔을 반사시켜서 레이저 빔이 표적지 중심(영점)에 오도록 영점을 조정한 다음, 마스터 칩을 제거하고 실제로 측정할 광도파로 샘플의 단면에 레이저 빔을 조사하여 반사된 빔이 표적지에 도달하는 지점을 확인하는 방식으로 광도파로의 단면 각도를 검사할 수 있게 한 것으로, 레이저 포인터가 장착된 포인터 고정부와, 상기 포인터 고정부와 일정 거리 이격된 위치에서 평판형 광도파로를 탈부착 가능하게 구성된 광도파로 고정부와, 상기 포인터 고정부 및 광도파로 고정부를 고정하는 베이스 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 평판형 광도파로의 측면 경사 각도가 기준 각도 82°에서 ±0.3°범위 내에 있는지 여부를 정밀하게 측정할 수 있으므로 측정 결과의 신뢰성을 확보할 수 있고, 검사 시간이 단축되는 동시에 검사장비 구축에 많은 비용이 들지 않으므로 생산성이 향상된다. 따라서 기존에 사용되는 고가의 투영기 및 비접촉식 3차원 측정기를 대체할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 전체 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 포인터 고정부 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 포인터 고정부 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 광도파로 고정부 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 광도파로 고정부 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 사용상태도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치를 이용한 영점 조절 및 각도 측정 상태를 보인 표적지 정면도.
도 9는 종래 평판형 광도파로의 각도검사방법을 보인 측정도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 전체 사시도이다.

도 1을 참조하는 바와 같이 본 발명의 평판형 광도파로의 각도검사장치는,

레이저 포인터(14)를 장착하기 위해 마련된 포인터 고정부(20)와, 상기 포인터 고정부(20)와 일정 거리 이격된 위치에서 평판형 광도파로(50)를 탈부착시킬 수 있게 된 광도파로 고정부(30)와, 상기 포인터 고정부(20) 및 광도파로 고정부(30)를 서로 고정하는 베이스 플레이트(40)를 포함하여 이루어짐으로써 레이저 포인터의 빔이 평판형 광도파로의 측면에 반사되어 표적지에 조사되게 한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 포인터 고정부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 포인터 고정부 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하는 바와 같이, 포인터 고정부(20)는, 상기 베이스 플레이트(40) 일측에 고정된 수직대(21)와, 상기 수직대(21)의 일측 면에서 승하강 가능하게 구비된 승강구(25)와, 상기 승강구(25)의 일측 면에서 레이저 포인터(14)를 장착한 포인터 홀더(10)를 포함한다.

더욱 구체적으로 상기 수직대(21)의 일측 면에는 예컨대 봉 형태의 수직레일(23)이 설치되고, 상기 수직레일(23)은 상기 승강구(25)를 관통하여 결합된다. 상기 수직레일(23)은 도시한 것과 같이 2개가 한 쌍을 이룰 수도 있고, 1개만 설치될 수도 있다.

또한, 외면에 나사산이 형성된 봉 형태의 높이조절수단(24)은 상기 승강구(25)의 상단에서 하단으로 관통하면서 나사 결합되고, 높이조절수단(24)의 하단부는 상기 수직대(21) 하부에서 회전 가능하게 체결된다. 이때 상기 높이조절수단(24)의 상단부는 승강구(25)의 상부로 돌출되게 하여 사용자가 높이조절수단(24)을 회전시킬 수 있다.

이 경우 상기 높이조절수단(24)을 회전시키면, 하단부가 수직대(21)에 결속된 상태로 제자리에서 회전하게 되고, 상기 승강구(25)는 높이조절수단(24)의 외면과 나사 체결되어 있으므로 승강구(25)가 수직 레일(23)을 따라 상측 또는 하측으로 이동하게 되며, 이를 통해 포인터 홀더(10)의 위치(설치 높이)를 조절할 수 있다.

상기 포인터 홀더(10)는 일측에 레이저 포인터(14)를 설치하기 위한 홀(13)이 형성되고, 외면에 나사산이 형성된 조임구(12)는 상기 홀(13)의 측면 벽을 관통하여 나사 결합된다.

따라서 조임구(12)를 어느 일측 방향으로 회전시켜서 조임구(12)의 끝부분이 홀(13)을 벗어나게 한 다음 레이저 포인터(14)를 홀(13)의 적절한 위치에 끼워놓고 다시 조임구(12)를 반대방향으로 회전시키면 조임구(12)의 끝부분이 레이저 포인터(14)의 측면과 접하게 되어 레이저 포인터(14)가 고정된다.

상기 포인터 홀더(10)는 1개의 제1고정볼트(11)를 매개로 하여 상기 승강구(25) 측면에 고정된다. 즉 상기 포인터 홀더(10)의 일측에 제1고정볼트(11)가 관통할 수 있는 구멍이 형성되고, 상기 승강구(25)의 측면에는 상기 제1고정볼트(11)와 나사 체결될 수 있는 나사구멍(28)이 형성되어 있다.

이에 따라 상기 제1고정볼트(11)를 포인터 홀더(10)의 구멍에 끼우고 승강구(25)의 나사구멍(28)에 맞추어 회전시키면 제1고정볼트(11)가 승강구(25)의 나사구멍(28)에 체결되므로 포인터 홀더(10)가 승강구 측면에 고정된다.

이때 상기 나사구멍(28)을 복수 개 설치하면 상기 포인터 홀더(10)를 원하는 위치에 고정시킬 수 있다.

또한 1개의 제1고정볼트(11)는 포인터 홀더(10)를 고정하는 매개체인 동시에 포인터 홀더(10)의 회전축 기능을 가지므로 포인터 홀더(10)를 원하는 각도 회전시킨 상태에서 제1고정볼트(11)를 조이는 형태로 하여 레이저 포인터(14)의 설치 각을 조절할 수 있다.

한편, 상기 수직대(21) 하단에는 측면으로 연장된 수평대(22)가 구비될 수 있고, 상기 수평대(22)에는 제2고정볼트(26)가 관통될 수 있는 장방홀(27)이 형성된다.

이에 따라 상기 제2고정볼트(26)가 상기 장방홀(27)을 관통하여 베이스플레이트(40)에 고정되는 구조에 의해 상기 수직대(21)가 베이스 플레이트(40)에 고정되며, 더욱이 상기 제2고정볼트(26)의 체결을 해제시키면 수평대(22)를 장방홀(27)의 길이만큼 원하는 위치로 이동시킬 수 있으므로 결국 수직대의 고정 위치를 장방홀(27)의 범위 내에서 사용자가 임의 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 광도파로 고정부 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 광도파로 고정부 단면도이다.

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하는 바와 같이 상기 광도파로 고정부(30)는, 상단면에 평판형 광도파로를 안착시키는 지지대(31)와, 상기 지지대(31) 상단면 일측에 구비되어 상기 평판형 광도파로의 일측 면과 접하도록 마련된 고정쇠(32)와, 상기 고정쇠와 대향하는 위치에서 상기 평판형 광도파로의 타측 면과 접하도록 마련된 조임쇠(33)를 포함한다.

더욱 구체적으로 상기 고정쇠(32)는 지지대(31) 상단면에서 상향 돌출된 턱으로서 볼트 등에 의해 지지대(31)에 완전 고정되거나 지지대(31)와 일체로 형성된 것일 수 있다.

상기 조임쇠(33)는 지지대(31) 상단면에서 평판형 광도파로(50)가 설치된 방향으로 위치 이동 가능하게 된 것으로, 이를 위해 조임쇠(33)의 일측 단부에 나사봉 형태의 위치조절수단(35)이 회전 가능한 상태로 체결되고 상기 위치조절수단(35)은 상기 지지대(31)에 설치된 조임쇠홀더(34)을 관통하는 동시에 나사 체결된다.

따라서 사용자가 상기 위치조절수단(35)를 정/역방향으로 회전시키면 상기 조임쇠(33)가 그의 길이 방향으로 이동하게 됨으로써 평판형 광도파로(50)를 고정쇠(32)와 조임쇠(33) 사이에 움직이지 않도록 고정하거나 그 고정을 해제할 수 있다.

상기 평판형 광도파로(50)의 정밀한 위치 고정을 위해, 상기 지지대(31) 상단면에 흡입구(36)를 천공하고, 상기 지지대(31) 측면에는 상기 흡입구(36)와 연통하는 커넥터(37)를 설치하며, 상기 커넥터(37)에는 진공펌프와 같은 진공 흡입수단을 연결한다. 이 경우 지지대(31) 상단면에 놓인 평판형 광도파로(50)가 진공 흡입력에 의해서 지지대(31) 상단면에서 일정한 힘으로 고정되므로, 평판형 광도파로(50)를 원하는 위치에 설치한 다음 조임쇠(33)를 통해 고정할 때 평판형 광도파로(50)의 초기 설치 위치가 변동되지 않는다.

한편, 상기 지지대(31) 하단에는 장방홀(39a)이 형성된 받침대(39)를 설치하고, 상기 받침대(39)는 상기 장방홀(39a)을 관통한 제3고정볼트(38)를 매개로 베이스플레이트에 고정된다. 이 경우 상기 받침대(39)는 장방홀(39a)의 범위 내에서 위치 이동이 가능하므로, 결국 상기 지지대(31)의 위치를 장방홀(39a)의 범위 내에서 사용자가 임의로 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치의 사용상태도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 평판형 광도파로의 각도검사장치를 이용한 영점 조절 및 각도 측정 상태를 보인 표적지의 정면도로서, 이하의 평판형 광도파로의 각도검사 방법에 관한 설명을 통해 본 발명이 더욱 구체화될 것이다.

앞서 설명한 내용을 바탕으로 도 6을 참조하는 바와 같이 포인터 홀더(10)에 레이저 포인터(14)를 설치하고, 지지대(31) 상단에는 마스터 칩을 설치한다. 상기 마스터 칩은 평판형 광도파로와 같은 규격으로 제작된 것으로 정밀 가공에 의해서 양쪽 측면이 정확하게 82°가공된 기준이 되는 칩이다.

마스터 칩을 고정한 후, 승강구(25)를 상측 또는 하측으로 이동하거나 포인터 홀더(10)의 설치 각도를 조절하는 방식으로 레이저 빔이 마스터 칩의 경사 측면에 조사되도록 하는 동시에 마스터칩의 측면을 맞고 반사하는 레이저 빔이 도 7과 같은 표적지(60) 중심(영점)에 오도록 조정한다.

이와 같이 영점을 맞추면, 평판형 광도파로의 각도검사장치가 측정 가능한 상태로 세팅된 것이다.

이후, 각도검사장치와 표적지를 그대로 둔 상태에서 마스터칩을 분리하고 측정 대상의 평판형 광도파로(50)를 지지대(31) 상에 설치하면, 레이저 빔이 측정 대상의 광도파로(50) 측면에 반사되어 도 8과 같이 표적지(60)의 어느 한 지점에 조사된다.

상기 표적지(60)는 중심에 영점이 있고, 그 주변으로 ±0.3°범위의 눈금이 표시된 것으로 마스터칩과 표적지 간의 거리를 확인한 후 삼각함수 수식을 이용하여 미리 계산해 만들어 놓은 것이다.

만약, 반사된 레이저 빔이 표적지(60)의 영점에 도달하였다면, 해당 광도파로의 측면 경사각은 정확하게 82°로 가공된 것이고, 표적지(60)에서 영점을 벗어나더라도 표적지 눈금 수치상 81.7° 내지 82.3° 내에 있다면, ±0.3°허용 오차 범위 내에 있는 것이므로 상용에 적합하다고 판단할 수 있다.

상술한 설명은 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 실시예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10... 포인터 홀더 11... 제1고정볼트 12... 조임구
13... 홀 14... 레이저포인터
20... 포인터고정부 21... 수직대 22... 수평대
23... 레일 24... 높이조절수단 25... 승강구
26... 제2고정수볼트 27... 장방홀 28... 나사구멍
30... 광도파로 고정부 31... 지지대 32... 고정쇠
33... 조임쇠 34... 조임쇠 홀더 35... 위치조절수단
36... 흡입구 37... 커넥터 38... 제3고정볼트
39... 받침대 39a... 장방홀
40... 베이스플레이트 50... 평판형 광도파로(PLC)
60... 표적지

Claims

레이저 포인터(14)가 장착된 포인터 고정부(20)와,
상기 포인터 고정부(20)와 일정 거리 이격된 위치에서 평판형 광도파로를 탈부착 가능하게 구성된 광도파로 고정부(30)와,
상기 포인터 고정부 및 광도파로 고정부를 고정하는 베이스 플레이트(40)를 포함하여,
상기 레이저 포인터의 빔이 상기 평판형 광도파로의 측면에 반사되어 표적지에 조사되게 한 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 포인터 고정부(20)는, 상기 베이스 플레이트에 고정된 수직대(21)와, 상기 수직대(21)의 일측 면에서 승하강 가능하게 구비된 승강구(25)와, 상기 승강구의 일측 면에 장착되고 상기 레이저 포인터를 장착한 포인터 홀더(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 2에 있어서,
상기 수직대 일측 면에서 상기 승강구와 결합되어 승강구를 가이드하는 수직 레일(23)과, 외면에 나사산이 형성된 봉 형태로 되어 상기 승강구와 나사 결합되고 하단부가 상기 수직대 하부에 체결된 높이조절수단(24)을 더 포함하여, 상기 높이조절수단을 회전시키는 것에 의해 상기 승강구가 수직 레일을 타고 승하강되게 한 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 2에 있어서,
상기 포인터 홀더(10)는 1개의 제1고정볼트(11)를 매개로 상기 승강구(25) 측면에 고정되어 레이저 포인터의 설치 각을 조절 가능하게 한 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 2에 있어서,
상기 포인터 홀더(10)는 일측에 레이저 포인터를 장착하는 홀(13)과, 상기 홀의 측면 벽을 관통하여 상기 레이저 포인터를 고정하는 조임구(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 2에 있어서,
상기 수직대 하단에 장방홀(27)이 형성된 수평대(22)가 측면으로 연장 설치되고, 상기 수평대는 상기 장방홀(27)을 관통한 제2고정볼트(26)를 매개로 베이스플레이트에 고정되어 수직대의 고정 위치를 조절 가능하게 한 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 광도파로 고정부(30)는,
상단면에 평판형 광도파로를 안착시키는 지지대(31)와, 상기 지지대(31) 상단면 일측에 구비되어 상기 평판형 광도파로의 일측 면과 접하도록 마련된 고정쇠(32)와, 상기 고정쇠와 대향하는 위치에서 상기 평판형 광도파로의 타측 면과 접하도록 마련된 조임쇠(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 7에 있어서,
상기 조임쇠 일측 단부에 나사봉 형태의 위치조절수단(35)이 체결되고 상기 위치조절수단(35)은 상기 지지대에 설치된 조임쇠홀더(34)와 나사 체결되어 상기 위치조절수단을 회전시키는 것에 의해 상기 조임쇠의 위치를 조절 가능하게 한 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 7에 있어서,
상기 지지대 상단면에 흡입구(36)가 천공되고, 상기 지지대 측면에 상기 흡입구(36)와 연통되고 진공 흡입수단과 연결되는 커넥터(37)가 구비된 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.
청구항 7에 있어서,
상기 지지대 하단에 장방홀(39a)이 형성된 받침대(39)가 구비되고, 상기 받침대는 상기 장방홀을 관통한 제3고정볼트(38)를 매개로 베이스플레이트에 고정되어 받침대의 고정 위치를 조절 가능하게 한 것을 특징으로 하는 평판형 광도파로의 각도검사장치.