KR20150120903A - 광통신 모듈을 포함하는 검사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 검사 시스템은 복수개의 고정 광 케이블의 일단이 설치되는 고정 프레임을 포함하는 고정부와, 복수개의 회전 광 케이블의 일단이 설치되는 회전 프레임을 포함하는 회전부와, 회전부에 설치되어 회전부가 회전가능하게 하는 베어링을 포함하는 광통신 모듈, 고정 광 케이블의 타단이 연결되는 검사기, 검사 대상물이 장착되는 복수 개의 스테이지, 회전 광 케이블과 복수 개의 스테이지에 장착된 검사 대상물 간의 신호 전달을 위해 스테이지에 구비되는 소켓, 스테이지를 이동 가능하게 하는 구동력을 제공하는 스테이지 구동부, 스테이지 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 스테이지가 이동하는 경우 광통신 모듈의 회전부도 회전이동하고, 스테이지의 이동이 정지하면 고정 광 케이블과 회전 광 케이블이 동일한 광 경로로 정렬되는 것을 특징으로 한다.

Description

광통신 모듈을 포함하는 검사 시스템{TEST SYSTEM COMPRISING THE OPTICAL COMMUNICATION MODULE}

본 발명은 광통신 모듈을 포함하는 검사 시스템에 관한 것이다.

종래 광통신을 위한 장치는, 광 출력부와 광신호 수신부를 구비하여, 비접촉 통신을 수행한다.

이러한 종래의 광통신 장치로는, 대한민국 공개 특허 공보 10-2010-0024297호에 개시된 바와 같은 것이 있다. 상기 광통신 장치는, 전자기기의 생산 과정에서 수행된 품질 테스트 결과를 공정 시스템에 전달하는 용도로 사용된다.

상기와 같은 광통신 장치는, 더욱 빠르고 정확하며, 효율적인 데이터 송수신이 필요하다는 과제를 안고 있다.

본 발명은 송신단과 수신단 측의 위치 오차의 허용 범위를 크게 할 수 있는를 광통신 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 일대 다자간 또는 다대 다자간 통신을 보다 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 광통신 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 전자 기기의 성능 및 품질을 검사함에 있어, 보다 빠르고 정확한 검사수행이 가능한 검사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 검사 시스템은 복수개의 고정 광 케이블의 일단이 설치되는 고정 프레임을 포함하는 고정부와, 복수개의 회전 광 케이블의 일단이 설치되는 회전 프레임을 포함하는 회전부와, 상기 회전부에 설치되어 상기 회전부가 회전가능하게 하는 베어링을 포함하는 광통신 모듈; 상기 고정 광 케이블의 타단이 연결되는 검사기; 검사 대상물이 장착되는 복수 개의 스테이지; 상기 회전 광 케이블과 상기 복수 개의 스테이지에 장착된 검사 대상물 간의 신호 전달을 위해 상기 스테이지에 구비되는 소켓; 상기 스테이지를 이동 가능하게 하는 구동력을 제공하는 스테이지 구동부; 상기 스테이지 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 스테이지가 이동하는 경우 상기 광통신 모듈의 상기 회전부도 회전이동하고, 상기 스테이지의 이동이 정지하면 상기 고정 광 케이블과 상기 회전 광 케이블이 동일한 광 경로로 정렬되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 송신단과 수신단 사이의 광경로상에 렌즈를 구비함으로써, 송신단의 점광원으로부터 발산되는 광을 송신단 측의 렌즈가 평행광으로 바꾸어 수신단으로 전달하고, 수신단에서는 수신단측의 렌즈가 이를 집광하여 케이블로 전달함으로써, 송신단과 수신단 사이에서 약간의 위치 오차가 발생하더라도 통신이 가능하게 된다.

또한, 송신단과 수신단에 구비된 렌즈의 배율이 전체적으로 1보다 크게 할 경우, 수신단에서의 상의 크기가 커져, 위치 편차에 따른 손실을 줄일 수 있게 된다. 즉, 광통신이 위치오차에 더욱 둔감해지게 된다.

또한, 일대 다자간 또는 다대 다자간 통신이 가능하게 됨으로써, 보다 신속하고 효율적인 광통신이 가능하게 된다.

또한, 회전부의 외측에 테이퍼 베어링을 설치함으로써, 마찰 손실을 최소화하는 회전부의 회전이 가능하게 됨과 동시에, 테이퍼 베어링 한 쌍을 대칭이 되게 구비함으로써, 회전시 백 래시에 의한 오차 발생을 최소화 할 수 있게 된다.

또한, 전자 기기의 성능 및 품질 테스트가 신속하고 효율적으로 이루어 질 수 있게 된다.

도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈의 광 케이블과 렌즈를 개념적으로 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈을 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도5은 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈을 도시한 단면 사시도이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈의 단면도이다.
도7는 베어링을 도시한 사시도이다.
도8 및 도9는 본 발명의 일 실시예에 의한 검사 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도10 내지 도12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광통신 모듈을 개념적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈의 구성 및 이를 포함하는 검사 시스템의 구성을 상세히 설명한다.

도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈의 광 케이블과 렌즈를 개념적으로 도시한 도면이다.

도1 및 도2에서 좌측은 송신단(50)이 되며 우측은 수신단(60)이 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈은 송신단(50) 측에 송신 광 케이블(51) 및 송신 렌즈(52)가 구비되며, 수신단(60) 측에 수신 광 케이블(61) 및 수신 렌즈(62)가 구비된다.

상기 광 케이블(51, 61)은 광 파이버의 외측에 피복이 둘러싸인 구조를 갖는다. 그리고 광 파이버는 코어(51a, 61a)와 클래딩(51b, 61b)를 포함한다. 코어(51a, 61a)는 광 파이버에서 빛이 흐르는 중심 부분이고, 클래딩(51b, 61b)은 빛의 굴절과 관계된 광섬유 바깥 부분으로써, 모두 석영계 유리 성분으로 만들어 질 수 있다. 즉, 상기 코어(51a, 61a)는 광 파이버에서 실제로 빛을 전송하는 영역이며, 클래딩(51b, 61b)은 코어(51a, 61a) 주변을 둘러싸고, 내부 전반사를 유도하며, 코어(51a, 61a) 표면을 보호하여 광 파이버의 역학적 특성을 향상시키는 역할을 한다.

먼저 도1을 참조하여 설명하면, 송신 광 케이블(51)의 코어(51a)로부터 출력되는 광은 송신 렌즈(52)를 통과한다. 이때 송신 렌즈(52)는 콜리메이터 렌즈일 수 있으며, 점광원에서 나오는 발산광을 평행광으로 바꾸어 수신 렌즈(62) 쪽으로 보낸다.

수신 렌즈(62)는 송신 렌즈(52)를 통과하여 입력되는 평행광을 수신 광 케이블(61)의 코어(61a)에 집중시킨다. 상기 수신 렌즈 역시 콜리메이터(collimator) 렌즈일 수 있다.

이러한 과정을 통해, 상기 송신 광 케이블(51)로부터 수신 광 케이블(61)로의 데이터의 전송이 가능해진다.

만일, 렌즈가 구비되어 있지 않은 경우에는, 송신단 측의 코어와 수신단 측의 코어가, 아주 작은 크기임에도 불구하고, 정확하게 동일선상에 정렬되어 있어야만, 신호의 수신이 가능하나, 렌즈를 구비함으로 인해, 데이터를 송수신할 수 있는 위치 오차의 허용 범위가 더 커지게 된다. 수신 렌즈(62)의 정 중앙을 통과하지 않는 빛도 수신 광 케이블(61)의 코어(61a)로 입력될 수 있기 때문이다.

이때, 렌즈의 배율이 1대1 이라면, 즉 송신단에서의 상의 크기와 수신단에서의 상의 크기가 동일하다면, 송신단과 수신단은 서로 뒤바뀔 수 있다. 즉, 양쪽 모두 광신호의 송신과 수신이 가능하게 된다.

도 2는 렌즈의 배율을 달리한 예를 도시하고 있다.

예컨대, 송신단에서의 상의 크기에 비해 수신단에서의 상의 크기가 약 1.2배가 되도록 렌즈를 구성할 수 있다. 도1에 도시된 예와 비교할 때, 수신단 측의 수신 렌즈(63)의 배율만을 바꾸어 이를 구현할 수 있으며, 송신 렌즈(52)와 수신 렌즈(63)의 배율을 모두 바꾸어 이를 구현할 수도 있다.

광 통신 모듈을 이와 같이 렌즈의 배율이 1 이상이 되도록 구성하면, 수신 렌즈(63)를 통과하며 수신 광 케이블(61)의 코어(61b)에 집중되는 상의 크기가 커지므로, 유효한 수광 영역을 더 넓게 가져갈 수 있게 된다.

즉, 수신단 측 광 케이블에 입력되는 광폭(光幅)을 변화시키는 경우, 데이터의 송수신이 가능해지는 위치 오차의 허용 범위가 더욱 커지게 되어, 보다 효율적이고 정확한 데이터의 송수신이 가능하게 된다.

따라서 송신단 측의 코어(51b)와 수신단 측의 코어(61b)가 정확하게 일 직선 상에 정렬되지 않더라도, 광통신이 가능해 질 수 있다.

즉, 수신단(60)에서의 코어(61b)의 위치가 다소 어긋나 있더라도, 광을 수신하여 데이터를 입력 받을 수 있게 된다.

이하, 상기와 같은 개념을 적용한 광 통신 모듈의 구체적인 일 실시예를 설명한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈(10)을 도시한 사시도이고, 도4는 단면도이며, 도5은 분해 사시도이고, 도6는 측단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 광통신 모듈(10)은, 하우징(100)과, 일부 또는 전부가 상기 하우징(100)의 내측에 구비되는 고정부(200)와, 일부 또는 전부가 상기 하우징(100)의 내측에 구비되어 회전하는 회전부(300)와, 상기 회전부(300)의 외측에 구비되는 베어링(400)과, 상기 회전부(300)에 회전력을 제공하는 회전 구동부(500)를 포함한다.

먼저, 하우징(100)은 대략 중공의 원통 형상을 가지며, 하단에는 외측을 향해 돌출되는 플랜지(101)가 구비된다. 상기 플랜지(101)에는 상하로 볼트(102)가 통과할 수 있는 관통공이 구비된다.되며, 상기 관통공 및 이를 통과하는 볼트(102)에 의해 후술하는 회전 구동부(500)가 결합되는 구동 프레임(501)에 결합된다.

상기 고정부(200)는 고정 프레임(210)과, 상기 고정 프레임(210)에 결합되는 고정 광 케이블(220)과, 상기 고정 광 케이블(220)의 선단으로부터 이격되어 위치하며 상기 고정 프레임(210)에 고정되는 고정 렌즈(230)와, 상기 고정 렌즈의 이탈을 방지하도록 상기 고정 프레임(210)에 결합되는 렌즈 스토퍼(240)를 포함한다.

상기 고정 프레임(210)은 대략 원통 형상을 하고 있으며, 외주면 외측으로 돌출되는 플랜지(211)를 구비하고 있다. 상기 고정 프레임(200)에는 길이 방향으로 연장되는 고정 수용부(212)가 복수개 구비된다. 상기 고정 수용부(212)는 상기 고정 프레임(210)을 길이 방향으로 관통하여 형성되며, 대략 원통 형상을 갖는다. 상기 고정 수용부(212)는 상기 고정 프레임(210)의 원형 단면의 중심으로부터 방사상으로 동일한 각도를 가지고 복수개가 배치된다.

본 실시예에서는, 도3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 상기 고정 수용부(212)가 8개 구비되며, 어느 하나의 고정 수용부(212)와 인접한 고정 수용부(212) 사이의 각도는 45도가 된다.

상기 고정 광 케이블(220)은 일단이 상기 고정 수용부(212)에 삽입되어 고정되며, 타단은 후술하는 검사기(21)에 연결된다. 상기 고정 광 케이블(220)은, 상기 고정 수용부(212) 내측에 삽입되어 고정되므로, 상기 고정 수용부(212)와 마찬가지로 8개가 구비된다. 따라서, 고정 프레임(210)에서, 어느 하나의 고정 광 케이블(220)과 인접한 고정 광 케이블(220) 사이의 각도는, 상기 고정 수용부(212)와 마찬가지로 45도가 된다.

고정 렌즈(230)는 상기 고정 수용부(212) 내측에 구비되며, 상기 고정 광 케이블(220)의 일단으로부터 전방으로 이격되어 위치한다. 상기 고정 렌즈(230)는, 상기 고정 프레임(210)의 라운드진 측면을 관통하는 렌즈 고정 볼트(미도시)에 의해 소정 위치에 고정된다. 상기 고정 프레임(210)의 측면에는 상기 렌즈 고정 볼트가 삽입될 수 있는 관통공(250)이 형성된다. 상기 렌즈 고정 볼트는 상기 고정 프레임(210)의 측면에서 외측으로부터 내측으로 삽입되어 감에 따라, 상기 고정 렌즈(230)의 케이스 측면을 가압하여, 상기 고정 렌즈(230)가 소정의 위치에 고정될 수 있도록 한다.

상기 고정 렌즈(230)는 콜리메이터(collimator) 렌즈이다. 콜리메이터 렌즈는 발광원으로부터 발산하는 광을 평행광으로 변환하는 기능을 갖는다. 또한 평행광을 소정 위치에 집중시키는 기능을 갖는다.

한편, 상기 고정 렌즈(230)가 상기 고정 광 케이블(220)의 선단으로부터 전방에 이격되어 위치함으로 인해, 상기 고정 광 케이블(220)로부터 출력되는 신호는 상기 고정 렌즈(230)를 통과하게 되며, 반대로 고정 렌즈(230)를 통과한 신호는 상기 고정 광 케이블(220)로 입력된다.

렌즈 스토퍼(240)는, 상기 고정 프레임(210)의 길이 방향 일 단부에 결합되며, 보다 상세하게는, 상기 고정 광 케이블(220)이 연장되는 반대쪽 방향 단부에 결합된다.

상기 렌즈 스토퍼(240)는 대략 원판 형상을 가지며, 복수개의 홀(241)을 포함한다. 상기 홀(241)은 상기 렌즈 스토퍼(240)를 길이 방향으로 관통하여 형성되며, 상기 고정 광 케이블(220) 및 고정 렌즈(230)의 개수 및 형상에 대응되도록, 8개가 중심으로부터 방사상으로 동일한 각도를 갖도록 배치된다.

상기 홀(241)의 직경은 상기 고정 렌즈(230)의 직경보다 작게 형성되어, 상기 고정 렌즈(230)가 상기 고정 프레임(210) 외측으로 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 렌즈 스토퍼(240)는 8개의 렌즈의 수평을 맞추는 역할을 한다.

다음으로, 회전부(300)는 상기 고정부(200)의 단부와 인접하여 배치되며, 상기 회전부(300)의 단부와 상기 고정부(200)의 단부는 서로 마주보도록 배치된다.

상기 회전부(300)는 회전 프레임(310)과, 상기 회전 프레임(310)에 결합되는 회전 광 케이블(320)과, 상기 회전 광 케이블(320)의 선단으로부터 이격되어 위치하며 상기 회전 프레임에 고정되는 회전 렌즈(330)를 포함한다.

상기 회전 프레임(310)은 대략 원통 형상을 가지며, 양 단부에는 외측으로 돌출되는 상부 플랜지(311)와 하부 플랜지(312)가 구비된다. 여기서 상부 및 하부는 서로 상대적인 위치를 지칭하기 위한 것으로, 본 발명에 의한 광통신 모듈(10)이 어떻게 배치되느냐에 따라, 상기 상부 플랜지(311)가 상기 하부 플랜지(312)의 하부에 배치될 수도 있으며, 우측이나 좌측에 배치될 수도 있다. 상기 플랜지(311, 312) 사이의 공간은 후술하는 베어링이 결합되기 위한 베어링 결합부(313)가 된다.

상기 상부 플랜지(311)는, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 회전 프레임(310)과 별도의 부재로 형성되어, 상기 회전 프레임(310)의 길이 방향 일 단부에 결합되는 것일 수도 있다. 이 경우, 상기 상부 플랜지(311)는 대략 원판 형상을 가지며, 복수개의 홀(315)이 중심으로부터 방사상으로 서로 동일한 각도를 가지고 형성될 수 있다.

상기 홀(315)은 상기 상부 플랜지(311)를 관통하여 형성되며, 상기 회전 광 케이블(320)의 개수에 대응되도록 8개가 형성될 수 있다. 상기 홀(315)은 상기 회전 렌즈(330) 보다 작은 직경을 갖도록 형성된다.

상기 회전 프레임(310)에는 길이 방향으로 관통 형성되는 회전 수용부(314)가 복수개 구비된다. 상기 회전 수용부(314)는 상기 회전 프레임(310)의 원형의 단면의 중심으로부터, 방사상으로 동일한 각도를 가지고 복수개가 배치된다. 또한, 상기 회전 수용부(314)는 상기 회전 프레임(310)의 원형의 단면의 중심으로부터 모두 동일한 거리 상에 배치된다.

본 실시예에서는, 상기 회전 수용부(314)가 상기 고정 수용부(212)에 대응되도록 8개가 구비되며, 8개의 회전 수용부(314)는 서로 동일한 간격, 즉 45도의 각도로 배치된다.

즉, 본 실시예에서, 상기 회전 수용부(314)의 개수 및 형상은 상기 고정 수용부(212)의 개수 및 형상과 동일하다.

한편, 상기 회전 프레임(310)의 중앙에는 회전축(316)이 구비된다. 상기 회전축(316)은 상기 고정부(200)의 반대방향으로 길게 연장되는 중공의 축이다. 상기 회전축(316)은 후술하는 회전 구동부(500)의 구동에 의해 회전한다.

상기 회전 프레임(310)에 구비되는 하부 플랜지(312) 및 회전축(316)은 모두 상기 회전 프레임(310)과 일체로 형성된다.

회전 광 케이블(320)은 앞서 설명한 고정 광 케이블(220)과 동일한 구조를 가지며, 일단은 상기 회전 수용부(314)에 삽입되어 고정되며, 타단은 후술하는 소켓(24a~24d)에 연결된다.

회전 렌즈(330)는 상기 회전 수용부(314)의 내측에 구비되고, 상기 회전 광 케이블(320)의 일단으로부터 이격 되어 위치한다. 상기 회전 렌즈(330)는 상기 고정 렌즈(230)와 마주보도록 배치된다. 즉, 상기 고정부 측의 렌즈와 회전부 측의 렌즈는 서로 마주보도록 설치되어 광 경로를 형성한다.

상기 회전 렌즈(330)는 앞서 설명한 고정 렌즈(230)와 마찬가지로 콜리메이터(collimator) 렌즈 이다.

상기 회전 렌즈(330)가 상기 회전 광 케이블(320)의 일단으로부터 이격되어 위치하므로, 상기 회전 광 케이블(320)로부터 출력되는 신호는 상기 회전 렌즈(330)를 통과하여 상기 고정 렌즈(230) 및 고정 광 케이블(220) 쪽으로 전달되며, 상기 고정 광 케이블(220) 및 고정 렌즈(230)로부터의 신호는 상기 회전 렌즈(330)를 통과하여 회전 광 케이블(320)로 입력된다.

여기서 고정 광 케이블(220) 및 고정 렌즈(230)는 도1 및 도2의 송신 광 케이블(51) 및 송신 렌즈(52)가 될 수도 있으며, 수신 광 케이블(61) 및 수신 렌즈(62)가 될 수도 있다. 또한 회전 광 케이블(320) 및 회전 렌즈(330) 역시, 도1 및 도2의 송신 광 케이블(51) 및 송신 렌즈(52)가 될 수도 있으며, 수신 광 케이블(61) 및 수신 렌즈(62)가 될 수도 있다.

한편, 상기와 같은 회전부(300)의 외측에는 베어링(400)이 구비된다. 보다 상세하게는 회전 프레임(310) 외측의 베어링 결합부(313) 외측에 상기 베어링(400)이 결합된다.

상기 베어링(400)은 도7를 통해 도시되어 있다. 상기 베어링(400)은 테이퍼 베어링으로서, 회전 프레임(310)의 길이 방향을 따라 서로 대칭이 되게 한 쌍이 구비되며, 각각의 베어링(400)은, 내측 부재(410)와, 상기 내측 부재(410)로부터 이격되어 있는 외측 부재(420)와, 상기 내측 부재(410)와 상기 외측 부재(420) 사이에 위치하는 복수의 롤러(430)를 포함한다.

상기 내측 부재(410)는 소정의 높이를 갖는 대략 링 형상으로 형성되며, 내주면(411)은 상기 회전 프레임(310)의 외주면 형상에 대응되도록 상기 회전 프레임의 외주면과 평행한 원통 형상을 가지고, 외주면(412)은 일측에서 타측으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 테이퍼지게 형성된다.

보다 상세하게는 상기 내측 부재(410)의 외주면(412)은 인접한 다른 베어링 쪽으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 테이퍼지게 형성된다.

한편, 상기 외측 부재(420)는 대략 상기 내측 지지부(410)와 동일한 높이를 갖는 링 형상을 가지며, 내주면(421)은 상기 내측 지지부의 외주면(412) 형상에 대응되게 테이퍼지며, 외주면(422)은 상기 회전 프레임(310)의 외주면과 평행하게 길이 방향으로 연장되는 원통 형상을 갖는다. 상기 외측 부재(420)의 내주면(421)은 인접한 다른 베어링 쪽으로 갈수록 점차 직경이 커진다.

상기 내측 부재(410)의 외주면(412)과 상기 외측 부재(420)의 내주면(421)은 서로 평행하며, 서로 이격된다.

상기 롤러(430)는 대략 원통 형상을 가지며 상기 내측 부재(410)의 외주면(412)과 상기 외측 부재(420)의 내주면(421) 사이의 간격과 거의 같거나 그 보다 약간 작은 직경을 갖는다.

상기 내측 부재(410)는 상기 회전 프레임(310)에 결합되며, 상기 외측 부재(420)는 상기 하우징(100)에 결합된다. 따라서, 상기 회전부(300) 및 내측 부재(410)는 회전하고, 외측 부재(420) 및 하우징(100)은 고정되어 있는 경우, 상기 롤러(430)가 구동되어, 상기 내측 부재(410)와 상기 외측 부재(420) 사이의 마찰 저항을 감소시키므로, 회전부(300)가 상기 고정부(200) 및 하우징(100)에 대해, 큰 저항 없이 부드럽게 회전할 수 있게 된다.

또한, 롤러(430)가 경사진 2개의 베어링이 회전 프레임(310)의 길이 방향으로 서로 대칭이 되게 배치되어 있으므로, 회전시 백래시 및 이로 인한 오차 발생이 없어지게 된다.

여기서 2개의 베어링(400)이 회전 프레임(310)의 길이 방향으로 서로 대칭이 되게 배치된다 함은, 회전 프레임(310)의 길이 방향 일측을 상측, 타측을 하측이라 할 경우, 상하가 서로 반대인 형상으로 2개가 배치된다는 의미이며, 길이 방향 일측을 좌측 타측을 우측이라 할 경우, 좌우가 서로 반대인 형상으로 2개가 배치된다는 의미이다.

회전 구동부(500)는 상기 회전축(316)을 회전 시키기 위한 구성으로, 상기 회전부(300)를 회전시키는 구동력을 제공하는 역할을 한다. 상기 구동부(500)는 스텝 모터일 수 있으며, 구동 프레임(501)에 결합된다.

본 실시예에서, 상기 구동부(500)의 구동력은 회전축(316)을 회전시키고, 회전축(316)의 회전에 의해 회전부(300) 전체가 회전을 하는데, 구동부(500)의 구동력을 회전축(316)으로 전달하는 구성은, 통상의 기어, 벨트 또는 이들의 결합을 용이하게 채용 가능한 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 실시예에서, 고정 광 케이블(220)은 도1 및 도2의 송신 광 케이블(51)로 작용할 수도 있으며, 수신 광 케이블(61)로 작용할 수도 있고, 회전 광 케이블(320) 역시 송신 광 케이블(51)로 작용할 수도 있으며, 수신 광 케이블(61)로 작용할 수도 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 광통신 모듈(10)이 포함된 검사 시스템의 일 실시예를, 도8 및 도9를 참조하여, 설명한다.

도8 및 도9는 본 발명의 일 실시예에 의한 검사 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 검사 시스템은, 전술한 바와 같은 구성을 갖는 광통신 모듈(10)과, 상기 광통신 모듈과 연결되어 데이터를 주고 받는 복수의 검사부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.

상기 검사부(20)는 4개가 각각 서로 90도 간격으로 배치되며, 각각의 검사부는, 고정되어 있는 검사기(21a~21d)와, 각각의 검사기(21a~21d)로 이동하는 스테이지(23a~23d)와, 상기 스테이지(23a~23d)에 구비되는 소켓(24a~24d)과, 상기 스테이지를 이동시키는 스테이지 구동부(22)를 포함한다.

먼저, 상기 검사기(21a~21d)는 제조된 전자 기기의 여러 성능을 테스트하는 구성이다. 상기 검사기(21a~21d)는 고정된 상태로 유지되며, 고정 광 케이블(220)과 연결된다. 따라서, 상기 고정 광 케이블(220)은 일단이 상기 고정 프레임(210)에 결합되고, 타단은 상기 검사기(21a~21d)에 연결된다.

본 실시예에서, 상기 고정 광 케이블(220)은 8개가 구비되는데, 이를 임의로 제1 고정 광케이블 내지 제8 고정 광 케이블이라 명명할 경우, 제1 고정 광 케이블 및 제2 고정 광 케이블은 제1 검사기(21a)에 연결되며, 제3 고정 광 케이블 및 제4 고정 광 케이블은 제2 검사기(21b)에 연결되고, 제5 고정 광 케이블 및 제6 고정 광 케이블은 제3 검사기(21c)에 연결되며, 제7 고정 광 케이블 및 제8 고정 광 케이블은 제4 검사기(21d)에 연결된다.

다음으로 상기 스테이지(23a~23d)는 검사의 대상이 되는 전자 기기가 놓여지는 부분으로, 도8의 반 시계 방향으로 이동한다.

상기 소켓(24a~24d)은 상기 스테이지(23a~23d)에 구비되며, 스테이지(23a~23d)상에 위치하는 검사 대상 제품의 제어부와 연결된다.

또한, 상기 소켓(24a~24d)은 상기 회전 광 케이블(320)과 연결된다. 따라서, 상기 회전 광 케이블(320)의 일단은 전술한 바와 같이 회전 프레임(310)에 결합되며, 타단은 상기 소켓(24a~24d)에 연결된다.

예를 들어, 상기 회전 광 케이블(320)이 8개이고, 스테이지 및 그에 포함된 소켓이 각각 4개인 경우, 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블은 제1 소켓에 연결되고, 제3 회전 광 케이블 및 제4 회전 광 케이블은 제2 소켓에 연결되며, 제5 회전 광 케이블 및 제6 회전 광 케이블은 제3 소켓에 연결되고, 제7 회전 광 케이블 및 제8 회전 광 케이블은 제4 소켓에 연결된다.

한편, 상기 스테이지 구동부(22)는 스테이지(23a~23d)를 이동시키는 구성으로서, 예를 들면 모터와, 기어, 벨트, 체인 등을 조합하여 구성할 수 있다.

따라서 검사 대상이 되는 전자 기기는, 스테이지(23a~23d)에 올려진 채 소켓(24a~24d)을 통해 어느 하나의 검사기(21a~21d)와 연결되어 검사를 받게 되며, 검사가 종료되면, 스테이지(23a~23d)가 이동하여 인접한 다른 검사기(21a~21d)와 연결되어 검사를 받고, 검사가 종료되면 다시 스테이지가 이동하여 인접한 또 다른 검사기와 연결되어 검사를 받게 된다.

제어부(30)는 스테이지 구동부(22)의 작동을 제어하여, 스테이지(23a~23d)가 반시계 방향으로 이동하며 각각의 검사기(21a~21d)로 이동할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(30)는 상기 광통신 모듈(10)의 회전 구동부(500)를 제어하여, 회전부(300)가 회전할 수 있도록 한다. 또한, 검사기(21)와 연결되어, 검사기로 검사 수행 명령을 전달하고, 검사기로부터 검사 결과를 전송 받는 기능을 수행한다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 검사 시스템의 작동 과정을 앞서 설명한 광통신 모듈의 작동 과정을 포함하여 함께 설명한다.

예컨대, 스테이지에 올려진 전자 기기가 카메라이고, 상기 카메라의 포커싱 동작, 줌인/아웃 동작 등이 검사되어야 하는 경우를 예로 들어 설명해 본다.

상기 전자 기기(카메라)는 제1 스테이지(23a)에 장착되고, 이 카메라의 검사 단자는 제1 소켓(24a)에 연결된다. 상기 제1 소켓(24a)에는 회전 광 케이블(320) 중 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블이 연결된다. 따라서, 전자 기기는 제1 소켓(24a)을 통해, 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블과 연결된다.

또 다른 전자 기기(카메라)는 제2 스테이지(23b)에 장착되고, 이 카메라의 검사 단자는 제2 소켓(24b)에 연결된다. 상기 제2 소켓(24b)에는 회전 광 케이블(320) 중 제3 회전 광 케이블 및 제4 회전 광 케이블이 연결된다. 따라서, 전자 기기는 제2 소켓(24b)을 통해, 제3 회전 광 케이블 및 제4 회전 광 케이블과 연결된다. 동일한 방법으로 제3 스테이지(23c)의 제3 소켓(24c), 제4 스테이지(23d )의 제4 소켓(24d)에 제 5 내지 8 회전 광 케이블이 연결된다.

이때, 전자 기기가 상기 제1 검사기(21a)로부터 필요한 검사를 받을 수 있도록, 상기 제1 스테이지(23a)는 상기 제1 검사기(21a)의 전방에 위치된다.

그리고, 상기 제1 검사기(21a)는 제1 고정 광 케이블 및 제2 고정 광 케이블과 연결된다.

이때, 광통신 모듈(10) 내부에서는, 제1 회전 광 케이블과 제1 고정 광 케이블이 동일한 광 경로상에 정렬되며, 제2 회전 광 케이블과 제2 고정 광 케이블이 동일한 광 경로상에 정렬된다.

이 상태에서, 상기 제1 검사기(21a)는 카메라의 포커싱 동작을 검사하기 위한 데이터를 광신호로 변환하여 제1 고정 광 케이블 및 제2 고정 광 케이블을 통하여 전송하고, 전송된 데이터는 고정 렌즈(230) 및 회전 렌즈(230)를 통해 각각 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블로 전송한다.

제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블로 전송된 데이터는 제1 소켓(24a)을 통해 카메라의 제어부로 전달되고, 카메라는 그 신호에 따라 카메라는 포커싱 동작을 수행하며, 수행된 동작의 피드백 데이터가 생성되어 반대의 경로를 통해 제1 검사기(21a)로 전송된다.

이 과정에서, 상기 제1 고정 광 케이블과 제1 회전 광 케이블 사이, 그리고 제 2고정 광 케이블과 제2 회전 광 케이블 사이에서는 비접촉식 광 통신이 이루어지는데, 각각의 고정 광 케이블(220)과 회전 광 케이블(320) 사이에 2개의 콜리메이터 렌즈가 구비되므로, 고정 광 케이블(220)과 회전 광 케이블(320) 사이에 위치 오차가 발생하여도, 광통신이 가능할 수 있다. 이는, 앞서 설명한 바와 같다.

특히, 2개의 렌즈의 배율을 도2에 도시된 바와 같이 1보다 크게 할 경우, 예컨대 1.2 정도로 할 경우, 수신측에서 상이 크게 형성되어 위치 편차에 따른 손실을 줄일 수 있게 되며, 이 역시 앞서 설명한 바와 같다.

동작을 검사하기 위한 데이터가 상기 제1 고정 광 케이블 및 제2 고정 광 케이블을 통하여 전송되는 것으로 설명하였으나, 어느 하나의 고정 광 케이블만을 이용하여 전송하는 것도 가능하다. 예를 들어 상기 제1 고정 광 케이블만을 통해 검사하기 위한 데이터가 전송되고, 피드백 데이터는 상기 제2 고정 광 케이블을 통해 전송되는 것으로 할 수 있다. 이와 같은 경우 상기 제1 고정 광 케이블 및 제2 고정 광 케이블에 대응되는 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블도 동일하게 구성되는 것은 당연하다.

한편, 포커싱 동작에 대한 검사가 완료되면, 제어부(30)는 스테이지 구동부(22)에 명령을 내리고, 상기 스테이지 구동부(22)는 상기 제1 스테이지(23a) 및 제1 소켓(24a)을 반시계 방향으로 이동 시켜 제2 검사기(21b)에 위치하게 한다.

이때, 제어부(30)는 광통신 모듈(10)의 회전 구동부(500)를 작동시켜, 회전부(300)가 회전하도록 하며, 회전부(300)가 회전함에 따라, 상기 제1 소켓(24a)에 연결된 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블도 함께 회전하게 된다. 그러나, 제1 검사기(21a) 및 이에 연결된 제1 고정 광 케이블과 제2 고정 광 케이블은 회전하지 않고 고정된 상태로 유지된다.

제2 검사기(21b)에서는, 제1 검사부(21a)에서의 검사 내용과는 상이한 동작, 예를 들면 줌인(zoon in) 동작을 검사한다. 이때, 제2 검사기(21b)에는 제3 고정 광 케이블 및 제4 고정 광 케이블이 연결되어 있으며, 제1 스테이지(23a)의 제1 소켓(24a)에는 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블이 연결되어 있다.

따라서, 광통신 모듈(10) 내부에서도, 제1 회전 광 케이블 및 제2 회전 광 케이블이 제3 고정 광 케이블 및 제4 고정 광 케이블과 각각 동일한 광 경로상에 위치하여 광 신호를 주고 받을 수 있도록 정렬되어야 한다.

그런데, 앞서 제1 검사기(21a)에서 포커싱 동작을 검사할 대에는, 제1 회전 광 케이블과 제1 고정 광 케이블이 동일한 광 경로상에서 광 신호를 주고 받을 수 있도록 정렬되어 있고, 제2 회전 광 케이블과 제2 고정 광 케이블이 동일한 광 경로상에서 광 신호를 주고 받을 수 있도록 정렬되어 있었으므로, 회전부를 회전시켜, 회전 광 케이블과 고정 광 케이블 사이의 매칭 관계를 바꿔 주어야 한다.

이를 위해 제어부(30)는 회전 구동부(500)를 구동시켜, 회전축(316)이 회전 하도록 한다. 이때, 회전축(216)의 회전은 곧 회전 프레임(210)의 회전을 의미하므로, 회전 프레임(210) 및 이에 결합된 회전 광 케이블(320)과 회전 렌즈(330)가 함께 회전축을 중심으로 회전하게 된다.

이때, 회전 각도는 45도 일 수 있으며, 원하는 검사 동작에 따라 45도의 정수배로 회전할 수 있다.

한편, 회전 구동부(500)의 작동에 의해 제1 회전 광 케이블과 제3 고정 광 케이블, 및 제2 회전 광 케이블과 제4 고정 광 케이블이 각각 동일한 광경로 상에 정렬되면, 회전 구동부(500)의 구동이 정지한다.

이후, 제2 검사기(21b)는 카메라의 줌인 동작을 검사하기 위한 데이터를 광신호로 변환하여 제3 고정 광 케이블 및 제4 고정 광 케이블을 통해 전송하고, 전송된 데이터는 고정 렌즈(230) 및 회전 렌즈(330)를 통해 비접촉 상태로 제1 광 케이블 및 제2 광 케이블로 전송된다.

전송된 데이터에 따라 카메라는 줌인 동작을 수행하고, 수행된 동작의 피드백 데이터가 생성되어 반대의 경로를 통해 검사기로 전송된다.

이때 제1 회전 광 케이블과 제3 고정 광 케이블, 그리고 제2 회전 광 케이블과 제4 고정 광 케이블가 정렬될 때, 2개의 콜리메이터 렌즈를 사용함에 따라, 허용 가능한 위치 오차의 범위가 더 커지게 됨은 앞서 설명한 바와 같다.

한편, 제1 스테이지(23a)가 제1 검사기(21a)로부터 제2 검사기(21b)로 이동하면, 제2 스테이지(23b)는 제2 검사기(21b)로부터 제3 검사기(21c)로 이동하고, 제3 스테이지(23c)는 제3 검사기(21c)로부터 제4 검사기(21d)로 이동할 수 있다. 또한, 제4 스테이지(23d)는 제4 검사기(21d)로부터 제1 검사기(21a)로 이동할 수도 있으며, 검사 대상 제품이 검사 시스템 외측으로 빠져나가도록 이동할 수도 있다.

한편, 제1 스테이지(23a)는 동일한 방법으로, 한편, 제3 검사기(21c) 및 제4 검사기(21d)로 이동하며 검사가 수행되도록 할 수 있다.

한편, 상기와 같이 회전부(300)가 회전할 때, 회전 프레임(310)과 하우징(100) 사이에는 한쌍의 테이퍼 베어링(400)이 위치되므로, 상기 테이퍼 베어링(400)에 의해 마찰 손실이 적은 원활한 회전이 가능하게 되며, 백래시에 의한 오차도 최소화 할 수 있게 된다.

도10 내지 도12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광통신 모듈을 개념적으로 간단히 도시한 도면들이다.

도3 내지 도9를 참조한 실시예에서는, 송신단(50)과 수신단(60)이 서로 상하 방향으로 마주보도록 각각 원통형의 부재에 결합된 예를 도시하였으나, 도10 내지 도11에 도시된 바와 같은 형태로 다대 다자간 광통신을 수행하는 것도 가능하다.

도10을 참조하면, 송신단(50)은 원형으로 배치되어 중심의 반대쪽을 향하도록 배치되며, 수신단(60)은 상기 송신단(50)과 동일한 중심을 갖는 더 큰 직경의 원형으로 배치되며, 원의 중심을 향하도록 배치된다. 따라서 송신단(50) 또는 수신단(60) 중 어느 한쪽이 회전하며, 순차적으로 서로 다른 광 케이블과 광통신을 수행할 수 있게 된다.

이때, 내측이 수신단(60)이 되고 외측이 송신단(50)이 되는 것도 가능하다.

도11을 참조하면, 송신단(50)은 2열로 구비되며, 어느 하나의 열은 일측을 바라보고, 다른 하나의 열을 그 반대방향인 타측을 바라보도록 구비된다. 그리고 수신단(60)은 타원형의 궤적을 그리며, 상기 송신단(50)의 외측을 회전한다. 따라서, 수신단(60)은 어느 하나의 송신단(50)과 광통신을 수행한 후 옆으로 이동하여, 인접한 다른 하나의 송신단(50)과 광 통신을 수행할 수 있으며, 이를 반복하여 행할 수 있다.

이때도 역시, 내측에 고정된 부분이 수신단(60)이 되고, 외측의 이동하는 부분이 송신단(50)이 될 수도 있다.

도12를 참조하면, 송신단(50)은 하나의 광 케이블로서 정지하여 있고, 수신단(60)은 컨베이어 벨트 등을 이용하여 일방으로 이동하는 것일 수 있다. 따라서 송신단(50)은 어느 하나의 수신단(60)과 광통신을 수행하고, 수신단(60)이 이동하면, 인접한 다른 하나의 수신단(60)과 광통신을 수행하며, 이를 반복할 수 있다.

이때도, 앞선 예에서와 마찬가지로, 송신단(50)과 수신단(60)의 위치가 바뀔 수 있다.

10: 광통신 모듈 20: 검사부
21a: 제1 검사기 21b: 제2 검사기
21c: 제3 검사기 21d: 제4 검사기
22: 스테이지 구동부 23a: 제1 스테이지
23b: 제2 스테이지 23c: 제3 스테이지
23d: 제4 스테이지 24a: 제1 소켓
24b: 제2 소켓 24c: 제3 소켓
24d: 제4 소켓 50: 송신단
51: 송신 광 케이블 51a: 코어
51b: 클래딩 60: 수신단
61a: 코어 61b: 클래딩
100: 하우징 101: 플랜지
200: 고정부 210: 고정 프레임
211: 플랜지 212: 고정 수용부
220: 고정 광 케이블 230: 고정 렌즈
240: 렌즈 스토퍼 250: 관통공
241: 홀 300: 회전부
310: 회전 프레임 311: 상부 플랜지
312: 하부 플랜지 313: 베어링 결합부
314: 회전 수용부 315: 홀
320: 회전 광 케이블 330: 회전 렌즈
340: 중공부 400: 베어링
410: 내측 부재 411: 내주면
412: 외주면 420: 외측 부재
421: 내주면 422: 외주면
430: 롤러 500: 회전 구동부(스텝 모터)
501: 구동 프레임

Claims (15)

1. 복수개의 고정 광 케이블의 일단이 설치되는 고정 프레임을 포함하는 고정부와, 복수개의 회전 광 케이블의 일단이 설치되는 회전 프레임을 포함하는 회전부와, 상기 회전부에 설치되어 상기 회전부가 회전가능하게 하는 베어링을 포함하는 광통신 모듈;
   상기 고정 광 케이블의 타단이 연결되는 검사기;
   검사 대상물이 장착되는 복수 개의 스테이지;
   상기 회전 광 케이블과 상기 복수 개의 스테이지에 장착된 검사 대상물 간의 신호 전달을 위해 상기 스테이지에 구비되는 소켓;
   상기 스테이지를 이동 가능하게 하는 구동력을 제공하는 스테이지 구동부;
   상기 스테이지 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 스테이지가 이동하는 경우 상기 광통신 모듈의 상기 회전부도 회전이동하고, 상기 스테이지의 이동이 정지하면 상기 고정 광 케이블과 상기 회전 광 케이블이 동일한 광 경로로 정렬되는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부가 내측에 구비되는 하우징을 더 포함하고,
   상기 베어링은 상기 회전 프레임과 상기 하우징 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 회전 프레임의 외측에 형성되어 상기 베어링이 결합되는 베어링 결합부를 더 포함하는 검사 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 베어링은 테이퍼 베어링을 포함하는 검사 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 베어링은 회전 프레임의 길이 방향을 따라 서로 대칭되게 구비된 한 쌍의 베어링은 포함하고,
   상기 한 쌍의 베어링 각각은 내측 부재와, 상기 내측부재로부터 이격되어 있는 외측 부재 및 상기 내측 부재와 상기 외측 부재 사이에 배치된 복 수의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 베어링은 상기 회전 프레임을 중심으로 서로 반대되는 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 프레임에는 상기 복수개의 회전 광 케이블이 고정되는 복수 개의 회전 수용부가 형성되고,
   상기 고정 프레임에는 상기 복수개의 고정 광 케이블이 고정되는 복수개의 고정 수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 스테이지에 구비되는 소켓에는 상기 복수개의 회전 광 케이블 중 2개의 회전 광 케이블이 연결되는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 소켓에 연결된 2개의 회전 광 케이블은 상기 검사기에 연결된 2개의 고정 광 케이블과 동일한 광 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 검사기에서 검사 대상물을 검사하기 위한 데이터가 상기 검사기에 연결된 2개의 고정 광 케이블 중 어느 하나의 고정 광 케이블을 통해 전송되고,
    검사 후의 피드백 데이터는 상기 검사기에 연결된 2개의 고정 관 케이블 중 다른 하나의 고정 광 케이블을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 스테이지는 4개로 구성되고,
    상기 복수개의 고정 광 케이블과 상기 복수개의 회전 광 케이블은 각각 8개인 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 광 케이블과 광 경로를 형성하도록 상기 회전 프레임에 배치된 회전 렌즈와;
    상기 고정 광 케이블과 광 경로를 형성하도록 상기 고정 프레임에 배치된 고정 렌즈를 더 포함하는 검사 시스템.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 렌즈와 상기 고정 렌즈는 동일한 광 경로상에 위치하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 렌즈와 상기 고정 렌즈는 각각 상기 회전 케이블 및 고정 케이블의 선단에 배치되어, 상기 회전 광 케이블 및 고정 광 케이블이 광통신 연결되는 경우 상기 회전 렌즈와 상기 고정 렌즈가 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
    
15. 제 12항에 있어서,
    상기 회전 렌즈 및 상기 고정 렌즈는,
    상기 회전 광 케이블 또는 고정 광 케이블 중 어느 하나로부터 송신되어 다른 하나에서 수신되는 광신호의 수신단에서의 상의 크기가 송신단에서의 상의 크기보다 커지도록 1보다 큰 배율을 갖는 특징으로 하는 검사 시스템.

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