KR100341287B1 - 정렬마크를가지는광섬유블록및평면광도파로소자와,이광섬유블록과평면광도파로소자의정렬장치및방법 - Google Patents

정렬마크를가지는광섬유블록및평면광도파로소자와,이광섬유블록과평면광도파로소자의정렬장치및방법 Download PDF

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Abstract

정렬마크를 갖는 광섬유블록 및 평면광도파로소자와, 이 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치 및 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 평면광도파로소자와 입/출력 광섬유블록에 각각의 정렬마크를 형성하며, 마이크로 컴퓨터, 카메라 및 미세조정부 등을 통하여 상기 정렬마크의 위치를 영상으로 검출하고, 상호 비교/판단하여 잡음영역을 넘어서 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 위치로의 초기정렬을 신속하게 수행하도록 한다. 따라서, 광섬유블록과 평면광도파로소자를 정렬시키는 작업 속도를 향상시킬 수 있으며, 작업자의 숙련도에 관계없이 정렬의 신속성 및 정확성을 도모할 수 있으므로 대량 생산에 매우 유리하다.

Description

정렬마크를 가지는 광섬유블록 및 평면광도파로소자와, 이 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치 및 방법{Fiver block and PLC having an align mark, and apparatus for aligning fiver block and PLC and method for aligning thereof}
본 발명은 광섬유 통신시스템에 사용되는 광섬유블록과 평면광도파로소자를 정렬시키는 장치, 보다 구체적으로는 정렬을 위한 정렬마크을 가지는 광섬유블록 및 평면광도파로소자와, 이 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치 및 방법에 관한 것이다.
빛을 이용하여 통신하는 광섬유 통신시스템에 있어서, 광섬유는 유리나 합성수지의 가는 투명수지를 단일의 소선으로 하거나 또는 다수 묶은 케이블로 하여 정보 신호나 광영상 등을 전송하는데 사용된다. 소선의 굵기는 유리에서는 3∼60㎛ 정도이며, 그 구조는 고굴절률의 광섬유심선(Core)에 저굴절률의 클래드(Clad)를씌우고, 이들을 광흡수성 재킷에 수용한 스텝 인덱스형(Step Index Type), 또는 중심에서 외주를 향해 굴절률이 서서히 낮게 한 분포 굴절률형(Graded Index Type) 등이 있다. 빛은 섬유의 치수나 굴절률 분포에 관계한 각종 모드에서 광섬유심선내를 전반사 또는 사행을 반복하면서 저손실로 전송된다. 이 때, 상기 스텝 인덱스형의 광섬유심선을 작게 하여 최저차 모드만 전파하는 것을 단일모드 섬유라 하며, 이는 모드 분산이 없고 전송대역을 넓게 잡을 수 있다는 특색이 있다.
전술한 하나의 광섬유의 경로를 다수의 경로로 분기시키기 위해서는 여러 가지 소자, 장치 및 방법들이 이용되고 있다. 특히, 평면광도파로소자(Planar Lightwave Circuit)를 이용한 정렬장치가 널리 사용되고 있다. 평면광도파로소자는 하나 또는 하나 이상의 입력단과 다수개의 출력단으로 가지며, 광도파로를 형성하는 광섬유심선 및 이를 감싸는 클래드로 구성된다. 따라서, 평면광도파로소자의 입력단과 출력단에 각각의 광섬유심선을 고정시킴으로써, 하나 또는 하나 이상의 광도파로를 다수의 경로로 분기시킬 수 있다.
도 1은 종래의 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치를 나타낸 구성도이고, 도 2a 및 2b는 도 1에 따른 동작흐름도이다.
도 1에서, 참조부호 10은 광발생부 이고, 20은 광섬유 이며, 30은 입력측 광섬유블록이다. 이 광섬유(20)는 도면에 예시하지는 않았으나, 통상적인 광섬유심선과 클래드로 구성된다. 또한, 광섬유(20)의 일측은 광발생부(10)에 연결되고, 타측은 입력측 광섬유블록(30)에 수용된다. 광발생부(10)는 광신호를 발생시켜 광섬유(20) 내부, 즉 광섬유심선과 클래드로 입사시키게 되고, 따라서 광섬유(20)는 입사된 광신호를 입력측 광섬유블록(30) 쪽으로 도파시킨다.
참조부호 40은 평면광도파로소자 이고, 50은 렌즈, 51은 적외선 카메라, 52는 고체촬상소자(Charge Coupled Device ; 'CCD')카메라이다. 상기 평면광도파로소자(40)는 그 내부에서 하나의 광신호 입력을 다수개의 경로로 분기시키기 위한 광도파로를 형성하기 위하여, 그 양단에 각각 하나의 입력단(41a)과 다수개의 출력단(41b)이 마련된 광섬유심선(41)이 형성되어 있다. 이러한 평면광도파로소자(40)의 일측에는 입력측 광섬유블록(30)이 정렬된다. 이 때, 상기 입력측 광섬유블록(30)에 수용된 광섬유(20)와 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 입력단(41a)이 상호 일치되도록 대응된다.
CCD 카메라(52)는 상기 평면광도파로소자(40)와 입력측 광섬유블록(30)의 정렬상태를 영상신호로 입력받는다. 렌즈(50) 및 적외선 카메라(51)는 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 출력단(41b)으로 나오는 출력 광신호를 검출하여 입력측 광섬유블록(30)과 평면광도파로소자(40)와의 정렬상태를 정밀 검사한다.
참조부호 60은 출력측 광섬유블록 이고, 70은 파워미터이다. 출력측 광섬유블록(60)은 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 출력단(41b)에 일대일 대응하는 다수의 광섬유(21)를 수용한다. 파워미터(70)는 출력측 광섬유블록(60)의 광섬유(21)의 광섬유심선으로부터 출력되는 광신호를 측정하여, 입력측 광섬유블록(30), 평면광도파로소자(40) 및 출력측 광섬유블록(60)의 최종 정렬상태를 검사한다.
또한, 부호 81 및 82는 미세조정부 이고, 83은 지지대이다. 지지대(83)는 평면광도파로소자(40)를 고정시키고, 미세조정부(81)(82)는 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록(30)(60)을 고정하여, 이들의 위치를 6축 방향으로 구동시켜 상기 평면광도파로소자(40)의 전면 및 후면의 각각에 입력측 및 출력측 광섬유블록(30)(60)의 위치 및 각도를 정렬시킨다. 여기서, 6축이라 함은 각각의 광섬유블록(30)(60) 및 평면광도파로소자(40)가 상호 대응되는 면에서의 x, y, z 축과, 각각의 축이 이루는 각도 θx, θy, θz 이다(도 1 참조).
한편, 부호 80은 마이크로 컴퓨터 이며, 이 마이크로 컴퓨터(80)은 상기 CCD 카메라(52), 적외선 카메라(51) 및 파워미터(70)로부터 입력되는 신호를 처리하고, 이에 따라 미세조정부(81)(82)의 구동상태를 제어한다.
이와 같이 구성된 종래 기술의 작용을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 광섬유(20)의 광섬유심선 일측이 광발생부(10)에 연결되고, 타측이 입력측 광섬유블록(30)에 수용된 상태에서, 이 입력측 광섬유블록(30)과 평면광도파로소자(40)를 정위치시킨다(S101). 이 때, 상기 입력측 광섬유블록(30)에 수용된 광섬유(20)와 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 입력단(41a)이 일직선상에 일치하도록 상호 정렬시킴이 바람직하다. 실질적으로는, 광섬유(20) 내의 광섬유심선과 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 입력단(41a)을 일치시켜야 하지만, 광섬유(20) 내의 광섬유심선의 굵기가 가늘기 때문에, 광섬유(20)와 평면광도파로 소자(40)의 광섬유심선(41)의 입력단(41a)과 일치시키게 된다.
이러한 상태에서 작업자는 마이크로 컴퓨터(80) 및 CCD 카메라(52)를 통하여입력측 광섬유블록(30)과 평면광도파로소자(40) 위치의 영상을 검출하고(S102), 그 위치가 양호한지를 확인한 후(S103), 만일 그 위치가 양호하지 않으면, 미세조정부(81)를 통하여 입력측 광섬유블록(30)의 초기정렬위치를 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 양호한 위치로 조정한다(S104).
여기에서, 상기 입력측 광섬유블록(30)의 초기정렬위치는 잡음영역을 넘어서 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 정렬위치로서, 통상적으로 작업자의 목측 또는 경험에 따른 직감 등에 의한 "블라인드 서치(blind search)"가 이루어지고 있다. 따라서, 전체 작업중 이와 같은 초기위치 조정단계에서 대단히 많은 시간을 소모하게 되며, 특히 초보 작업자의 경우 더욱 그러하다.
이후, 작업자는 평면광도파로소자(40) 광섬유심선(41)의 출력단(41b)에 렌즈(50) 및 적외선 카메라(51)를 정렬시키고(S105), 이 적외선 카메라(51)를 통하여 평면광도파로소자(40)로부터 출력되는 광신호를 측정하게 된다(S106). 상기 광신호가 양호한지 확인한 후에(S107), 만일 양호하지 않으면 입력측 광섬유블록(30)과 평면광도파로소자(40)의 정렬상태를 정밀 검사한다(S108).
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 입력측 광섬유블록(30), 평면광도파로소자(40), 렌즈(50) 및 적외선 카메라(51)가 거의 일직선상에 위치된 상태에서 광발생부(10)는 광신호를 발생시키고, 이 광신호는 광섬유(20) 내부로 입사된 후 입력측 광섬유블록(30) 쪽으로 도파되어 상기 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 입력단(41a)으로 입사된다. 이렇게 광섬유심선(41)의 입력단(41a)으로 입사된 광신호는, 상기 광섬유심선(41)를 따라 다수의 경로로 분기되어 다수의 출력단(41b)으로 출력된다. 적외선 카메라(51)는 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41) 출력단(41a)을 거쳐 나오는 광신호를 측정하고, 소정의 기준레벨과 비교함으로써, 입력측 광섬유블록(30)과 평면광도파로소자(40)와의 정렬상태를 정밀 검사하게 된다.
따라서, 이와 같이 측정된 광신호가 양호하지 못할 경우 즉, 소정의 기준레벨 이하일 경우에는 양호한 광신호가 측정될 때까지 상기 입력측 광섬유블록(30)의 위치를 계속 정밀 재조정한다(S108). 여기에서, 미세조정부(81)는 입력측 광섬유블록(30)을 지지한 상태에서 이를 6축 방향으로 구동시켜 평면광도파로소자(40) 대응면의 위치 및 각도를 정렬시킨다.
이후, 상기와 같이 입력측 광섬유블록(30)과 평면광도파로소자(40)가 상호 정렬된 상태에서 작업자는 출력측 미세조정부(82)를 x축 방향으로 이동시켜, 평면광도파로소자(40)와 출력측 광섬유블록(60)을 정위치시킨다(S109). 이때, 상기 출력측 광섬유블록(60)에 수용된 광섬유심선(21)과 평면광도파로소자(40)의 광섬유심선(41)의 출력단(41b)이 대략 일직선상에 일치하도록 상호 정렬시킴이 바람직하다.
이러한 상태에서 작업자는 마이크로 컴퓨터(80) 및 CCD 카메라(52)를 통하여 출력측 광섬유블록(60)과 평면광도파로 소자(40)의 영상을 검출하고(S110), 그 영상이 양호한지 확인하여(S111), 만일 양호하지 않으면 출력측 광섬유블록(60)의 초기위치를 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 양호한 위치로 조정한다(S112). 이와 같은 일련의 작업과정은 검출 대상 및 위치만 상이할 뿐이며, 그 기본적인 작용은 상기 입력측 광섬유블록(30)의 초기정렬위치 조정단계(S102∼S104)와 동일하므로,이에 따른 세세한 설명은 생략하기로 한다.
이후, 작업자는 파워미터(70)를 사용하여 출력측 광섬유블록(60)의 광섬유심선(21)으로부터 출력되는 광신호를 측정하고(S113), 상기 광신호가 양호한지 확인한 후에(S114), 만일 양호하지 않으면 입력측 광섬유블록(30), 평면광도파로소자(40) 및 출력측 광섬유블록(60)의 최종 정렬상태를 검사한다(S115).
이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 입력측 광섬유블록(30), 평면광도파로소자(40) 및 출력측 광섬유블록(60)이 초기 출력을 얻을 수 있도록 정렬된 상태에서, 상기 입력측 광섬유블록(30)을 거쳐 평면광도파로소자(40) 광섬유심선(41)의 입력단(41a)으로 입사된 광신호는 평면광도파로소자(40) 광섬유심선(41)의 다수의 출력단(41b)으로 출력되어 출력측 광섬유블록(60)의 다수의 광섬유(21)로 입사된다. 이 광신호는 상기 광섬유(21)의 내부를 따라 도파됨으로써, 그 후방의 파워미터(70)로 전달된다. 이 파워미터(70)는 상기 다수의 광섬유(21)로부터 각각의 출력광신호의 세기를 측정하여 마이크로 컴퓨터(80)에 인가하고, 마이크로 컴퓨터(80)는 상기 출력측 광섬유블록(60)의 출력 광신호를 미리 입력된 기준레벨과 비교/판단함으로써, 입력측 광섬유블록(30), 평면광도파로소자(40) 및 출력측 광섬유블록(60)의 최종 정렬상태를 검사하는 것이다.
이와 같이 파워미터(70)로부터 측정된 광신호가 양호하지 못할 경우, 즉, 소정의 기준레벨 이하일 경우에는 양호한 광신호가 측정될 때까지 상기 평면광도파로소자(40)와 출력측 광섬유블록(60)과의 위치를 계속 재조정한다. 여기서, 미세조정부(82)는 출력측 광섬유블록(60)을 지지한 상태에서 이를 6축 방향으로 구동시켜 평면광도파로소자(40) 대응면의 위치 및 각도를 정렬시킨다.
이후, 상기 파워미터(70)로부터 양호한 출력 광신호가 검출될 경우 입력측 광섬유블록(30), 평면광도파로소자(40) 및 출력측 광섬유블록(60)을 접착제를 이용하여 상호 고정시킴으로써, 모든 정렬작업이 완료된다(S116).
그러나, 종래의 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치 및 그 제어방법은, 입력측 및 출력측 광섬유블록의 초기정렬위치, 즉 잡음영역을 넘어서 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 위치로 각각을 정렬시키기 위해 작업자의 목측 또는 경험에 따른 직감 등에 의한 "블라인드 서치(blind search)"에 따라 전체 작업 중에서 초기정렬위치 조정단계에서 작업자가 대단히 많은 시간을 소모하게 되며, 특히 초보 작업자의 경우 더욱 그러하다. 따라서, 이와 같은 정렬작업이 작업자의 숙련도에 의존하므로, 고급기술인력을 확보하기가 어려워 대량생산이 불가능하며, 숙련자 또는 초보자에 따른 오차 및 작업속도 등에 많은 차이가 발생하여 전반적인 생산작업속도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 광섬유블록과 평면광도파로소자를 신속/정확하게 정렬시킴으로써 생산성을 향상시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 정렬의 신속성 및 반복성을 향상시킴으로써 대량 생산을 가능하게 하는데 있다.
도 1은 종래의 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치를 나타낸 구성도.
도 2a 및 2b는 도 1에 나타낸 정렬장치를 이용하여 광섬유블록과 평면광도파로소자를 정렬시키는 방법을 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치를 나타낸 구성도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 정렬마크를 갖는 입력측 및 출력측 광섬유블록을 각각 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정렬마크를 갖는 평면광도파로소자를 나타낸 정면도, 그리고,
도 6은 도 3에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬장치를 이용하여 광섬유블록과 평면광도파로소자를 정렬시키는 방법을 나타낸 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100;광발생부 200,210;광섬유심선
300,600;광섬유블록 310,610;정렬마크
320,620;광학용유리 340,640;기판
350,650;V홈 360,660;접착제 멈춤홈
400;평면광도파로소자 410;정렬마크
420;코어 430;클래드
440;기판 500;정렬마크 위치검출부
510,520;카메라 700;파워미터
800,810;미세조정부 820;지지대
900;마이크로 컴퓨터 910;모니터부
상기와 같은 목적들은, 상부에 다수의 홈이 형성된 기판과, 상기 기판의 상부 양측에 형성되는 정렬의 기준이 되는 정렬마크와, 상기 기파의 홈에 고정되어 광신호를 도파하는 광섬유와, 상기 기판 및 광섬유의 상부에 형성되는 광학용 유리를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 본 발명에 의한 광섬유블록을 제공함으로써 달성된다.
또한, 상기와 같은 목적들은, 하나 또는 그 이상의 입력을 다수의 출력단으로 분기하여 광도파로를 형성하는 광섬유심선과, 상기 광섬유심선을 감싸는 트래드와, 상기 클래드의 상부 모서리들 내부에 형성되는, 정렬의 기준이 되는 정렬마크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 본 발명에 의한 평면광도파로소자를 제공함으로써 달성된다.
또한, 상기와 같은 목적들은, 각각 정렬마크를 갖는 입력측 및 출력측 광섬유블록을 고정함과 아울러 그 위치를 조정하여 평면광도파로소자와 정렬시키는 입력측 및 출력측 미세조정수단과, 상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 정렬마크의 위치를 검출하는 정렬마크 위치검출수단과, 상기 정렬마크 위치검출수단으로부터 검출된 각각의 정렬마크가 양호하게 위치하는지 판단하여 상기 입력측 및 출력측 미세조정수단의 동작을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 본 발명에 의한 정렬장치를 제공함으로써 달성된다.
또한, 본 발명에 의한 정렬장치는, 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록과 평면광도파로소자를 접착시켜 고정시키는 접착수단을 더 포함한다.
상기 정렬마크 위치검출부는, 상기 평면광도파로소자, 입력측 광섬유블록 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 상면에서 영상으로 검출하는 상면 카메라와, 상기 평면광도파로소자의 정렬마크, 입력측 광섬유블록 및 출력측 광섬유블록의 정렬마크의 위치를 측면에서 영상으로 검출하는 측면카메라를 포함하여 구성된다. 상기 상면 및 측면 카메라는 검출되는 빛을 전기적인 신호로 변환하는 고체촬상소자 카메라인 것이 바람직하다.
상기 제어수단은, 상기 정렬마크 위치검출부로부터 검출되어 입력되는 상기 정렬마크의 영상을 모니터링할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 평면광도파로소자, 입력측 광섬유블록 및 출력측 광섬유블록의 일측 또는 양측은 소정 각도가 경사지도록 형성된다.
상기 정렬마크는 도파로 제작공정에 의해 소정 형상을 갖도록 형성되고, 상기 정렬마크의 소정 형상은 영문자 F 형상이며, 광섬유블록 또는 평면광도파로소자의 상부면 또는 측면에서 그 위치를 정렬하기 위한 것이다.
한편, 상기와 같은 정렬장치를 이용한 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬방법은, 입력측 및 출력측 광섬유블록과 평면광도파로소자를 각각 정위치시키는 단계와, 각각의 입력측 정렬마크의 위치를 검출/비교하고 상기 입력측 광섬유블록의 초기위치를 조정하는 단계와, 각각의 출력측 정렬마크의 위치를 검출/비교하고 상기 출력측 광섬유블록의 초기위치를 조정하는 단계와, 상기 출력측 광섬유블록의 출력 광신호를 검출하여 미리 입력된 기준레벨 이상인가를 비교/판단하고 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록의 정밀위치를 조정하는 단계와, 상기 입력측 및 출력측광섬유블록과 상기 평면광도파로소자 상호간을 접착/고정시키는 단계를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.
이에 의하면, 광섬유를 분기시킬 때, 입력측 및 출력측 광섬유블록과 평면광도파로소자에 각각 형성된 정렬마크를 검출하여 비교하고, 이에 따라 입력측 및 출력측 광섬유블록의 초기정렬위치, 즉 잡음영역을 넘어서 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 위치로 신속하게 정렬 및 고정시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치의 바람직한 실시예를 나타낸 구성도이다.
도면에서 참조부호 100은 광발생부 이고, 200은 광섬유 이며, 300은 입력측 광섬유블록이다. 광섬유(200) 내부의 광섬유심선의 일측은 광발생부(100)에 연결되고, 타측은 입력측 광섬유블록(300)에 수용된다. 광발생부(100)는 광신호를 발생시키고 이를 광섬유(200) 내부로 입사시킨다. 광섬유(200)는 입사된 광신호를 입력측 광섬유블록(300) 쪽으로 도파시킨다.
또한, 도면에서 부호 400은 평면광도파로소자 이고, 600은 출력측 광섬유블록이며, 700은 파워미터이다. 평면광도파로소자(400)의 일측에는 입력측 광섬유블록(300)이 정렬되고, 타측에는 출력측 광섬유블록(600)이 정렬된다. 이때, 각각의 정렬마크(310)(410)의 위치를 상호 대응시킴으로써, 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)에 수용된 광섬유(200)(210)와 평면광도파로소자(400)의 광섬유심선(420)의 입력단(421) 및 출력단(422)이 일치되도록 대응시킨다. 아울러,출력측 광섬유블록(600)은 평면광도파로소자(400)의 다수의 출력단(422)의 광섬유심선(420)에 대응하여 정렬/고정되는 다수의 광섬유(210)의 광섬유심선을 수용한다. 파워미터(700)는 상기 출력측 광섬유블록(600)의 출력 광신호를 검출한다.
또한, 도면에서 부호 820은 지지대 이고, 800 및 810은 입력측 및 출력측 미세조정부이다. 지지대(820)는 평면광도파로소자(400)를 고정하고, 입력측 및 출력측 미세조정부(800)(810)는 상기 평면광도파로소자(400)의 전면 및 후면에 위치하여 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)을 각각 고정함과 아울러 6축 방향으로 그 위치를 조정하여 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)을 평면광도파로소자(400)에 정렬시킨다. 상기 미세조정부(800)(810)는 통상적으로 마이크로포지셔너(Micro Positioner)가 사용된다.
또한, 도면에서 부호 500은 정렬마크 위치검출부이다. 상기 정렬마크 위치검출부(500)는 상기 평면광도파로소자(400), 입력측 광섬유블록(300) 및 출력측 광섬유블록(600)의 각각의 정렬마크(310)(410)(610)의 위치를 검출한다. 여기에서, 각각의 정렬마크(310)(410)(610)은 영문자 "F"의 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 정렬마크 위치검출부(500)는 상기 평면광도파로소자(400), 입력측 광섬유블록(300) 및 출력측 광섬유블록(600)의 각각의 정렬마크(310)(410)(610)의 위치를 상면에서 영상 검출하는 상면카메라(510) 및 상기 평면광도파로소자(400)의 정렬마크(410)과, 입력측 광섬유블록(300) 및 출력측 광섬유블록(600)을 측면에서 영상 검출하는 측면카메라(520)를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 상면카메라(510) 및 측면카메라(520)는 통상의 CCD 카메라로구성되고, 이들을 소정 위치로 이송시키는 각각의 이송부(511)(521)가 마련된다.
또한, 도면에서 부호 900은 마이크로 컴퓨터 이고, 910은 모니터부이다. 이 마이크로 컴퓨터(900)는 상기 정렬마크 위치검출부(500)로부터 검출된 각각의 정렬마크(310)(410)(610)이 양호하게 위치하였는가를 상호 비교/판단하고, 상기 입력측 및 출력측 미세조정부(800)(810)의 동작상태를 제어한다. 모니터부(910)는 상기 상면카메라(510) 및 측면카메라(520)로부터 검출 입력된 상기 정렬마크(310)(410)(610)의 위치에 따른 영상을 모니터링할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 정렬마크를 갖는 입력측 및 출력측 광섬유블록의 정면도이다.
도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)은 그 기본적인 구성이 동일하며, 다만 기판(340)(360)상에 수용되는 광섬유(200)(210)의 개수에만 차이가 있다. 즉, 부호 200 및 210은 광섬유로서, 그 내부에 광섬유심선과 클래드를 포함하고 있고, 340 및 640은 기판이다. 상기 기판(340)(360)은 광섬유심선(200)(210)을 수용하는 적어도 하나 이상의 V홈(350)(650)과, 상면에서 검출 가능한 정렬마크(310)(610)을 갖는다. 또한, 각각의 상기 V홈(350)(650)의 양측에 접착제의 넘침을 방지하는 접착제 멈춤홈(360)(660)이 각각 형성된다. 도면부호 320 및 620은 광학용 유리로서, 상기 기판(340)(360)상에 접착제 등으로 접착되고, 부호 330, 630은 접착제가 투입되는 영역이다. 여기에서, 상기 광섬유(200)(210)는 광신호의 반사를 막기 위해서 약 8°의 경사를 가지고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 정렬마크를 갖는 평면광도파로소자의 정면도이다.
도면에서 부호 440은 기판 이고, 430은 클래드, 420은 코어이다. 클래드(430)는 상기 기판(440) 상부에 형성되고, 상면에서 검출 가능한 정렬마크(410)을 갖는다. 아울러 이 정렬마크(410)는 상기 클래드(430)의 측면에서도 검출 가능하도록 그 측면으로도 노출 형성되어 있다. 광섬유심선(420)은 그 내부에서 하나의 광신호 입력을 다수개의 경로로 분기시키기 위한 광도파로를 형성하기 위하여, 그 양단에 각각 하나의 입력단(421)과 다수개의 출력단(422)이 마련되며, 상기 클래드(430) 내부에 형성되어 광신호를 도파시킨다. 평면광도파로소자(400)는 또한 광신호의 반사를 막기 위해서 약 8°의 경사를 가지고 있으며, 전술한 광섬유(200)(210)와 상호 대응하여 정렬 및 고정된다.
도 6은 본 발명에 따른 정렬마크를 갖는 광섬유블록과 평면광도파로소자를 정렬시키는 방법을 나타낸 순서도인 바, 이를 참고로 본 발명의 바람직한 실시예의 작용을 상세히 설명한다.
입력측 광섬유블록(300)에 수용된 광섬유(200)의 일측이 광발생부(100)에 연결되고, 상기 입력측 광섬유블록(300)은 입력측 미세조정부(800)에 고정된다. 또한, 출력측 광섬유블록(600)에 수용된 광섬유(210)의 일측이 파워미터(700)에 연결되고, 상기 출력측 광섬유블록(600)은 출력측 미세조정부(810)에 고정되지만, 평면광도파로소자(400)는 지지대(820)에 의해 고정되어 있다.
이러한 상태에서 작업자는 마이크로 컴퓨터(900)를 통하여 입력측 및 출력측 미세조정부(800)(810)를 구동시킴으로써, 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)을 지지대(820)에 고정된 평면광도파로 소자(400)와 대략적으로 일직선상에 정위치시키게 된다(S201).
이후, 마이크로 컴퓨터(900)는 정렬마크 위치검출부(500)의 상면카메라(510) 및 측면카메라(520)를 통하여 각각의 입력측 정렬마크(310)(410)의 위치를 검출하고(S202), 정렬마크의 위치가 양호한지 확인하며(S203), 만일 양호하지 않으면 상기 입력측 광섬유블록(300)의 초기정렬위치를 조정하게 된다(S204).
이를 보다 상세히 설명하면, 상면카메라(510)는 상기 입력측 광섬유블록(300)과 평면광도파로 소자(400)의 각각의 정렬마크(310)(410)의 위치의 영상을 상면에서 검출하고, 측면카메라(520)는 입력측 광섬유블록(300)의 기판(340) 측면선과 평면광도파로 소자(400)의 측면으로 노출된 정렬마크(410)를 측면에서 영상 검출하여 마이크로 컴퓨터(900)에 전송한다. 이 마이크로 컴퓨터(900)는 상기 정렬마크 위치검출부(500)로부터 검출된 각각의 정렬마크(310)(410)가 양호하게 위치하였는가를 상호 비교/판단하고, 입력측 미세조정부(800)의 동작상태를 제어한다. 한편, 마이크로 컴퓨터(900)에서 이 영상을 모니터부(910)에 표시하여 작업자로 하여금 이 영상을 상호 비교/판단하면서, 입력측 미세조정부(800)의 동작상태를 직접 제어할 수도 있다.
이후, 마이크로 컴퓨터(900)는 정렬마크위치검출부(500)의 상면카메라(510) 및 측면카메라(520)를 통하여 각각의 출력측 정렬마크(410)(610)의 위치를 검출하고(S205), 정렬마크의 위치가 양호한지 확인하여(S206), 만일 양호하지 않으면 상기 출력측 광섬유블록(600)의 초기정렬위치를 조정하게 된다(S207).
이 작업과정은 상술한 S202∼S204 단계와 기본적인 작용이 동일하며, 다만 각각의 이송부(511)(521)를 통하여 상면카메라(510) 및 측면카메라(520)를 평면광도파로 소자(400)와 출력측 광섬유블록(600)에 형성된 각각의 정렬마크(410)(610)의 위치를 영상 검출할 수 있는 소정 위치로 이송시킨 후 작업과정이 수행된다. 따라서, 이 과정에서도 각각의 정렬마크(610)(410)를 상호 대응시킴으로써, 잡음영역을 넘어서 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 초기정렬을 매우 신속/정확하게 수행하게 된다.
이후, 상기 출력측 광섬유블록(600)의 출력 광신호를 검출하고(S208), 미리 입력된 기준레벨 이상으로 양호한지를 확인하고(S209), 만일 양호하지 않으면 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)의 정밀위치를 재조정하게 된다(S210).
상기 S208 내지 S210 단계를 보다 상세히 설명하면, 상기 입력측 광섬유블록(300), 평면광도파로 소자(400) 및 출력측 광섬유블록(600)이 상술한 바와 같이 정렬마크(310)(410)(610)를 통한 작업에 의하여 초기 출력을 얻을 수 있도록 정렬된 상태에서, 광발생부(100)는 광신호를 발생시키고, 이 광신호는 광섬유(200) 내부로 입사된 후 입력측 광섬유블록(300) 쪽으로 도파되어 상기 평면광도파로 소자(400)의 광섬유심선(420)의 입력단(421)으로 입사된다. 이렇게 입사된 광신호는 상기 광섬유심선(420)을 따라 다수의 경로로 분기되어 다수의 출력단(422)으로 출력되어 출력측 광섬유블록(600)의 다수의 광섬유(210)로 입사된다. 이 광신호는 상기 광섬유(210)의 내부를 따라 도파됨으로써, 그 후방의 파워미터(700)로 전달된다. 이 파워미터(700)는 상기 다수의 광섬유(210)로부터 각각의광신호의 세기를 측정하여 마이크로 컴퓨터(900)에 인가하고, 마이크로 컴퓨터(900)는 상기 출력을 광섬유블록(600)의 출력 광신호를 미리 입력된 기준레벨과 비교/판단함으로써, 입력측 광섬유블록(300), 평면광도파로 소자(400) 및 출력측 광섬유블록(600)의 최종 정렬상태를 검사하는 것이다.
이와 같이 파워미터(700)로부터 측정된 광신호가 양호하지 못할 경우 즉, 소정의 기준레벨 이하일 경우에는, 양호한 광신호가 측정될 때까지 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)과의 위치를 계속 재조정한다. 여기서, 입력측 및 출력측 미세조정부(800)(810)는, 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)을 지지한 상태에서 이를 6축 방향으로 구동시켜 평면광도파로 소자(400) 대응면의 위치 및 각도를 정렬시킨다.
이후, 상기 파워미터(700)로부터 양호한 출력 광신호가 검출될 경우 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록(300)(600)과 상기 평면광도파로 소자(400) 상호간을 접착제를 이용하여 상호 고정시킴으로써 모든 작업이 완료된다(S211).
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 입력측 및 출력측 광섬유블록과 평면광도파로소자에 각각 형성된 정렬마크를 검출/비교함으로써, 입력측 및 출력측 광섬유블록의 초기정렬위치, 즉 잡음영역을 넘어서 소정의 출력 광신호를 얻을 수 있는 위치로 신속하게 정렬시킬 수 있으므로, 생산작업속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 작업자의 숙련도에 의존하지 않으므로 숙련자 또는 초보자에 따른 오차 및 작업속도 등에 차이가 발생하지 않고, 정렬마크를 갖는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치를 효율적으로 제어하여 그 신속성 및 반복성을 향상시키게 되므로 대량생산의 작업을 가능하게 한 다른 효과도 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (18)

  1. 상부에 다수의 홈이 형성된 기판;
    상기 다수의 홈에 고정되어 광신호를 도파하는 광섬유;
    상기 기판 상부에 형성되며, 광섬유 정렬의 기준이 되는 정렬마크; 및
    상기 기판 및 광섬유 상부의 노출된 면에 형성되는 광학용 유리;를 포함하여 구성된 광섬유블록.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은, V자 형상인 상기 다수의 홈과 좌우 양측에 형성되는 접착제 멈춤홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유블록.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 정렬마크는 도파로 제작공정에 소정 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유블록.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 정렬마크의 소정 형상은 영문자 F 형상인 것을 특징으로 하는 광섬유블록.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 정렬마크는 광섬유블록의 상부면 또는 측면에서 상기 광섬유의 위치를 정렬하도록 형성된 광섬유블록.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광학용 유리는 투명 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유블록.
  7. 하나 또는 그 이상의 입력을 다수의 출력단으로 분기하여 광도파로를 형성하는 광섬유심선;
    상기 광섬유심선을 감싸는 클래드; 및
    상기 클래드의 상부 모서리들 내부에 형성되며, 정렬의 기준이 되는 정렬마크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 평면광도파로소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 정렬마크는 도파로 제작공정에 소정 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 평면광도파로소자.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 정렬마크의 소정 형상은 영문자 F 형상인 것을 특징으로 하는 평면광도파로소자.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 정렬마크는 평면광도파로소자의 상부면 또는 측면에서 상기 광섬유심선의 위치를 정렬하도록 형성된 것을 특징으로 하는 평면광도파로소자.
  11. 정렬마크를 갖는 입력측 및 출력측 광섬유블록을 각각 고정하며, 그 위치를조정하여 평면광도파로소자와 정렬시키는 각각의 입력측 및 출력측 미세조정수단;
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 검출하는 정렬마크 위치검출수단; 및
    상기 정렬마크 위치검출부로부터 검출된 각각의 정렬마크가 양호하게 위치하는지 판단하여, 상기 입력측 및 출력측 미세조정수단의 동작을 제어하는 제어수단; 을 포함하여 구성되는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록을 각각 접착시켜 고정시키는 접착수단을 더 포함하여 구성되는 광섬유 블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 정렬마크 위치검출수단은,
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 상면에서 영상으로 검출하는 상면카메라; 및
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 측면에서 영상으로 검출하는 측면카메라;를 포함하여 구성되는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 상면 및 측면 카메라는 검출되는 빛을 전기적인 신호로 변환하는 고체촬상소자 카메라인 것을 특징으로 하는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 정렬마크 위치검출수단으로부터 검출되어 입력되는 상기 정렬마크의 영상을 모니터링할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  16. 정렬마크를 갖는 입력측 광섬유블록에 광신호를 입력하는 광발생기;
    정렬마크를 갖는 입력측 및 출력측 광섬유블록을 각각 고정하며, 그 위치를 조정하여 정렬마크를 갖는 평면광도파로소자와 정렬시키는 각각의 입력측 및 출력측 마이크로포지셔너;
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 검출하는 정렬마크 위치검출기;
    상기 출력측 광섬유블록의 출력 광신호를 검출하는 파워미터;
    상기 정렬마크 위치검출기로부터 검출된 각각의 정렬마크가 양호하게 위치하였는지 판단하여, 상기 입력측 및 출력측 마이크로포지셔너의 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록을 각각 접착시켜 고정시키는 접착부를 포함하여 구성되는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 정렬마크 위치검출기는,
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 상면에서 영상으로 검출하는 상면카메라; 및
    상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 각각의 정렬마크의 위치를 측면에서 영상으로 검출하는 측면카메라;를 포함하여 구성되는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬장치.
  18. a) 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록의 적소에 이들 상호간의 정렬을 위한 기준이 되는 정렬마크를 형성하는 단계;
    b) 상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록을 각각 정위치시키는 단계;
    c) 입력측 정렬마크의 위치를 검출하여, 상기 입력측 광섬유블록의 초기위치를 조정하는 단계;
    d) 출력측 정렬마크의 위치를 검출하여, 상기 출력측 광섬유블록의 초기위치를 조정하는 단계;
    e) 상기 출력측 광섬유블록의 출력 광신호를 검출하여 설정된 기준레벨과 비교하여, 상기 입력측 및 출력측 광섬유블록의 정밀위치를 조정하는 단계; 및
    f) 상기 입력측 광섬유블록, 평면광도파로소자 및 출력측 광섬유블록 상호간을 접착시켜 고정하는 단계;를 포함하여 이루어지는 광섬유블록과 평면광도파로소자의 정렬방법.
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