KR101706758B1 - apparatus for manufacturing optical waveguide structure having curved surface - Google Patents
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Abstract
본 발명은 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치에 관한 것으로서, 프레임에 회전가능하게 장착되며 가공대상 광도파로 구조체의 하부 중앙에서 하방으로 연장되게 결합된 결합지그를 구속상태로 수용하는 안착스테이지와, 안착스테이지와 대향되게 프레임에 장착되어 광도파로 구조체에 광을 조사하여 경화시키는 광경화기와, 광경화기를 승하강 시키는 승하강부와, 안착스테이지와 일체로 결합되며 광도파로 구조체의 가공하고자 하는 형상에 대응되게 형성된 가공형상 가이드부재와, 프레임에 안착스테이지를 향하는 방향으로 진퇴가능하게 장착되며 안착스테이지에 장착된 광도파로 구조체를 회전되는 블레이드에 의해 곡면으로 절삭하는 절삭 스테이지와, 블레이드가 안착 스테이지를 향하는 방향으로 탄성바이어스 되게 프레임과 절삭스테이지 사이에 결합된 탄성바이어부재와, 절삭스테이지에 장착되어 가공형상 가이드부재와 밀착접촉되는 형상매칭 가이드부재를 구비한다. 이러한 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치에 의하면, 광경화에 의한 접합과 곡면가공을 하나의 장비에서 모두 수행할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.The present invention relates to a processing apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure, and more particularly, to a processing apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure, which comprises a seating stage rotatably mounted on a frame and accommodating a coupling jig extending downward from a lower center of the optical waveguide structure, A light curing device mounted on the frame so as to face the stage and irradiating light to the optical waveguide structure and curing the light curing device, a lifting and lowering part for moving the curing device upward and downward, A cutting stage for cutting the optical waveguide structure mounted on the seating stage into a curved surface by a rotating blade and a cutting stage for cutting the optical waveguide structure mounted on the mounting stage in a direction toward the seating stage in a direction toward the seating stage Elastic biased frame and cutting And a resilient member coupled between buyers Stage, is attached to the cutting stage and a machining shape guide member close contact with the shape matching the guide member. According to the processing device for manufacturing a curved optical waveguide structure, it is possible to perform both the bonding by the photo-curing and the curved surface processing in one equipment, thereby providing an advantage that the productivity can be improved.
Description
본 발명은 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치에 관한 것으로서, 상세하게는 광경화에 의한 광도파로 구조체의 접합과 호형곡률을 갖는 곡면 가공을 모두 할 수 있도록 된 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치에 관한 것이다.The present invention relates to a processing apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure, and more particularly, to a processing apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure capable of performing both curvilinear processing with a junction of an optical waveguide structure by photo- will be.
일반적으로, 분광기는 과일 당도 선별기 등 다양한 용도로 이용되고 있다.In general, spectroscopes are used for various purposes such as fruit juice separator and the like.
현재 개발된 소형 분광기는 회절격자형이 거의 대부분인데, 지금까지 대부분의 분광기는 균일한 격자주기를 갖는 평탄한 회절격자에 평행광을 입사시켜 분광하는 방식이 이용되었다.Currently, most small spectroscopes are diffraction lattice type. Most of spectroscopes have used spectroscopic method in which parallel light is incident on a flat diffraction grating having a uniform lattice period.
이러한 방식에서는 분광기에 입사되어 발산하는 점광원(또는, 입력슬릿의 광)이 예컨대, 거울 또는 렌즈 등에 의해 평행광으로 변환되며, 이를 회절격자로 분광 회절시킨 다음 다시 거울 또는 렌즈 등을 써서 수렴광으로 출사 점광원(또는, 출력슬릿)에 결상하여 파장을 분리하는 구조로 되어 있어 광학정렬이 복잡하고, 소형화 및 대량생산이 어려우며 저가화에 불리한 단점을 갖고 있다.In this method, the point light source (or the light of the input slit) incident on the spectroscope and diverging is converted into parallel light by, for example, a mirror or a lens, and is diffracted by a diffraction grating, (Or output slit) to separate wavelengths, which is complicated in optical alignment, is difficult to be miniaturized and mass-produced, and is disadvantageous in terms of cost reduction.
이러한 단점을 개선하기 위하여 본 출원인은 등록특허 제10-1154714호를 통해 평판형 분광기를 제안한 바 있다.In order to overcome such disadvantages, the present applicant has proposed a planar type spectroscope through the registration number 10-1154714.
또한, 평판형 분광모듈의 제조방법에 대해서도 등록특허 제10-1466385호를 통해 제안한바 있다.Also, a manufacturing method of a flat plate type spectroscopy module has been proposed in Patent Registration No. 10-1466385.
그런데, 접합제로 접합하여 광도파로 구조체를 형성하는 과정과 호형부분을 갖게 가공하는 과정을 각각 별도의 장비를 이용하여 수행함으로써 제조 효율이 떨어져 이에 대한 개선이 요구되었다.However, the process of forming the optical waveguide structure by joining with the bonding agent and the process of machining the arc-shaped portion by using separate equipment have required the improvement of the manufacturing efficiency because of the manufacturing efficiency.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 광경화에 의한 접합과 곡면가공을 모두 수행할 수 있는 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a machining apparatus for fabricating a curved optical waveguide structure, which can solve both of the problems of the present invention.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치는 프레임에 회전가능하게 장착되며 가공대상 광도파로 구조체의 하부 중앙에서 하방으로 연장되게 결합된 결합지그를 구속상태로 수용하는 안착스테이지와; 상기 안착스테이지와 대향되게 상기 프레임에 장착되어 상기 광도파로 구조체에 광을 조사하여 경화시키는 광경화기와; 상기 광경화기를 승하강 시키는 승하강부와; 상기 안착스테이지와 일체로 결합되며 상기 광도파로 구조체의 가공하고자 하는 형상에 대응되게 형성된 가공형상 가이드부재와; 상기 프레임에 상기 안착스테이지를 향하는 방향으로 진퇴가능하게 장착되며 상기 안착스테이지에 장착된 광도파로 구조체를 회전되는 블레이드에 의해 곡면으로 절삭하는 절삭 스테이지와; 상기 블레이드가 상기 안착 스테이지를 향하는 방향으로 탄성바이어스 되게 상기 프레임과 상기 절삭스테이지 사이에 결합된 탄성바이어부재와; 상기 절삭스테이지에 장착되어 상기 가공형상 가이드부재와 밀착접촉되는 형상매칭 가이드부재;를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a processing device for manufacturing a curved optical waveguide structure, which includes a coupling jig which is rotatably mounted on a frame and extends downward from a lower center of the optical waveguide structure to be processed, A seating stage; A light curing unit mounted on the frame so as to face the seating stage and irradiating light to the optical waveguide structure for curing; An ascending / descending section for moving the photocuring device up and down; A processed shape guide member integrally coupled to the seating stage and corresponding to a shape of the optical waveguide structure to be processed; A cutting stage mounted on the frame so as to be movable in a direction toward the seating stage and cutting the optical waveguide structure mounted on the seating stage into a curved surface by a rotating blade; An elastic via member coupled between the frame and the cutting stage such that the blade is elastically biased in a direction toward the seating stage; And a shape matching guide member mounted on the cutting stage and in intimate contact with the machined shape guide member.
상기 광경화기는 자외선 광을 조사하는 자외선광원이 장착된다.The photocurable device is equipped with an ultraviolet light source for irradiating ultraviolet light.
또한, 상기 광도파로 구조체는 광이 도파되는 광도파판과, 상기 광도파판의 상부 및 하부에 광경화성 접착제로 접착된 클래드판을 갖는 구조로 형성된 것이 적용된다.In addition, the optical waveguide structure is formed by a structure having a waveguide on which light is guided and a clad plate adhered on top and bottom of the waveguide with a photo-curable adhesive.
본 발명에 따른 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치에 의하면, 광경화에 의한 접합과 곡면가공을 하나의 장비에서 모두 수행할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.According to the processing apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure according to the present invention, it is possible to perform both the bonding by the photo-curing and the curved surface processing in one equipment, thereby providing an advantage of improving the productivity.
도 1은 본 발명에 따른 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 가공장치에 의해 가공된 광도파로 구조체를 나타내 보인 사시도이다.1 is a view showing a machining apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure according to the present invention,
2 is a perspective view showing an optical waveguide structure processed by the processing apparatus of FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a processing apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a machining apparatus for manufacturing a curved optical waveguide structure according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치(100)는 안착스테이지(120), 광경화기(130), 승하강부(140), 가공형상 가이드 부재(151), 절삭스테이지(160), 스프링(163), 형상매칭 가이드부재(165)를 구비한다.1, a
프레임(110)은 가공장치(100)의 작동요소들이 장착될 수 있으면서 지면에 안정적으로 지지될 수 있게 형성되어 있다.The
안착스테이지(120)는 프레임(110) 중 수평상으로 연장되는 수평 프레임(112)에 회전가능하게 장착되어 있고, 가공대상 광도파로 구조체(10)의 하부 중앙에서 하방으로 연장되게 결합된 결합지그(123)를 구속상태로 수용할 수 있는 안착홈(120a)이 형성되어 있다.The
안착스테이지(120)는 안착홈(120a)이 형성된 바디부분(121)과, 바디부분(121)의 하부 중앙에서 하방으로 연장되어 수평 프레임(112)에 관통되어 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 회전기둥부분(122)을 갖는 구조로 되어 있다.The
바디부분(121)에는 결합지그(123)와 록킹 및 록킹 해제하기 위한 록킹핑(125)이 삽입될 수 있는 제1결합홀이 외측에서 안착홈(120a)내까지 연통되게 형성되어 있고, 결합지그(123)에도 대응되는 제2결합홀이 형성되어 있다.The
한편, 결합지그(123)에 결합되는 가공대상 광도파로 구조체(10)는 광이 도파되는 광도파판(12)과, 광도파판(12)의 상부 및 하부에 광경화성 접착제(도 2참조; 15)로 접착된 클래드판(11)(13)을 갖는 구조로 형성되어 있다.The
결합지그(123)와 가공대상 광도파로 구조체(10)와는 흡착방식에 의해 결합하거나 분리가 가능한 접합제로 임시 접합하여도 된다. The
광경화기(130)는 안착스테이지(120)의 바디부분(121) 상부에서 바디부분(121)과 대향되게 수평 프레임(112)에 설치된 승하강부(140)에 장착되어 가공대상 광도파로 구조체(10)에 광을 조사할 수 있도록 되어 있다.The
광경화기(130)는 자외선광을 출사하는 자외선 광원(132)이 장착되어 있다.The photo-
승하강부(140)는 자외선 광원(132)에서 광이 출사되게 구동하는 경우 광경화기(130)가 가공대상 광도파로 구조체(10)에 근접되게 하강시킬 수 있게 광경화기(130)를 승하강 시킬 수 있도록 되어 있고, 도시된 예에서는 실린더의 신축되는 로드에 광경화기(130)가 결합된 구조로 되어 있다.The ascending and descending
가공형상 가이드부재(151)는 안착스테이지(120)의 회전기둥부분(122)에 일체로 결합되어 있고, 광도파로 구조체(10)에 대해 가공하고자 하는 형상에 대응되게 형성되어 있다.The machined
가공과정을 거쳐 곡면 처리된 광도파로 구조체(10)가 도 2에 도시된 바와 같은 경우 곡률 가공면(17)에 대응되는 형상으로 가공형상 가이드부재(151)가 형성되어 있다.When the
참조부호 155는 안착스테이지(120)를 풀리를 통해 회전구동시키도록 설치된 제1모터(M)이다.
절삭스테이지(160)는 수평 프레임(112)에 안착스테이지(120)를 향하는 방향으로 진퇴가능하게 장착되어 있으며 안착스테이지(120)에 장착된 광도파로 구조체(10)를 회전되는 블레이드(162)에 의해 가공형상 가이드부재(151)에 대응되는 곡면으로 절삭할 수 있도록 되어 있다.The
절삭 스테이지(160)는 수평 프레임(112)에 진퇴가능하게 장착된 진퇴 지지부재(160a)와, 진퇴지지부재(160a)의 상부로부터 안착스테이지(120) 및 가공형상 가이드부재(151)에 대응되는 위치까지 수직상으로 하방으로 연장된 수직지지부재(160b)와, 수직지지부재(160b)에 회전가능하게 설치된 블레이드(162) 및 블레이드(162)를 회전구동하는 제2모터(M)(164)를 구비한다.The
블레이드(162)는 수직지지부재(160b)에 장착된 베어링을 통해 회전가능하게 지지되어 있다.The
제2모터(164)는 수직지지부재(160b)에 회전가능하게 설치된 블레이드(162)에 동심상으로 형성된 종동기어를 구동기어와 치합시켜 회전구동할 수 있도록 되어 있다.The
블레이드(162)에 동심상으로 형성된 종동기어는 수직지지부재(160b)가 중앙을 관통하는 관통홀이 형성되어 있다.The driven gear formed concentrically to the
참조부호 117은 수직지지부재(160b)를 구속상태로 진퇴를 가이드하기 위한 진퇴 가이드장공이다.
스프링(163)은 탄성바이어스 부재로서 적용된 것으로 블레이드(162)가 안착 스테이지(120)를 향하는 방향으로 탄성바이어스 되게 프레임(110)과 절삭스테이지(160) 사이에 결합되어 있다.The
형상매칭 가이드부재(165)는 가공형상 가이드부재(151)와 대향되는 위치의 절삭스테이지(160)의 수직지지부재(160)에 장착되어 가공형상 가이드부재(151)와 밀착접촉된다.The shape matching
참조부호 168은 절삭스테이지(160)를 이용한 절삭가공시에는 스프링(163)의 복원력이 작용하고, 절삭가공을 수행하지 않는 경우에는 절삭 스테이지(160)의 블레이드(162)가 광도파로 구조체(10)로부터 이격된 상태로 홀딩할 수 있게 프레임(110)에 형성된 고리에 절삭 스테이지(160)를 고정시키는 고정부재이다.
제1 및 제2 모터(155)(164)는 조작부(미도시)에 의해 설정된 가동조건에 따라 제어부(미도시)에 의해 구동이 제어된다.The first and
이러한 가공장치(100)를 이용하여 곡면형 광도파로 구조체를 제조하는 과정을 설명하면, 실리카 소재로 된 사각형 웨이퍼를 광도파판(12), 상부 및 하부 클래드판(11)(13)으로 적용하고 광경화성 접합제(15) 예를 들면 에폭시로 접합한 광도파로 구조체(10)를 결합지그(123)로 고정하여 안착스테이지(120)에 장착한다. A process for manufacturing a curved optical waveguide structure using such a
이 후, 광경화기(130)가 광도파로 구조체(10)에 근접되게 조작한 후 자외선 광원(132)으로 광을 조사하여 접착제가 경화되게 처리한다.Thereafter, the photo-
경화처리가 마무리되면, 고정부재(168)를 고리로부터 분리하고, 스프링(163)의 복원력에 의해 블레이드(162)가 광도파로구조체(10)에 접촉되면, 제2모터(164)에 의해 블레이드(162)를 회전구동시키고, 가공형상 가이드 부재(151)에 형상매칭 가이드부재(165)다 도달될 때까지 절삭한다. 또한, 가공형상 가이드부재(151)를 설정된 가공곡면길이에 대응되는 각도로 제1모터(155)에 의해 회전시키면, 도 2에 도시된 바와 같이 곡면이 가공처리된다.When the hardening process is completed, the
이러한 가공장치(100)에 의하면, 곡면형 광도로 구조체(10)를 광경화에 의한 접합과 곡면가공을 하나의 장비에서 모두 수행할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.According to such a
제조된 광도파로 구조체(10)는 평판형 분광모듈로 사용될 수 있다. The manufactured
110: 프레임 120: 안착스테이지
130: 광경화기 140: 승하강부
151: 가공형상 가이드 부재 160: 절삭스테이지
163: 스프링 165: 형상매칭 가이드부재110: frame 120: seating stage
130: Light shaker 140:
151: machining shape guide member 160: cutting stage
163: spring 165: shape matching guide member
Claims (3)
상기 안착스테이지와 대향되게 상기 프레임에 장착되어 상기 광도파로 구조체에 광을 조사하여 경화시키는 광경화기와;
상기 광경화기를 승하강 시키는 승하강부와;
상기 안착스테이지와 일체로 결합되며 상기 광도파로 구조체의 가공하고자 하는 형상에 대응되게 형성된 가공형상 가이드부재와;
상기 프레임에 상기 안착스테이지를 향하는 방향으로 진퇴가능하게 장착되며 상기 안착스테이지에 장착된 광도파로 구조체를 회전되는 블레이드에 의해 곡면으로 절삭하는 절삭 스테이지와;
상기 블레이드가 상기 안착 스테이지를 향하는 방향으로 탄성바이어스 되게 상기 프레임과 상기 절삭스테이지 사이에 결합된 탄성바이어스부재와;
상기 절삭스테이지에 장착되어 상기 가공형상 가이드부재와 밀착접촉되는 형상매칭 가이드부재와;
상기 절삭스테이지의 상기 블레이드가 절삭가공을 수행하지 않는 경우에는 상기 광도파로구조체로부터 상기 절삭스테이지를 이격된 상태로 홀딩할 수 있게 상기 프레임에 형성된 고리에 상기 절삭 스테이지를 고정시키는 고정부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치.A mounting stage rotatably mounted on the frame and adapted to receive a coupling jig extending downward from a lower center of the optical waveguide structure to be processed in a constrained state;
A light curing unit mounted on the frame so as to face the seating stage and irradiating light to the optical waveguide structure for curing;
An ascending / descending section for moving the photocuring device up and down;
A processed shape guide member integrally coupled to the seating stage and corresponding to a shape of the optical waveguide structure to be processed;
A cutting stage mounted on the frame so as to be movable in a direction toward the seating stage and cutting the optical waveguide structure mounted on the seating stage into a curved surface by a rotating blade;
An elastic bias member coupled between the frame and the cutting stage such that the blade is elastically biased in a direction toward the seating stage;
A shape matching guide member mounted on the cutting stage and in intimate contact with the machined shape guide member;
And a fixing member for fixing the cutting stage to a ring formed in the frame so as to hold the cutting stage in a spaced apart state from the optical waveguide structure when the blade of the cutting stage does not perform cutting processing Wherein the optical waveguide structure is formed on the substrate.
광이 도파되는 광도파판과, 상기 광도파판의 상부 및 하부에 광경화성 접착제로 접착된 클래드판을 갖는 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 곡면형 광도파로 구조체 제조용 가공장치.
The optical waveguide structure according to claim 2, wherein the optical waveguide structure
And a clad plate adhered to the upper and lower portions of the waveguide with a photo-curable adhesive, wherein the waveguide waveguide is a waveguide waveguide to which light is guided.
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