KR102296485B1

KR102296485B1 - 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조

Info

Publication number: KR102296485B1
Application number: KR1020200021807A
Authority: KR
Inventors: 임완철
Original assignee: 임완철
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2040-02-21

Abstract

본 발명은 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 상부플레이트의 아암을 피스톤에 설치하되, 구속링에 의해 위치가 고정된 유동스프링을 아암의 양단에 형성함으로써 아암이 피스톤에서 좌우로 이동이 가능하도록 하여 상부스테이지 및 하부스테이지의 자동정렬이 이루어지도록 하는 것이 가능한 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에 관한 것이다.

Description

광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조{Automatic stage alignment structure for optical inspection device}

최근 들어, 제품의 소형화 시대가 도래하면서 스마트폰, PDA 등의 소형 전자기기가 소형 카메라를 내장하는 경우가 증가하고 있다.

이러한 스마트폰 카메라 등의 렌즈 어셈블리는 소형 광학계로 이루어져 있어 조립 공정상의 오차가 카메라의 성능을 좌우할만큼 중요해졌으며, 이에 따라 조립 전 단품들과 조립 후의 렌즈 어셈블리에 대한 광학적 성능을 정량적으로 그리고 실시간으로 측정하는 광학적 성능평가 장치 및 방법이 필요해졌다.

그러나, 종래의 광학 검사 장비는 가공오차 등에 의해 검사 장비의 부품 간에 오정렬이 발생하게 되면 이를 즉각적으로 정렬할 수 없어 검사대상물의 불량여부 검사가 제대로 이루어지지 않으며, 다시 정렬을 맞추기 위해서는 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 광학 검사 장비에 관한 종래기술은 대한민국 등록특허 제10-2008271호 등이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상부플레이트의 아암을 피스톤에 설치하되, 구속링에 의해 위치가 고정된 유동스프링을 아암의 양단에 형성함으로써 아암이 피스톤에서 좌우로 이동이 가능하도록 하여 상부스테이지 및 하부스테이지의 자동정렬이 이루어지도록 하는 것이 가능한 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조는 가이드레일이 형성된 지지프레임; 상기 지지프레임의 양측면에 형성되어 피스톤을 전방 또는 후방으로 이동시키는 실린더; 상부접속핀을 포함하는 상부스테이지 및 상기 피스톤에 결합되는 아암이 형성된 상부플레이트; 및 하부접속핀 및 장착부를 포함하는 하부스테이지가 형성되며, 이동플레이트의 상단에 결합되어 상하 이동하는 하부플레이트;를 포함하며, 상기 피스톤에 결합된 상기 아암의 양단에 구속링에 의해 위치가 고정된 유동스프링이 형성되어 상기 아암이 상기 피스톤 상에서 이동하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트에는 가이드홀 및 가이드핀이 형성되며, 상기 가이드핀이 상기 가이드홀에 인입됨으로써 정렬이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아암의 관통홀에는 수지 재질의 부싱이 형성되며, 상기 구속링은 무두볼트에 의해 상기 피스톤에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조는 상부플레이트의 아암을 피스톤에 설치하되, 구속링에 의해 위치가 고정된 유동스프링을 아암의 양단에 형성함으로써 아암이 피스톤에서 좌우로 이동이 가능하도록 하여 상부스테이지 및 하부스테이지의 자동정렬이 이루어지도록 하는 것이 가능한 효과가 있다.

또한, 상부스테이지 및 하부스테이지의 정렬이 맞지 않을 경우 하부플레이트의 가이드핀을 상부플레이트의 가이드홀에 인입시켜 상부스테이지와 하부스테이지를 정렬시킨 후 아암의 양단에 형성된 유동스프링 간의 밸런스가 맞는 지점으로 구속링의 위치를 조정함으로써 간편하게 상부스테이지 및 하부스테이지의 정렬을 맞출 수 있다.

또한, 무두볼트를 통해 구속링을 피스톤에 고정시킴으로써 피스톤에 고정홈을 형성할 필요가 없어 구속링의 위치조정이 자유로운 효과가 있다. 구체적으로, 일반적인 볼트를 사용하여 구속링을 피스톤에 고정하는 경우에는 볼트가 인입되기 위한 홈을 피스톤에 형성하여야 했으며, 이에 따라 구속링의 위치를 조정하여 고정하고자 할 때 피스톤에 일정간격으로 형성된 홈이 위치한 지점에만 한정적으로 구속링의 위치를 조정할 수가 있었다. 반면, 본 발명에서는 무두볼트를 사용하여 구속링을 피스톤에 고정함으로써 피스톤에 별도의 고정홈을 형성할 필요가 없기 때문에 구속링의 위치조정이 자유로운 효과가 발생하는 것이다.

또한, 아암의 관통홀에 수지재질의 부싱을 형성함으로써 아암의 관통홀과 피스톤 간에 유격이 없어져 피스톤의 처짐을 방지할 수 있으며, 아암의 관통홀과 피스톤 사이에서 발생하는 마찰에 의해 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 상부플레이트가 이동한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 이동플레이트의 상하 이동 동작을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 상부스테이지의 하단면을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 피스톤과 아암의 결합구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에 의해 상부스테이지와 하부스테이지의 자동정렬이 이루어지는 과정을 보여주는 개략도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 상부플레이트가 이동한 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 이동플레이트의 상하 이동 동작을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 상부스테이지의 하단면을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에서 피스톤과 아암의 결합구조를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조에 의해 상부스테이지와 하부스테이지의 자동정렬이 이루어지는 과정을 보여주는 개략도이다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참고하여, 본 발명에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조의 구성에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조는 크게 상부플레이트(100), 하부플레이트(200), 실린더(300) 및 지지프레임(400)으로 이루어진다.

상부플레이트(100)는 지지프레임(400)의 상단에 형성된 가이드레일(430)을 따라 슬라이드 이동이 가능한 구성으로 지지프레임(400) 양단에 각각 형성되며, 상부플레이트(100)의 일측에 외측으로 연장되도록 형성된 아암(130)이 후술할 피스톤(310)에 결합되어 피스톤(310)이 이동함에 따라 함께 이동하여 상부플레이트(100)를 슬라이드 이동시킨다. 또한, 상부플레이트(100)의 상단면에는 후술할 관통부(112)를 통해 외부의 빛이 침투하는 것을 방지하기 위한 셔터부(140)가 형성된다.

하부플레이트(200)는 하단에 형성된 이동플레이트(420)에 의해 상하로 이동이 가능한 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 지지프레임(400)의 내측 하단부에 위치한 고정프레임(410)에 형성된 다수개의 가이드부(421)를 따라 상하 이동이 가능하도록 설치된 이동플레이트(420)의 상단에 결합되어 이동플레이트(420)가 상하 이동함에 따라 동시에 이동하게 된다. 상기 이동플레이트(420)는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 구동실린더(미도시)에 의해 상승한 후, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 가이드부(421)에 형성된 스프링(422)의 탄성복원력에 의해 다시 원위치로 하강하도록 형성된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하부플레이트(200)의 상단면에는 하부접속핀(211) 및 장착부(212)를 포함하는 하부스테이지(210)와 가이드핀(220)이 형성되고, 상부플레이트(100)의 하단면에는 상부접속핀(111) 및 관통부(112)를 포함하는 상부스테이지(110)와 가이드홀(120)이 형성된다.

상기 가이드핀(220)은 광학 검사 장비의 작동 시 상기 가이드홀(120)에 인입됨으로써 상기 하부스테이지(210) 및 상부스테이지(110)의 정렬이 이루어지도록 하며, 상기 가이드핀(220)이 상기 가이드홀(120)에 인입됨으로써 상기 하부스테이지(210) 및 상부스테이지(110)의 정렬이 이루어지면 상기 장착부(212) 및 상기 관통부(112)와 상기 하부접속핀(211) 및 상기 상부접속핀(111)이 각각 정렬되며, 상기 하부접속핀(211)은 상기 상부접속핀(111)에 인입되어 전기적으로 연결됨으로써 검사 작업이 수행되도록 한다. 이때, 상기 관통부(112)는 상기 상부플레이트(100)의 상단에 형성된 셔터부(140)에 의해 가려지기 때문에 외부의 빛이 상기 관통부(112)를 통해 하부스테이지(210)로 들어오는 것이 방지된다.

실린더(300)는 지지프레임(400)의 양측면에 각각 형성되며, 피스톤(310)을 전방 또는 후방으로 이동시킴으로써 아암(130)을 통해 피스톤(310)과 연결된 상부플레이트(100)를 전방 또는 후방으로 이동시키며, 도 5에 도시된 바와 같이 상부플레이트(100)의 아암(130)의 양단에 유동스프링(330)이 결합되고, 각각의 유동스프링(330)의 외측으로 무두볼트(321)에 의해 피스톤(310)의 일 지점에 고정되는 구속링(320)이 결합된다. 이에 따라 상부플레이트(100) 및 아암(130)이 양단의 유동스프링(330) 간의 밸런스가 맞는 지점에 고정된 상태에서 외력에 의해 전방 또는 후방으로 양측의 구속링(320) 사이의 거리 내에서 이동하는 것이 가능하다.

또한, 상기 아암(130)의 관통홀(131)에는 아암(130)의 관통홀(131)과 피스톤(310) 간에 유격을 없애 피스톤(310)의 처짐을 방지하고, 아암(130)의 관통홀(131)과 피스톤(310) 사이에서 발생하는 마찰에 의해 부품이 손상되는 것을 방지하기 위한 수지재질의 부싱(132)이 형성된다. 이때, 상기 피스톤(310)은 지지프레임(400)의 양측면에 형성된 스토퍼(440)에 의해 전방으로의 이동거리가 제한된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조는 이하 작동 과정에 대한 설명을 통해 더욱 구체화될 것이다.

먼저, 실린더(300)를 작동시켜 피스톤(310)을 스토퍼(440)와 맞닿을 때까지 전진시킨 후 이동플레이트(420)를 상승시켜 하부플레이트(200)의 가이드핀(220)을 상부플레이트(100)의 가이드홀(120)에 삽입시킴으로써 상부스테이지(110)와 하부스테이지(210)의 정렬이 이루어지도록 한 후, 아암(130)의 위치가 고정된 상태에서 양단의 구속링(320)의 무두볼트(321)를 풀고 구속링(320)의 위치를 조절하여 아암(130)의 양측에 형성된 유동스프링(330) 간의 밸런스가 맞는 지점으로 구속링(320)을 이동시킨 후 무두볼트(321)로 고정시킴으로써 1차적으로 위치조정 작업을 수행한다.

다음으로, 하부스테이지(210)의 장착부(212)에 검사대상물을 장착한 후, 실린더(300)가 작동하여 피스톤(310)을 전방으로 이동시키면 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 피스톤(310)에 결합된 아암(130)이 함께 전방으로 이동함에 따라 상부플레이트(100)가 전방으로 이동하게 된다.

이후, 피스톤(310)이 스토퍼(440)와 맞닿을 때까지 상부플레이트(100)가 이동한 후 멈추면, 이동플레이트(420)가 구동실린더(미도시)에 의해 가이드부(421)를 따라 상승함에 따라 이동플레이트(420)의 상단에 결합된 하부플레이트(200)가 동시에 상승하여 하부플레이트(200)의 가이드핀(220)이 상부플레이트(100)의 가이드홀(120)에 삽입됨으로써 상부스테이지(110)와 하부스테이지(210)의 정렬이 이루어지게 된다. 이에 따라 하부스테이지(210)의 하부접속핀(211)이 상부스테이지(110)의 상부접속핀(111)에 인입되어 전기적으로 연결됨으로써 검사대상물에 대한 검사 작업이 수행되도록 한다.

이때, 오정렬이 발생하게 되면 도 6에 도시된 바와 같이 하부플레이트(200)의 가이드핀(220)과 상부플레이트(100)의 가이드홀(120)의 위치가 어긋나게 되어 가이드핀(220)이 가이드홀(120)에 바로 삽입되지 못하고 하부플레이트(200)가 상승하는 힘에 의해 가이드핀(220)이 상부플레이트(100)의 가이드홀(120) 주변을 밀게 됨에 따라 양단에 유동스프링(330)이 형성되어 있는 아암(130)이 가이드핀(220)의 미는 힘에 의해 유동스프링(330)을 압축시키면서 양측에 고정된 구속링(320) 사이에서 이동됨으로써 상부플레이트(100)가 이동된 후 가이드핀(220)이 가이드홀(120)에 삽입되어 상부스테이지(110)와 하부스테이지(210)의 정렬이 이루어지게 된다.

종래에는 상기와 같이 가공 오차 등에 의해 구성 부품들의 치수가 변경되어 오정렬이 발생한 경우 이를 즉각적으로 정렬할 수 없어 검사대상물의 불량여부 검사가 제대로 이루어지지 않으며, 다시 정렬을 맞추기 위해서는 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 반면, 본 발명에서는 상부플레이트(100)의 아암(130)을 피스톤(310)에 설치하되, 구속링(320)에 의해 위치가 고정된 유동스프링(330)을 아암(130)의 양단에 형성함으로써 아암(130)이 허용된 범위 내에서 좌우로 이동이 가능하도록 하여 상부스테이지(110) 및 하부스테이지(210)의 자동정렬이 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

이후, 장착부(212)에 장착된 검사대상물의 검사 작업이 완료되면 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 가이드핀(220)에 형성된 스프링(422)의 탄성복원력에 의해 이동플레이트(420) 및 하부플레이트(200)가 하강하여 가이드홀(120)에 인입되었던 가이드핀(220)이 인출되고, 실린더(300)에 의해 피스톤(310)이 후방으로 이동하여 아암(130) 및 상부플레이트(100)를 원위치로 이동시키게 된다.

상기와 같이 검사 작업이 완료된 후 상부플레이트(100) 및 하부플레이트(200)가 원위치 되면 다시 하부스테이지(210)의 장착부(212)에 새로운 검사대상물을 위치시킨 후 상기와 같은 검사 작업을 반복 수행하게 된다. 이때, 검사 작업을 반복(약 1000회 이상) 수행한 후 상부플레이트(100)의 가이드홀(120) 또는 하부플레이트(200)의 가이드핀(220)의 상태를 확인하여 깨끗한 경우에는 위치 조정 작업을 수행하지 않아도 되지만, 스크래치가 발생한 경우에는 오정렬이 존재하는 것으로 판단하여 이를 보정하기 위해 실린더(300)를 작동시켜 피스톤(310)을 스토퍼(440)와 맞닿을 때까지 전진시킨 후 이동플레이트(420)를 상승시켜 하부플레이트(200)의 가이드핀(220)을 상부플레이트(100)의 가이드홀(120)에 삽입시켜 상부스테이지(110)와 하부스테이지(210)의 정렬이 이루어지도록 한 후, 아암(130)의 위치가 고정된 상태에서 양단의 구속링(320)의 무두볼트(321)를 풀고 구속링(320)의 위치를 조절하여 아암(130)의 양측에 형성된 유동스프링(330) 간의 밸런스가 맞는 지점으로 구속링(320)을 이동시킨 후 무두볼트(321)로 고정시킴으로써 2차적으로 위치조정 작업을 수행한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조는 상부스테이지(110) 및 하부스테이지(210)의 정렬이 맞지 않을 경우 하부플레이트(200)의 가이드핀(220)을 상부플레이트(100)의 가이드홀(120)에 인입시켜 상부스테이지(110)와 하부스테이지(210)를 정렬시킨 후 아암(130)의 양단에 형성된 유동스프링(330) 간의 밸런스가 맞는 지점으로 구속링(320)의 위치를 조정함으로써 간편하게 상부스테이지(110) 및 하부스테이지(210)의 정렬을 맞출 수 있다.

또한, 무두볼트(321)를 통해 구속링(320)을 피스톤(310)에 고정시킴으로써 피스톤(310)에 고정홈을 형성할 필요가 없어 구속링(320)의 위치조정이 자유로운 효과가 있다. 구체적으로, 일반적인 볼트를 사용하여 구속링(320)을 피스톤(310)에 고정하는 경우에는 볼트가 인입되기 위한 홈을 피스톤(310)에 형성하여야 했으며, 이에 따라 구속링(320)의 위치를 조정하여 고정하고자 할 때 피스톤(310)에 일정간격으로 형성된 홈이 위치한 지점에만 한정적으로 구속링(320)의 위치를 조정할 수가 있었다. 반면, 본 발명에서는 무두볼트(321)를 사용하여 구속링(320)을 피스톤(310)에 고정함으로써 피스톤(310)에 별도의 고정홈을 형성할 필요가 없기 때문에 구속링(320)의 위치조정이 자유로운 효과가 발생하는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조는 상부플레이트의 아암을 피스톤에 설치하되, 구속링에 의해 위치가 고정된 유동스프링을 아암의 양단에 형성함으로써 아암이 피스톤에서 좌우로 이동이 가능하도록 하여 상부 스테이지 및 하부 스테이지의 자동정렬이 이루어지도록 하는 것이 가능한 효과가 있다.

또한, 상부 스테이지 및 하부 스테이지의 정렬이 맞지 않을 경우 하부 스테이지의 가이드핀을 상부 스테이지의 가이드홀에 인입시켜 상부 스테이지와 하부 스테이지를 정렬시킨 후 아암의 양단에 형성된 유동스프링 간의 밸런스가 맞는 지점으로 구속링의 위치를 조정함으로써 간편하게 상부 스테이지 및 하부 스테이지의 정렬을 맞출 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 상부플레이트
110 : 상부스테이지
111 : 상부접속핀
112 : 관통부
120 : 가이드홀
130 : 아암
131 : 관통홀
132 : 부싱
140 : 셔터부
200 : 하부플레이트
210 : 하부스테이지
211 : 하부접속핀
212 : 장착부
220 : 가이드핀
300 : 실린더
310 : 피스톤
320 : 구속링
321 : 무두볼트
330 : 유동스프링
400 : 지지프레임
410 : 고정플레이트
420 : 이동플레이트
421 : 가이드부
422 : 스프링
430 : 가이드레일
440 : 스토퍼

Claims

가이드레일이 형성된 지지프레임;
상기 지지프레임의 양측면에 형성되어 피스톤을 전방 또는 후방으로 이동시키는 실린더;
상부접속핀을 포함하는 상부스테이지 및 상기 피스톤에 결합되는 아암이 형성된 상부플레이트; 및
하부접속핀 및 장착부를 포함하는 하부스테이지가 형성되며, 상기 지지프레임의 내측 하단부에 위치한 고정프레임에 형성된 다수개의 가이드부를 따라 상하 이동이 가능하도록 설치된 이동플레이트의 상단에 결합되어 상하 이동하는 하부플레이트;를 포함하며,
상기 피스톤에 결합된 상기 아암의 양단에 구속링에 의해 위치가 고정된 유동스프링이 형성되어 상기 아암이 상기 피스톤 상에서 이동하는 것이 가능하고,
상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트에는 가이드홀 및 가이드핀이 형성되며,
상기 가이드핀이 상기 가이드홀에 인입됨으로써 정렬이 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 아암의 관통홀에는 수지 재질의 부싱이 형성되며,
상기 구속링은 무두볼트에 의해 상기 피스톤에 고정되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장비의 스테이지 자동정렬 구조.