KR20040022582A - 미세각도 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저다이오드와 콜리메이트 렌즈 및 씨씨디카메라 등을 사용하여 피사체의 4방향 틸트량을 정확히 측정할 수 있는 미세각도 측정장치에 관한 것이다. 이러한 목적의 본 발명은, 레이저 다이오드(10)와, 레이저광의 일부는 투과시키고 일부는 90° 측방향으로 반사시키는 반투과면(42)을 갖는 빔스프리트(40)와, 반투과면(42)으로부터 반사된 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시켜 피사체(200)에서 반사시켜 빔스프리트(40)로 보내는 제 1콜리메이트 렌즈(50)와, 제 1콜리메이트 렌즈(50)를 통과하여 반투과면(42)을 투과한 수렴형태의 레이저광의 제 1초점이 형성되는 스크린(90)과, 스크린(90)에 형성된 제 1초점을 촬상하는 씨씨디 카메라(100)를 포함하는 미세각도 측정장치로서, 스크린(90)에 형성된 피사체(200)의 제 1초점으로부터 피사체(200)의 4방향 틸트량을 정확히 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

미세각도 측정장치{DETAILED ANGLE MEASURING DEVICE}
본 발명은 미세각도 측정장치에 관한 것으로서, 특히 레이저다이오드와 콜리메이트 렌즈 및 씨씨디 카메라 등을 사용하여 피사체의 4방향 틸트량을 정확히 측정할 수 있는 미세각도 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 피사체 표면의 기울어진 각도인 틸트량을 측정하기 위하여, 피사체의 두지점의 높이를 측정하여 상호 비교함으로서, 피사체의 일방향의 틸트량을 측정하는 방법이 알려져 있다. 이러한 방법에 의하여 피사체의 입체적인 틸트량을 측정하기 위하여는 적어도 2방향 이상에 각각 틸트량을 측정하는 작업을 반복하게 된다. 이와 같은 틸트량 측정 작업에서는 높이를 정밀하게 측정할 수 있는 게이지, 각도기 등이 사용되고 있다.
그런데 이러한 방법으로 피사체의 틸트량을 측정하게 되면, 수평면을 갖는 피사체의 평면의 틸트량을 측정하기 위하여 직교되는 가로와 세로의 2방향 이상을 측정하여야 하므로, 작업의 속도가 느린 단점이 있었다.
또한 피사체 상에서 2지점을 측정하여 서로 비교함으로써 틸트량을 측정한 결과는 2지점간의 상대적인 틸트량이 되므로, 수평면에 대한 절대적인 틸트량을 계산하려면 정확한 수평면상에 새로운 기준점을 설정하여야 하는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 레이저다이오드와 콜리메이트 렌즈 및 씨씨디 카메라 등을 사용하여 피사체의 4방향 틸트량을 정확히 측정하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 미세각도 측정장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세각도 측정장치의 사용상태 사시도.
도 3은 도 2에 도시한 모니터의 영상을 보인 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1: 미세각도 측정장치10: 레이저 다이오드
20: 대물렌즈30: 발산광판
32: 핀홀40: 빔스프리트
42: 반투과면50: 제 1콜리메이트 렌즈
60: 제 2콜리메이트 렌즈70: 마스터 미러
80: 셔터90: 스크린
100: 씨씨디 카메라110: 컴퓨터
120: 모니터122: 기준점
124: 측정점200: 피사체
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 발산형태의 레이저광을 출사하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드로부터 출사된 레이저광의 일부는 투과시키고 일부는 90° 측방향으로 반사시키는 반투과면을 갖는 빔스프리트; 상기 반투과면으로부터 반사된 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시켜 피사체로 보내며, 상기 피사체로부터 반사되는 상기 직진형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시켜 상기 빔스프리트로 보내는 제 1콜리메이트 렌즈; 상기 빔스프리트를 기준으로 상기 제 1콜리메이트 렌즈와 대향되는 지점에 위치하여 상기 제 1콜리메이트 렌즈를 통과하여 상기 반투과면을 투과한 수렴형태의 레이저광의 제 1초점이 형성되는 스크린; 및 상기 스크린에 형성된 제 1초점을 촬상하는 씨씨디 카메라;를 포함하는 미세각도 측정장치를 제공한다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구현한 바람직한 일실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 미세각도 측정장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세각도 측정장치의 사용상태 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시한 모니터의 영상을 보인 도면이다.
본 실시예의 측정장치(1)는, 발산형태의 레이저광을 출사하는 레이저 다이오드(10)와, 레이저 다이오드(10)로부터 출사된 레이저광의 일부는 투과시키고 일부는 90° 측방향으로 반사시키는 반투과면(42)을 갖는 빔스프리트(40)와, 반투과면(42)으로부터 반사된 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시켜 피사체(200)로 보내며 피사체(200)로부터 반사되는 직진형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시켜 빔스프리트(40)로 보내는 제 1콜리메이트 렌즈(50)와, 빔스프리트(40)를 기준으로 제 1콜리메이터 렌즈(50)와 대향되는 지점에 위치하여 제 1콜리메이트 렌즈(50)를 통과하여 반투과면(42)을 투과한 수렴형태의 레이저광의 제 1초점이 형성되는 스크린(90)과, 스크린(90)에 형성된 제 1초점을 촬상하는 씨씨디 카메라(100)로 이루어진다.
상기 레이저 다이오드(10)와 빔스프리트(40)의 사이에는, 레이저 다이오드(10)로부터 출사되는 발산형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시키는 대물렌즈(20)와, 대물렌즈(20)를 통과한 수렴형태의 레이저광을 통과시켜 발산형태로 빔스프리트(40)로 보내는 핀홀(32)을 갖는 발산광판(30)이 구비된다.
상기 빔스프리트(40)를 기준으로 레이저 다이오드(10)와 대향되는 지점에는, 레이저 다이오드(10)로부터 출사되어 빔스프리트(40)를 투과한 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시키고 반대로 입사되는 직진형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시켜 빔스프리트(40)로 보내는 제 2콜리메이트 렌즈(60)와, 제 2콜리메이트 렌즈(60)를 통과한 레이저광을 다시 제 2콜리메이트 렌즈(60)로 반사시키는 마스터미러(70)와, 제 2콜리메이트 렌즈(60)와 마스터미러(70)의 사이에 위치하여 레이저광을 개폐하는 작동을 하는 셔터(80)가 구비된다.
한편, 마스터 미러(70)는 레이저 다이오드(10) 및 빔스프리트(40)에 대해 정확한 수평면을 가진 미러이다. 이러한 마스터 미러(70)는 XY좌표상에 기준점(122)을 설정하기 위한 것이다.
이와 같은 미세각도 측정장치(1)의 씨씨디 카메라(100)를 컴퓨터(110)에 연결하고, 컴퓨터(110)에는 XY좌표상에 피사체(200)로부터 측정되는 제 1초점을 측정점(124)으로 표시하고, 마스터미러(70)로부터 측정되는 제 2초점을 기준점(122)으로 표시하여 모니터(120)로 출력시키는 프로그램을 준비한다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 미세각도 측정장치의 작용을 설명한다.
레이저 다이오드(10)로부터 출사된 발산형태의 레이저광은 대물렌즈(20)를 통과하며 수렴형태로 변화되고, 다시 발산광판(30)의 핀홀(32)을 통과하며 발산형태로 변화되어 빔스프리트(40)로 보내진다.
빔스프리트(40)로 보내진 레이저광의 일부는 반투과면(42)을 그대로 투과하고, 일부는 반투과면(42)에서 90° 측방향으로 반사된다.
빔스프리트(40)를 그대로 투과한 일부의 발산형태의 레이저광은 제 2콜리메이트 렌즈(60)를 통과하며 직진형태로 변화되어 마스터미러(70)로 보내진다. 마스터미러(70)로부터 반사된 직진형태의 레이저광은 다시 제 2콜리메이트 렌즈(60)를 통과하며 수렴형태로 변화되어 빔스프리트(40)로 보내진다.
제 2콜리메이트 렌즈(60)로부터 빔스프리트(40)로 보내진 수렴형태의 레이저광은 빔스프리트(40)의 반투과면(42)에서 일부가 반사되어 스크린(90)에 제 2초점을 형성하게 된다.
이때 씨씨디 카메라(100)는 스크린(90)에 형성된 초점을 촬상하여 컴퓨터(110)로 전송한다.
컴퓨터(110)에서는 스크린(90)에 형성된 제 2초점을 XY좌표상의 중심에 오도록 조절하여 기준점(122)으로 사용한다.
이와 같이 기준점(122)을 잡고 나면, 셔터(80)로 제 2콜리메이트 렌즈(60)로부터 마스터미러(70)로 레이저광이 이동하지 않도록 한다.
한편, 빔스프리트(40)의 반투과면(42)으로부터 반사된 발산형태의 레이저광은 제 1콜리메이트 렌즈(50)를 통과하며 직진형태로 변화되어 피사체(200)로 보내진다. 그리고 피사체(200)로부터 반사되는 직진형태의 레이저광은 다시 제 1콜리메이트 렌즈(50)를 통과하며 수렴형태로 변화되어 빔스프리트(40)로 보내진다.
제 1콜리메이트 렌즈(50)로부터 빔스프리트(40)로 보내진 수렴형태의 레이저광의 일부는 빔스프리트(40) 및 반투과면(42)을 투과하여 스크린(90)에 피사체(200)의 제 1초점을 형성한다.
그리고 씨씨디 카메라(100)는 스크린(90)에 형성된 제 1초점을 촬상하여 컴퓨터(110)로 송신하게 된다.
컴퓨터(110)는 씨씨디 카메라(100)로부터 송신된 데이터를 받아 촬상된 피사체(200)의 제 1초점을 XY좌표상에 측정점(124)으로 표시하고, 기준점(122)과 비교하여 피사체(200)의 X방향 및 Y방향으로의 틸트량을 계산하여 모니터(120)로 출력시키게 된다.
이와 같이하여 한번의 측정작업으로 피사체(200)의 4방향에 대한 틸트량을 측정할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 레이저 다이오드(10)와, 레이저광의 일부는 투과시키고 일부는 90° 측방향으로 반사시키는 반투과면(42)을 갖는 빔스프리트(40)와, 반투과면(42)으로부터 반사된 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시켜 피사체(200)에서 반사시켜 빔스프리트(40)로 보내는 제 1콜리메이트 렌즈(50)와, 제 1콜리메이트 렌즈(50)를 통과하여 반투과면(42)을 투과한 수렴형태의 레이저광의 제 1초점이 형성되는 스크린(90)과, 스크린(90)에 형성된 제 1초점을 촬상하는 씨씨디 카메라(100)를 포함하는 미세각도 측정장치로서, 스크린(90)에 형성된 피사체(200)의 제 1초점으로부터 피사체(200)의 4방향 틸트량을 정확히 측정할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 제한된 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

  1. 발산형태의 레이저광을 출사하는 레이저 다이오드(10);
    상기 레이저 다이오드(10)로부터 출사된 레이저광의 일부는 투과시키고 일부는 90° 측방향으로 반사시키는 반투과면(42)을 갖는 빔스프리트(40);
    상기 반투과면(42)으로부터 반사된 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시켜 피사체(200)로 보내며, 상기 피사체(200)로부터 반사되는 상기 직진형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시켜 상기 빔스프리트(40)로 보내는 제 1콜리메이트 렌즈(50);
    상기 빔스프리트(40)를 기준으로 상기 제 1콜리메이터 렌즈(50)와 대향되는 지점에 위치하여 상기 제 1콜리메이트 렌즈(50)를 통과하여 상기 반투과면(42)을 투과한 수렴형태의 레이저광의 제 1초점이 형성되는 스크린(90); 및
    상기 스크린(90)에 형성된 제 1초점을 촬상하는 씨씨디 카메라(100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세각도 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저 다이오드(10)와 상기 빔스프리트(40)의 사이에는,
    상기 레이저 다이오드(10)로부터 출사되는 발산형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시키는 대물렌즈(20); 및
    상기 대물렌즈(20)를 통과한 수렴형태의 레이저광을 통과시켜 발산형태로 상기 빔스프리트(40)로 보내는 핀홀(32)을 갖는 발산광판(30);이 구비된 것을 특징으로 미세각도 측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 빔스프리트(40)를 기준으로 상기 레이저 다이오드(10)와 대향되는 지점에는,
    상기 레이저 다이오드(10)로부터 출사되어 상기 빔스프리트(40)를 투과한 발산형태의 레이저광을 직진형태로 변화시키고, 반대로 입사되는 직진형태의 레이저광을 수렴형태로 변화시켜 상기 빔스프리트(40)로 보내는 제 2콜리메이트 렌즈(60);
    상기 제 2콜리메이트 렌즈(60)를 통과한 상기 레이저광을 다시 제 2콜리메이트 렌즈(60)로 반사시키는 마스터미러(70); 및
    상기 제 2콜리메이트 렌즈(60)와 상기 마스터미러(70)의 사이에 위치하여 레이저광을 개폐하는 작동을 하는 셔터(80);를 구비한 것을 특징으로 미세각도 측정장치.
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