KR100516624B1 - Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof - Google Patents

Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100516624B1
KR100516624B1 KR10-2003-0042156A KR20030042156A KR100516624B1 KR 100516624 B1 KR100516624 B1 KR 100516624B1 KR 20030042156 A KR20030042156 A KR 20030042156A KR 100516624 B1 KR100516624 B1 KR 100516624B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scanner
laser beam
measured
tilt
upper plate
Prior art date
Application number
KR10-2003-0042156A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050001817A (en
Inventor
김춘동
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR10-2003-0042156A priority Critical patent/KR100516624B1/en
Publication of KR20050001817A publication Critical patent/KR20050001817A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100516624B1 publication Critical patent/KR100516624B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 스캐너를 이용한 경사각 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정의 경사각도로 투사된 레이저빔(42)이 피측정물(M)에서 반사되면, 이 반사된 레이저빔이 반사판(70)을 통해 스캐너(60)로 입사되고, 스캐너(60)에서 이를 전기적인 신호로 변환시켜 연산기로 송신시키면, 연산기에서 수신된 신호를 연산하여 디스플레이하도록 구성된다.The present invention relates to an inclination angle measuring apparatus using a scanner. More particularly, when the laser beam 42 projected at a predetermined inclination angle is reflected from the object to be measured, the reflected laser beam is used to reflect the reflector 70. When incident to the scanner 60, the scanner 60 converts it into an electrical signal and transmits it to the calculator, the calculator 60 is configured to calculate and display the received signal.

본 발명은 넓은 범위의 각도변화를 측정할 수 있는 스캐너를 이용하였기 때문에 정밀한 데이터 측정이 가능하고 측정 오류가 현저하게 감소되어 신뢰성이 향상되며, x-y 스테이지의 위치만 조정하면서 피측정물의 여러 부분을 신속하게 측정할 수 있기 때문에 측정시간이 매우 단축되는 효과가 있다.The present invention uses a scanner capable of measuring a wide range of angular changes, so that accurate data measurement is possible, and measurement errors are significantly reduced, thereby improving reliability, and quickly adjusting various parts of the object under measurement by only adjusting the position of the xy stage. It can be measured so that the measurement time is very short.

Description

스캐너를 이용한 경사각 측정장치 및 그 측정방법{Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof}Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method

본 발명은 스캐너를 이용한 경사각 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온과 저온에서 제품의 물성 변화에 따른 구조적 변형을 신속하게 관측 또는 정확하게 측정할 수 있는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inclination angle measuring apparatus using a scanner, and more particularly, to an inclination angle measuring apparatus using a scanner capable of quickly observing or accurately measuring structural deformation due to changes in product properties at high and low temperatures, and a measuring method thereof. It is about.

일반적으로, 정밀도가 요구되는 제품들은 조립 공정상에서 물성의 변화로 인해 부품들에 비틀림 또는 기울어짐이 발생되면 전체적인 제품의 품질이 저하되기 때문에 부품들의 비틀림 또는 기울어짐을 빠른 시간 내에 측정하는 장치를 필요로 한다.In general, products that require precision require a device that measures the twist or tilt of parts in a short time because the quality of the whole product is deteriorated when the twist or tilt of the parts occurs due to the change of physical properties in the assembly process. do.

예를 들어, 광 픽업과 같이 정밀한 광학부품들이 설치되는 픽업 베이스는 높은 신뢰성이 요구되는 제품이기 때문에 시간이 지나면서 변형이 생기면 사용할 수 없게 된다. 따라서, 종래의 픽업 베이스 재료는 변화가 없는 금속 재료를 많이 사용하였으나, 최근에는 좀더 가볍고 저렴하게 만들기 위해 합성수지를 사용하고 있는 추세이다.For example, a pickup base on which precise optical components, such as an optical pickup, are installed is a product that requires high reliability, and thus cannot be used if deformation occurs over time. Therefore, the conventional pickup base material used a lot of unchanged metal material, but in recent years it is a trend to use a synthetic resin to make lighter and cheaper.

그런데, 합성수지는 온도와 시간에 따라서 변화가 심하게 나타나는 성질을 가지고 있다. 따라서 합성수지로 픽업 베이스를 사출할 때는, 먼저 컴퓨터를 통한 가상 시뮬레이션의 결과를 기초로 합성수지가 변형되는 범위를 계산하여 이러한 현상이 발생되지 않도록 사출 조건을 달리하거나 구조적인 변화를 주고 있다.By the way, the synthetic resin has a property that changes significantly with temperature and time. Therefore, when injecting the pick-up base to the synthetic resin, first, the plastic resin deformation range is calculated based on the results of the virtual simulation through a computer, and thus injection conditions are changed or structural changes are made to prevent such a phenomenon from occurring.

그러나, 컴퓨터를 통한 가상 시뮬레이션의 결과와 실제적인 픽업 베이스의 변형은 여러 가지 변수에 의해 동일하지 않다는 것이 문제이다.However, the problem is that the results of the virtual simulation through the computer and the actual deformation of the pickup base are not the same by various variables.

따라서, 픽업 베이스가 미세하게 변화하는 구조적인 변형을 빠른 시간 내에 측정할 수 있는 장비를 필요로 하고 있다.Therefore, there is a need for equipment capable of measuring structural deformation in which pick-up bases change minutely in a short time.

그런데, 이러한 장비들은 피측정물을 챔버 내에 넣고 외부에서 그 변화를 측정해야 되기 때문에 개발에 상당한 어려움을 겪고 있다. 즉, 챔버 내에는 온도변화가 심하여 측정기 자체에 영향을 주기 때문에 외부에서 그 변화를 측정해야 되는 것이다.However, these equipments have a considerable difficulty in development because they have to put the measured object in the chamber and measure the change from the outside. That is, since the temperature change in the chamber is severe and affects the measuring device itself, the change must be measured from the outside.

도 1에는 종래의 경사각 측정장치의 일례가 도시되어 있다.1 shows an example of a conventional tilt angle measuring device.

이를 참조하면, 테이블(1)이 구비되고, 이 테이블(1)의 상면 일측 부분에는 챔버(2)가 구비된다.Referring to this, a table 1 is provided, and the chamber 2 is provided at one side of the upper surface of the table 1.

챔버(2)의 상판은 투과창(2a)으로 구성되고, 챔버 내에는 피측정물(M)에 고온 또는 저온을 가할 수 있도록 냉각 및 가열수단(3)이 구비된다.The upper plate of the chamber 2 is composed of a transmission window 2a, and cooling and heating means 3 are provided in the chamber so as to apply a high or low temperature to the object M.

여기서, 냉각 및 가열수단(3)은 공지된 기술로 그 설명은 생략하기로 한다.Here, the cooling and heating means 3 is a well-known technique, and description thereof will be omitted.

그리고, 이 냉각 및 가열수단(3)의 상면에는 피측정물(M)이 고정적으로 안착된다.The object to be measured M is fixedly mounted on the upper surface of the cooling and heating means 3.

테이블(1)의 상면 타측 부분에는 지주(1a)가 수직 방향으로 연장 형성되고, 지주(1a)의 상단부에는 챔버(2) 방향으로 대략 수평하게 연장축(1b)이 형성되며, 이 연장축(1b)의 단부에는 자동 콜리메리터(auto collimator)(4)가 설치된다.On the other side of the upper surface of the table 1, a support post 1a is formed extending in the vertical direction, and an extension shaft 1b is formed at an upper end of the support post 1a substantially horizontally in the direction of the chamber 2. At the end of 1b), an auto collimator 4 is installed.

자동 콜리메이터(4)는 피측정물(M)로 수직되게 레이저빔(4a)을 투사하고, 그 상단부에는 피측정물(M)에서 반사된 빔을 검출하는 CCD 센서 모듈(5)이 구성된다.The automatic collimator 4 projects the laser beam 4a perpendicularly to the object to be measured M, and has an CCD sensor module 5 configured to detect a beam reflected from the object to be measured M at the upper end thereof.

CCD 센서 모듈(5)은 케이블(6)을 통해 별도의 연산장치(7)와 전기적으로 연결되고, 이 연산장치에는 변화 정도를 디스플레이 해 주는 모니터(8)가 구비된다.The CCD sensor module 5 is electrically connected to a separate computing device 7 via a cable 6, which is equipped with a monitor 8 for displaying the degree of change.

이렇게 구성된 종래의 경사각 측정장치의 작동을 간단하게 설명하면, 자동 콜리메이터(4)에서 피측정물(M) 방향으로 레이저빔(4a)을 투사한다. 그러면, 투사된 레이저빔(4a)은 피측정물(M)에서 반사되어 CCD 센서 모듈(5)로 입사되고, CCD 센서 모듈에서 이를 전기적인 신호로 변환시켜 연산장치(7)로 송신한다. 그러면, 연산장치에서 저장된 데이터와 수신된 신호를 비교 검출하여 그 결과를 모니터(8)에 디스플레이하게 되고, 이를 통해 피측정물(M)의 변화된 비틀림 또는 기울기를 알 수 있게 된다.The operation of the conventional tilt angle measuring device configured as described above is briefly described, and the laser collimator 4 projects the laser beam 4a in the direction of the object M to be measured by the automatic collimator 4. Then, the projected laser beam 4a is reflected by the object to be measured M and is incident on the CCD sensor module 5, which is converted into an electrical signal and transmitted to the computing device 7. Then, the data stored in the computing device and the received signal are compared and detected, and the result is displayed on the monitor 8, whereby the changed twist or tilt of the measured object M can be known.

그러나, 이러한 종래의 경사각 측정장치는 자동 콜리메이터에서 투사된 레이저빔이 피측정물에서 되 반사되어 다시 CCD 센서 모듈로 되돌아가는 빔 경로를 갖게 되는데, CCD 센서 모듈의 특성상 빔이 맺히는 범위가 좁기 때문에 측정 범위가 매우 좁게 한정되는 단점이 있었다.However, such a conventional tilt angle measuring device has a beam path in which the laser beam projected from the automatic collimator is reflected back from the object to be measured and returned back to the CCD sensor module. There was a disadvantage that the range was very narrow.

즉, 측정 범위가 좁기 때문에 챔버 내에 배치되는 부품의 위치가 한정되고, 따라서 챔버 내에는 한 개의 피측정물만을 배치할 수밖에 없었다. That is, since the measurement range is narrow, the position of the components arranged in the chamber is limited, so that only one object to be measured can be arranged in the chamber.

또한, 한 개의 피측정물 내에서도 여러 부분을 측정하려면 피측정물의 위치를 조금씩 변경할 수밖에 없었고, 이로 인해 한 피측정물의 여러 부분을 측정하려면 시간이 오래 소요되는 단점이 있으며, 위치를 변경하면서 한 부분씩 측정하다보니 신뢰성이 매우 저하되는 문제점이 있었다.In addition, in order to measure several parts within a single measurement object, the position of the measurement object has to be changed little by little, which causes a disadvantage in that it takes a long time to measure several parts of the measurement object. As a result, there was a problem that the reliability is very low.

또한, 종래의 경사각 측정장치는 측정 중에 피측정물의 변화가 심하거나, 모니터 경계선 근처에서 측정을 하다보면 측정 중에 레이저빔이 사라져서 데이터의 불연속 오류가 발생되는 문제가 있었다. 따라서, 측정이 불가능한 경우도 있었다.In addition, the conventional inclination angle measuring device has a problem that the change of the object to be measured during the measurement, or the measurement near the monitor boundary line, the laser beam disappears during the measurement, the discontinuity error of the data. Therefore, the measurement was not possible in some cases.

또한, 종래의 경사각 측정장치는 피측정물에 반사되어 되돌아오는 빔의 각도 때문에 측정물과 자동 콜리메이터 간에 거리적 제한이 있으며, 이로 인해 기구물의 위치 선정이 자유롭지 못한 단점이 있었다.In addition, the conventional tilt angle measuring device has a distance limitation between the measuring object and the automatic collimator because of the angle of the beam reflected back to the object to be measured, which has the disadvantage that the positioning of the instrument is not free.

본 발명은 상술한 바와 같이 제반되는 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 피측정물에서 반사된 레이저빔이 반사판을 통해 스캐너로 입사되도록 하여 넓은 범위의 각도변화를 측정할 수 있도록 한 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, the object is to allow the laser beam reflected from the object to be measured to enter the scanner through the reflector to measure a wide range of angle change scanner It is to provide a tilt angle measuring apparatus using.

본 발명의 다른 목적은 챔버 내에 여러 개의 피측정물을 배치하고, 레이저 모듈과 스캐너의 위치를 조정하면서 여러 개의 피측정물의 경사각을 신속하게 측정할 수 있도록 한 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an inclination angle measuring device using a scanner that can be arranged in the chamber, and to measure the inclination angle of the plurality of objects quickly while adjusting the position of the laser module and the scanner. .

본 발명의 또 다른 목적은 피측정물의 위치를 변경하지 않고 여러 부분을 신속하게 측정할 수 있도록 하여 신뢰성을 향상시킨 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an inclination angle measuring apparatus using a scanner which can improve the reliability by measuring various parts without changing the position of the object to be measured.

본 발명의 또 다른 목적은 스캐너의 성능과 측정물과 스캐너 사이의 거리에 따라 정밀한 측정이 가능하도록 한 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an inclination angle measuring apparatus using a scanner that enables precise measurement according to the performance of the scanner and the distance between the workpiece and the scanner.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 스캐너를 이용한 경사각 측정장치의 그 측정방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of measuring the tilt angle measuring apparatus using the scanner as described above.

상기 목적 및 다른 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스캐너를 이용한 경사각 측정장치는 상면에 투과창이 구비되고, 내부에는 피측정물이 마련된 챔버; 챔버 내에 마련된 피측정물에 냉각 또는 가열을 가하는 냉각/가열기; 챔버와 소정의 거리를 두게 배치되고, 상하좌우로 수평 이동이 가능하며, 이동된 위치에서 고정 가능한 x-y 스테이지; x-y 스테이지 상에 설치되어 상기 피측정물에 소정의 각도로 경사지게 레이저빔을 투사하는 레이저 모듈; x-y 스테이지 상에 설치되고, 피측정물에 부딪혀 반사된 레이저빔이 입사되며, 입사된 레이저빔을 검출하여 전기적인 신호로 변환시켜 송신하는 스캐너; 피측정물에 부딪혀 반사된 레이저빔을 스캐너로 반사시키는 반사판; 스캐너와 전기적으로 연결되어 스캐너에서 송신된 신호를 수신하여 연산하는 연산기; 및 연산된 데이터를 디스플레이하는 모니터를 포함하여 구성된다.An inclination angle measuring apparatus using a scanner according to the present invention for achieving the above object and other objects is provided with a transmission window on the upper surface, the chamber is provided with the object to be measured; A cooling / heater for applying cooling or heating to the object under test provided in the chamber; An x-y stage disposed at a predetermined distance from the chamber, capable of horizontal movement in up, down, left and right, and fixed in the moved position; a laser module installed on an x-y stage to project a laser beam to the object to be measured at an inclined angle; a scanner installed on the x-y stage and receiving a laser beam reflected from the object to be measured, and detecting the incident laser beam and converting the laser beam into an electrical signal; A reflector for reflecting the laser beam reflected on the object to be measured by the scanner; An calculator electrically connected to the scanner to receive and calculate a signal transmitted from the scanner; And a monitor for displaying the calculated data.

여기서, 상기 스캐너의 전면에는 입사되는 레이저빔을 분산시키는 분산판이 구비된다.Here, the front of the scanner is provided with a dispersion plate for dispersing the incident laser beam.

여기서, 상기 반사판은 별도의 구조물을 통해 상기 스캐너의 상부에 소정의 각도로 경사지게 설치된다.Here, the reflecting plate is installed to be inclined at a predetermined angle on the upper portion of the scanner through a separate structure.

또한, 상기 x-y 스테이지의 상부에는 상기 스캐너를 지지하기 위한 프레임이 마련되고, 이 프레임의 상단 일부분에 상기 레이저 모듈이 설치되어 스캐너와 레이저 모듈이 함께 이동되도록 구성된다.In addition, a frame for supporting the scanner is provided on the x-y stage, and the laser module is installed on the upper portion of the frame to move the scanner and the laser module together.

여기서, 상기 레이저 모듈은 상기 프레임의 일부분에 틸트 조정기를 통해 설치되어 각도 조정이 가능하게 구성된다.Here, the laser module is installed on the part of the frame through the tilt adjuster is configured to enable the angle adjustment.

그리고, 상기 틸트 조정기는 프레임에 고정되고, 상면에는 수직되게 연결봉이 마련된 상판; 상판과 소정의 간격을 두고 배치된 하판; 일단부는 상기 상판의 저면에 고정되고, 타단부는 상기 하판의 상면에 고정되어, 상판과 하판이 분리되는 것을 방지하기 위해 서로 밀착되는 방향으로 탄성력을 부여하는 다수개의 인장스프링; 상판의 한쪽 모서리 부분에 관통되게 조립되고, 그 단부가 하판의 상면과 접촉되어 상판과 하판이 소정의 간격을 유지하도록 하는 힌지핀; 힌지핀과 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 상기 하판의 상면 일부분을 가압하는 제 1틸트 조정스크류; 제 1틸트 조정스크류와 대각선 방향으로 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 상기 하판의 상면 일부분을 가압하는 제 2틸트 조정스크류; 및 상판의 연결봉 상단부분에 회전 조정이 가능하게 결합되고, 조정된 위치에서 고정 가능하게 구성되며, 그 단부에는 상기 레이저 모듈이 소정의 각도로 경사지게 고정 설치된 고정대를 포함하여 구성된다.And, the tilt adjuster is fixed to the frame, the upper surface is provided with a connecting rod perpendicular to the upper surface; A lower plate disposed at a predetermined distance from the upper plate; One end is fixed to the bottom of the upper plate, the other end is fixed to the upper surface of the lower plate, a plurality of tension springs to give an elastic force in close contact with each other to prevent separation of the upper plate and the lower plate; Hinge pins are assembled to penetrate through one corner portion of the upper plate, the end portion is in contact with the upper surface of the lower plate so that the upper plate and the lower plate to maintain a predetermined gap; A first tilt adjustment screw that presses a portion of the upper surface of the lower plate while moving up and down in the direction of loosening and tightening by screwing to an edge portion of the upper plate which is symmetrical with a hinge pin; A second tilt adjustment screw that presses a portion of the upper surface of the lower plate while moving up and down in the direction of loosening and tightening by being screwed to an edge portion of the upper plate which is symmetrical with the first tilt adjusting screw in a diagonal direction; And it is coupled to the upper end of the connecting rod of the upper plate is configured to be rotatable, it is configured to be fixed in the adjusted position, the end of the laser module is configured to include a fixed fixedly installed inclined at a predetermined angle.

또한, 상기 챔버 내에는 소정의 간격을 두고 다수개의 피측정물의 마련된다.In addition, a plurality of objects to be measured are provided in the chamber at predetermined intervals.

또한, 상기 스캐너는 100DPI 이상의 DPI를 갖도록 구성된다.In addition, the scanner is configured to have a DPI of 100 DPI or more.

또한, 상기 레이저빔이 피측정물에서 반사되어 스캐너로 입사되는 전체 이동거리는 1000mm이상이 되도록 구성된다.In addition, the laser beam is reflected so as to reflect from the object to be measured is configured so that the total moving distance to the scanner is more than 1000mm.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 스캐너를 이용한 경사각 측정장치의 그 측정방법은 챔버 내에 마련된 피측정물에 온도 변화를 가하는 단계; 피측정물에 레이저빔을 경사지게 투사하는 단계; 피측정물에 부딪혀 반사된 상기 레이저빔을 반사판을 통해 스캐너로 반사시키는 단계; 입사된 레이저빔을 스캐너에서 읽고 전기적인 신호로 전환시켜 연산기로 송신하는 단계; 및 연산기에서 수신된 신호를 저장 및 연산하고, 연산된 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진다.The measuring method of the tilt angle measuring device using a scanner for achieving another object of the present invention includes the steps of applying a temperature change to the object to be measured provided in the chamber; Obliquely projecting a laser beam onto the object to be measured; Reflecting the laser beam reflected from the object to be measured through a reflector to a scanner; Reading the incident laser beam in a scanner and converting the laser beam into an electrical signal and transmitting the same to an operator; And storing and calculating the signal received by the calculator, and displaying the calculated data.

또한, 상기 투사되는 레이저빔이 측정하고자 하는 피측정물에 도달하도록 x-y 스테이지의 위치를 조정하는 단계와, 상기 레이저 모듈의 틸트를 조정하여 투사되는 레이저빔의 각도를 조정하는 단계가 추가로 포함된다.The method may further include adjusting the position of the xy stage so that the projected laser beam reaches the object to be measured, and adjusting the tilt of the laser module to adjust the angle of the projected laser beam. .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도2의 측면도이며, 도 4는 본 발명에서 레이저 모듈을 지지하는 틸트 조정기를 확대 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing an inclination angle measuring apparatus using a scanner according to the present invention, Figure 3 is a side view of Figure 2, Figure 4 is an enlarged perspective view showing a tilt adjuster for supporting a laser module in the present invention.

이를 참조하면, 본 발명에는 챔버(10)가 구비된다.Referring to this, the present invention is provided with a chamber (10).

챔버(10)는 사방이 밀폐된 구조를 갖고 있으며, 상판은 개폐가 가능하도록 구성된다. 또한, 상판은 투과창(12)으로 이루어져 레이저빔이 투과될 수 있도록 구성되고, 내부에는 측정판 상에 피측정물(M)이 마련된다. The chamber 10 has a structure in which all four sides are sealed, and the top plate is configured to be opened and closed. In addition, the upper plate is composed of a transmission window 12 so that the laser beam can be transmitted, the measurement object (M) is provided on the measurement plate inside.

여기서, 챔버(10) 내에 마련된 피측정물(M)은 다수개가 설치되도록 하여 교환 작업 없이 다수개의 피측정물을 공간적인 개념에서 동시에 측정할 수 있도록 한다.Here, the object to be measured (M) provided in the chamber 10 is to be installed so that a plurality of objects to be measured simultaneously in a spatial concept without replacement work.

또한, 챔버(10)는 냉각/가열기(20)의 상부에 설치된다.In addition, the chamber 10 is installed above the cooling / heater 20.

냉각/가열기(20)는 챔버(10)내의 온도가 고온 또는 저온으로 변화되도록 챔버 내의 온도를 조절하게 된다. 따라서, 챔버(10) 내에 마련된 피측정물(M)에 열적 변화를 줄 수 있게 된다.The cooler / heater 20 adjusts the temperature in the chamber so that the temperature in the chamber 10 changes to a high or low temperature. Therefore, it is possible to give a thermal change to the object to be measured M provided in the chamber 10.

여기서, 냉각/가열기(20)는 종래의 기술에도 사용되는 공지된 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, since the cooling / heater 20 is a known technique also used in the prior art, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따르면, 챔버(10)와 소정의 거리를 두고 x-y 스테이지(30)가 마련된다.According to the present invention, the x-y stage 30 is provided at a predetermined distance from the chamber 10.

x-y 스테이지(30)는 통상적으로 사용되는 공지된 기술로써, 상하좌우로 수평 이동이 가능하며, 이동된 위치에서 고정 가능하게 구성된다.The x-y stage 30 is a well-known technique that is commonly used. The x-y stage 30 is horizontally movable up, down, left and right, and is configured to be fixed at the moved position.

도면상에서는 x-y 스테이지(30)가 후술하는 연산기(80)의 상면에 배치되도록 도시되어 있으나, 상면이 평평한 별도의 테이블 상에 배치되도록 구성할 수도 있다.In the drawing, the x-y stage 30 is illustrated to be disposed on the upper surface of the calculator 80, which will be described later. However, the x-y stage 30 may be configured to be disposed on a separate flat table.

x-y 스테이지(30) 상에는 프레임(32)이 마련되고, 이 프레임(32)의 상단 일부분에는 피측정물(M)에 소정의 각도로 경사지게 레이저빔(42)을 투사하는 레이저 모듈(40)이 설치된다.The frame 32 is provided on the xy stage 30, and a laser module 40 for projecting the laser beam 42 inclined at a predetermined angle to the measurement object M is installed on the upper portion of the frame 32. do.

레이저 모듈(40)은 틸트 조정기(50)를 통해 프레임 상에 설치되어 각도 조정이 가능하게 구성된다.The laser module 40 is installed on the frame through the tilt adjuster 50 and configured to enable angle adjustment.

틸트 조정기(50)는 프레임(32)에 스크류를 통해 고정되고 상면에는 수직 방향으로 연결봉(51a)이 연장 형성된 상판(51)과, 상판과 소정의 간격을 두고 배치된 하판(52)을 포함한다.The tilt adjuster 50 includes a top plate 51 fixed to the frame 32 via a screw and having a connecting rod 51a extending in a vertical direction on the top surface thereof, and a bottom plate 52 disposed at a predetermined distance from the top plate. .

상판(51)과 하판(52)의 사이에는 다수개의 인장스프링(53)이 마련된다.A plurality of tension springs 53 are provided between the upper plate 51 and the lower plate 52.

인장스프링(53)은 일단부가 상판(51)의 저면에 고정되고, 타단부가 하판(52)의 상면에 고정되어, 상판(51)과 하판(52)에 서로 밀착되는 방향으로 탄성력을 부여하여 상판과 하판이 분리되는 것을 방지하게 된다.One end of the tension spring 53 is fixed to the bottom surface of the upper plate 51, the other end is fixed to the upper surface of the lower plate 52, to give elastic force in the direction in which the upper plate 51 and the lower plate 52 in close contact with each other This prevents the upper and lower plates from separating.

또한, 상판(51)과 하판(52)이 완전히 밀착되는 것이 아니라 소정의 간격을 유지하도록 힌지핀(54)과, 제 1 및 제 2틸트 조정스크류(55)(56)가 구비된다.In addition, the hinge plate 54 and the first and second tilt adjustment screws 55 and 56 are provided so that the upper plate 51 and the lower plate 52 are not in close contact with each other but maintain a predetermined interval.

힌지핀(54)은 상판(51)의 한쪽 모서리 부분에 관통되게 조립되고, 그 단부가 하판(52)의 상면과 접촉되어 상판과 하판 사이의 간격을 유지시켜 준다.The hinge pin 54 is assembled to penetrate through one corner portion of the upper plate 51, and an end thereof contacts the upper surface of the lower plate 52 to maintain a gap between the upper plate and the lower plate.

제 1틸트 조정스크류(55)는 힌지핀(54)과 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 하판(52)의 상면 일부분을 가압하게 장착된다.The first tilt adjustment screw 55 is mounted to press a portion of the upper surface of the lower plate 52 while moving up and down in the direction of tightening and loosening by screwing to an edge portion of the upper plate symmetrical with the hinge pin 54.

제 2틸트 조정스크류(56)는 제 1틸트 조정스크류(55)와 대각선 방향으로 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 하판(52)의 상면 일부분을 가압하게 장착된다.The second tilt adjustment screw 56 is screwed to an edge portion of the upper plate that is symmetrical with the first tilt adjustment screw 55 in a diagonal direction to press a portion of the upper surface of the lower plate 52 while moving up and down in the loosening and tightening direction. Is mounted.

상판(51)의 연결봉(51a) 상단부분에는 고정대(57)가 대략 수평 방향으로 결합된다.The fixing bar 57 is coupled to the upper end of the connecting rod 51a of the upper plate 51 in a substantially horizontal direction.

고정대(57)는 연결봉(51a)에 회전 조정이 가능하게 결합되고, 조정된 위치에서 볼트를 통해 고정 가능하게 구성되며, 그 단부에는 레이저 모듈(40)이 소정의 각도로 경사지게 고정 설치된다.Fixing table 57 is rotatably coupled to the connecting rod (51a), is configured to be fixed through the bolt in the adjusted position, the laser module 40 is fixed to the end is installed inclined at a predetermined angle.

본 발명에 따르면, x-y 스테이지(30) 상에 마련된 프레임(32) 내에는 스캐너(60)가 설치되고, 챔버(10)의 상부 공간에는 일정한 거리를 두고 소정의 각도로 경사지게 반사판(70)이 설치된다.According to the present invention, the scanner 60 is installed in the frame 32 provided on the xy stage 30, and the reflecting plate 70 is inclined at a predetermined angle at a predetermined distance in the upper space of the chamber 10. do.

따라서, 레이저 모듈(40)에서 소정의 각도로 경사지게 투사된 레이저빔(42)은 피측정물(M)에 부딪혀 반사판(70) 방향으로 반사되고, 반사판(70)에서 다시 반사되어 스캐너(60)로 입사되는 빔 경로를 갖게 된다.Therefore, the laser beam 42 projected obliquely at a predetermined angle from the laser module 40 hits the object to be measured M and is reflected in the direction of the reflecting plate 70, and is reflected back from the reflecting plate 70 to be scanned by the scanner 60. It has a beam path that is incident to.

여기서, 반사판(70)은 후술하겠지만 피측정물(M)의 각도 변화의 정밀 측정을 위해 레이저빔이 피측정물에서 반사되어 스캐너에 도달하는 거리를 최소 1000mm 이상이 되도록 길게 구성하기 위해 별도의 구조물(72)을 통해 높은 위치에 설치되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the reflective plate 70 will be described later, but in order to precisely measure the angular change of the object under test (M), a separate structure is formed so that the laser beam is reflected from the object under test to reach at least 1000 mm or more. It is desirable to allow installation at a high position via 72.

스캐너(60)는 입사된 레이저빔(42)을 검출하여 전기적인 신호로 변환시켜 그 데이터를 후술하는 연산기(80)로 송신한다.The scanner 60 detects the incident laser beam 42, converts it into an electrical signal, and transmits the data to a calculator 80 described later.

여기서, 스캐너(60)의 전면에는 입사된 레이저빔(42)을 분산시키기 위한 분산판(44)이 마련되는 데, 상기 분산판(44)은 종이와 같이 얇게 형성되어 상기 스캐너(44)의 전면에 마련되어 진다. 여기서, 분산판(44)은 상기 스캐너를 위치 정보를 이용하는 센서판으로 이용하기 위해 구비되는 것으로, 이는 상기 스캐너로 들어오는 레이저빔을 상기 분산판에 의해 레이저광의 분산(分散)을 일으키도록 함으로서, 상기 스캐너는 빔의 각도와 상관없이 스캐너의 전면에 맺힌 빔의 위치만으로 그 위치를 읽을 수 있게 된다.스캐너(60)의 기술적인 원리 및 작동은 공지된 기술로써 그 설명은 생략하기로 한다.Here, the front of the scanner 60 is provided with a dispersion plate 44 for dispersing the incident laser beam 42, the dispersion plate 44 is formed as thin as paper to the front of the scanner 44 Is provided on. Here, the dispersion plate 44 is provided to use the scanner as a sensor plate using position information, which causes the laser beam coming into the scanner to cause dispersion of laser light by the dispersion plate. The scanner can read the position only by the position of the beam placed on the front of the scanner, regardless of the angle of the beam. The technical principle and operation of the scanner 60 are well known and the description thereof will be omitted.

삭제delete

그리고, 스캐너(60)의 측정 정밀도는 후술하겠지만 피측정물(M)의 각도 변화의 정밀 측정을 위해 최소 100DPI 이상의 높은 DPI를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, although the measurement accuracy of the scanner 60 will be described later, it is preferable to configure the scanner 60 to have a high DPI of at least 100 DPI or more for precise measurement of the angular change of the measured object M.

연산기(80)는 스캐너(60)와 케이블(C)를 통해 전기적으로 연결되어 스캐너(60)에서 송신된 신호를 수신하여 연산하고, 연산된 데이터를 모니터(82)를 통해 디스플레이하게 된다.The calculator 80 is electrically connected to the scanner 60 through a cable C to receive and calculate a signal transmitted from the scanner 60, and display the calculated data on the monitor 82.

이제, 이와 같이 구성된 본 발명의 경사각 측정방법을 설명한다.Now, the tilt angle measuring method of the present invention configured as described above will be described.

먼저, 냉각/가열기(20)를 통해 챔버(10) 내에 마련된 피측정물(M)에 온도 변화를 가한다. 이때, 고온에서의 피측정물(M) 변화를 측정하려면 챔버(10) 내부를 가열하고, 저온에서의 피측정물(M) 변화를 측정하려면 챔버(10) 내부를 냉각시키면 된다.First, a temperature change is applied to the measurement object M provided in the chamber 10 through the cooling / heater 20. In this case, the inside of the chamber 10 may be heated to measure the change of the measured object M at a high temperature, and the inside of the chamber 10 may be cooled to measure the change of the measured object M at a low temperature.

그런 다음, 레이저 모듈(40)을 통해 피측정물(M)에 레이저빔(42)을 경사지게 투사한다. 그러면, 투사된 레이저빔(42)은 피측정물(M)에 부딪혀 반사판(70) 방향으로 반사되고, 다시 반사판(70)에서 반사되어 스캐너(60)로 입사된다.Then, the laser beam 42 is obliquely projected onto the measurement object M through the laser module 40. Then, the projected laser beam 42 strikes the measurement object M and is reflected in the direction of the reflecting plate 70, and is then reflected by the reflecting plate 70 to enter the scanner 60.

이때, x-y 스테이지(30)의 위치를 전후좌우로 조정하여 레이저 모듈(40)에서 투사되는 레이저빔(42)이 다수개의 피측정물(M) 가운데 측정하고자 하는 어느 하나의 피측정물에 정확하게 투사되도록 한다.At this time, by adjusting the position of the xy stage 30 in front, rear, left and right, the laser beam 42 projected from the laser module 40 is accurately projected on any one of the objects to be measured among the plurality of objects M. Be sure to

또한, 측정하고자 하는 피측정물(M) 내에서도 여러 부분을 각각 측정하고자 하는 경우에는 x-y 스테이지(30)의 위치를 미세하게 조정하면서 부분 부분을 측정하면 된다.In addition, when a plurality of parts are to be respectively measured in the measurement object M to be measured, the partial parts may be measured while finely adjusting the position of the x-y stage 30.

또한, 투사되는 레이저빔의 각도를 조정할 필요가 있을 경우에는 틸트 조정기(50)를 통해 레이저 모듈(40)의 틸트를 조정하면 된다.In addition, when it is necessary to adjust the angle of the laser beam to be projected, the tilt of the laser module 40 may be adjusted through the tilt adjuster 50.

즉, 틸트 조정기(50)의 상판(51)과 하판(52)은 다수개의 인장스프링(53)의 복원력에 의해 항상 밀착되려는 방향으로 힘을 갖기 때문에 제 1틸트 조정스크류(55)를 조이고, 제 2틸트 조정스크류(56)를 풀게 되면, 제 1틸트 조정스크류(55)가 장착된 상판(51)의 일부분은 하판(52)과 멀어지는 방향으로 상승하게 되고, 제 2틸트 조정스크류(56)가 장착된 상판(51)의 일부분은 하판(52)과 가까워지는 방향으로 하강하게 되며, 따라서 상판(51)의 각도가 기울어지게 되고, 레이저 모듈(40)의 경사각도 변하게 된다.That is, since the upper plate 51 and the lower plate 52 of the tilt adjuster 50 have a force in a direction that will always be in close contact by the restoring force of the plurality of tension springs 53, tighten the first tilt adjusting screw 55, and When the two tilt adjustment screws 56 are released, a portion of the upper plate 51 on which the first tilt adjustment screws 55 are mounted rises in a direction away from the lower plate 52, and the second tilt adjustment screws 56 are moved. A portion of the upper plate 51 mounted is lowered in a direction closer to the lower plate 52, so that the angle of the upper plate 51 is inclined, and the inclination angle of the laser module 40 is also changed.

반대로, 제 1틸트 조정스크류(55)를 풀고, 제 2틸트 조정스크류(56)를 조이게 되면, 제 1틸트 조정스크류(55)가 장착된 상판(51)의 일부분은 하판(52)과 가까워지는 방향으로 하강하게 되고, 제 2틸트 조정스크류(56)가 장착된 상판(51)의 일부분은 하판(52)과 멀어지는 방향으로 상승하게 되며, 따라서 상판(51)의 각도가 상술한 내용과는 반대되는 각도로 기울어지게 되고, 레이저 모듈(40)의 경사각도 반대로 변하게 된다.On the contrary, when the first tilt adjusting screw 55 is loosened and the second tilt adjusting screw 56 is tightened, a part of the upper plate 51 on which the first tilt adjusting screw 55 is mounted is closer to the lower plate 52. Is lowered in the direction, and a part of the upper plate 51 on which the second tilt adjusting screw 56 is mounted rises in a direction away from the lower plate 52, so that the angle of the upper plate 51 is opposite to the above description. It is inclined at an angle, and the inclination angle of the laser module 40 is also reversed.

이처럼 레이저빔의 각도를 조정할 필요가 있을 경우에는 제 1 및 제 2틸트 조정스크류(55)(56)를 풀고 조이면서 레이저 모듈(40)의 각도를 조정하면 된다. When it is necessary to adjust the angle of the laser beam as described above, the angle of the laser module 40 may be adjusted while loosening and tightening the first and second tilt adjustment screws 55 and 56.

여기서, 피측정물(M)은 레이저빔(42)이 잘 반사되도록 구성하는 것이 바람직하며, 따라서 피측정물이 레이저빔을 반사하지 못하는 재질이라면 그 반사면에 별도의 반사판을 부착하여 사용하면 된다.Here, the object to be measured M is preferably configured to reflect the laser beam 42 well. Therefore, if the object to be measured does not reflect the laser beam, a separate reflector may be attached to the reflective surface. .

이렇게 조정되어 피측정물(M)에서 반사된 레이저빔(42)이 스캐너(60)로 입사되면, 스캐너(60)가 작동되면서 입사된 레이저빔(42)을 읽고 전기적인 신호로 전환시켜 연산기(80)로 송신하게 된다.When the laser beam 42 reflected in the object M to be adjusted is incident to the scanner 60, the scanner 60 is operated to read the incident laser beam 42 and convert the laser beam 42 into an electrical signal. 80).

이때, 스캐너(60)는 넓은 범위의 측정 범위를 갖기 때문에 약 20°정도까지의 각도변화를 정밀하게 측정할 수 있게 된다.At this time, since the scanner 60 has a wide range of measurement, the angle change up to about 20 ° can be precisely measured.

다음으로, 연산기(80)에서는 수신된 신호를 저장 및 연산하고, 연산된 데이터를 모니터(82)를 통해 디스플레이하게 된다.Next, the calculator 80 stores and calculates the received signal and displays the calculated data through the monitor 82.

이제, 도 5를 참조하여 피측정물의 기울기 값을 구하는 방식을 설명한다.Now, a method of obtaining the inclination value of the object to be measured will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 피측정물의 경사각도(θ')를 구하는 식은 아래의 수학식 1과 같다.First, the equation for obtaining the inclination angle θ 'of the measured object is shown in Equation 1 below.

여기서, θ는 피측정물의 경사각도이고, Δx는 레이저빔의 미소변위이며, l은 레이저빔이 피측정물에서 반사되어 스캐너에 도달하는 거리를 말한다. 그리고, θ의 값은 라디안 값이 된다.Here, θ is the inclination angle of the object to be measured, Δx is the small displacement of the laser beam, and l is the distance the laser beam is reflected from the object to be measured and reaches the scanner. The value of θ is a radian value.

이러한 수학식이 산출되는 과정을 설명하면 아래와 같다.The process of calculating the equation is as follows.

본 발명에서 측정하고자 하는 피측정물의 경사 각도는 매우 좁기 때문에 가 된다.Since the inclination angle of the object to be measured in the present invention is very narrow Becomes

따라서 피측정물이 변형되었을 때, 피측정물에서 반사되는 레이저빔의 경사각도(θ')를 구하는 식은Therefore, when the measured object is deformed, the equation for obtaining the inclination angle θ 'of the laser beam reflected from the measured object is

이 된다. Becomes

그런데, 피측정물의 실제 경사각도(θ)는 레이저빔이 피측정물에 입사되는 각과 반사되는 각을 2등분 해야되므로, 가 된다.However, since the actual inclination angle θ of the object to be measured should be divided into two angles between the angle at which the laser beam is incident on the object to be measured and the reflection angle, Becomes

따라서, 이 된다.therefore, Becomes

그리고, 이러한 식에 의해 구해진 θ이 값은 라디안 값이므로, 상기 식에 의해 구해진 θ값에 라디안 값인 57.3을 곱하면 정확한 θ값이 구해진다.Since the value obtained by the above equation is a radian value, the value obtained by the above expression is multiplied by the radian value 57.3 to obtain an accurate value of θ.

이러한 수학식 1을 통해 피측정물의 경사각도(θ)를 구하는 일례를 설명하면 다음과 같다.An example of obtaining the inclination angle θ of the measurement object through Equation 1 will be described below.

만약, 스캐너의 측정 정밀도가 100DPI로 구성되고, 레이저빔이 피측정물에서 반사되어 스캐너에 도달하는 거리(l)가 1000mm이며, 빔의 미소변위(Δx)가 0.254mm라면, 상기 수학식 1에 의해, 피측정물의 경사각도(θ)는 0.000254가 된다.If the measurement accuracy of the scanner is configured to 100 DPI, the laser beam is reflected from the object to be measured, and the distance l reaching the scanner is 1000 mm, and the microdisplacement Δx of the beam is 0.254 mm. As a result, the inclination angle θ of the measurement object is 0.000254.

그런데, 이 값이 라디안 값이기 때문에 상기 값에 라디안 값인 57.3을 곱하면 피측정물의 실제적인 경사각도는 0.01455도 또는 0.873분이 된다. However, since this value is a radian value, multiplying the value by the radian value 57.3 results in an actual inclination angle of the measured object to be 0.01455 degrees or 0.873 minutes.

이처럼, 본 발명은 피측정물의 열적 변화에 따른 물성 변화를 경사각도의 변화량을 통해 매우 정밀하고 신속하게 측정할 수 있게 된다.As described above, the present invention can measure the change in physical properties according to the thermal change of the measurement object very precisely and quickly through the change amount of the inclination angle.

또한, 본 발명은 피측정물에서 반사된 레이저빔이 스캐너로 입사되어 스캐너를 통해 그 변위량이 측정되기 때문에 넓은 측정 범위를 갖게 된다.In addition, the present invention has a wide measurement range because the laser beam reflected from the object to be measured is incident on the scanner and its displacement is measured through the scanner.

즉, 스캐너는 넓은 범위의 각도변화를 측정할 수 있기 때문에 피측정물에서 반사되는 레이저빔이 어느 정도의 범위 안에만 있으면 다 측정이 가능하며, 따라서 측정 오류가 현저하게 감소될 뿐만 아니라, 종래와 같이 피측정물의 변화 각도 또는 측정 위치에 따라 피측정물의 위치를 조정하는 작업이 필요없기 때문에 그 만큼 측정 시간이 단축된다.That is, since the scanner can measure a wide range of angular changes, the laser beam reflected from the object to be measured can be measured as long as it is within a certain range, so that not only the measurement error is significantly reduced, As such, the measurement time is shortened because the work of adjusting the position of the object to be measured according to the change angle or the measurement position of the object is not necessary.

또한, 본 발명은 챔버 내에 여러 개의 피측정물을 배치하고 레이저 모듈과 스캐너의 위치를 조정하면서 여러 개의 피측정물의 경사각을 신속하게 측정할 수 있기 때문에 종래와 같이 피측정물을 계속 교환하는 작업이 생략되어 작업성이 매우 향상되고, 그 작업 시간 또한 현저하게 단축된다.In addition, since the present invention can quickly measure the inclination angle of a plurality of objects to be measured while placing the plurality of objects in the chamber and adjusting the position of the laser module and the scanner, the operation of continuously exchanging the objects as in the prior art is difficult. Omitted, workability is greatly improved, and the work time is also significantly shortened.

또한, 본 발명은 피측정물의 위치를 변경하지 않고 x-y 스테이지의 위치만 조정하면서 피측정물의 여러 부분을 신속하게 측정할 수 있기 때문에 신뢰성이 향상된다.In addition, the present invention improves reliability because various parts of the object to be measured can be quickly measured while only adjusting the position of the x-y stage without changing the position of the object to be measured.

한편, 도 6에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있으며, 상기 일 실시예와 비교할 때 그 전체적인 구성이 유사하고 작용 효과가 동일하기 때문에 서로 상이한 점만을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, Figure 6 is shown another embodiment of the present invention, and when compared with the above embodiment only because the overall configuration is similar and the operation and effect is the same as follows.

본 실시예에 따르면, x-y 스테이지(30)의 상면에는 프레임 대신 일부분에 수직 방향으로 주축(34)이 연장 형성되고, 주축(34)의 단부에는 수평 방향으로 연장축(36)이 연장 형성되며, 레이저 모듈(40)은 연장축(36)의 단부에 틸트 조정기(50)를 통해 각도 조정이 가능하게 설치된다.According to the present exemplary embodiment, the main axis 34 extends in a vertical direction on a portion of the xy stage 30 instead of a frame, and the extension axis 36 extends in a horizontal direction at an end of the main axis 34. The laser module 40 is installed at the end of the extension shaft 36 to enable angle adjustment via the tilt adjuster 50.

또한, 반사판(70)은 연장축(36)의 일분에 경사지게 장착되어 스캐너(60) 보다 상부에 위치하게 되며, x-y 스테이지(30)와 함께 이동 가능하게 구성된다.In addition, the reflector 70 is mounted inclined to one minute of the extension shaft 36 and positioned above the scanner 60, and is configured to be movable together with the x-y stage 30.

이러한 구성을 포함하는 본 실시예는 피측정물(M)의 경사각을 측정하는 계산 방식은 상술한 일 실시예와 동일하며, 따라서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.In this embodiment including such a configuration, the calculation method for measuring the inclination angle of the object to be measured M is the same as that of the above-described embodiment, and thus redundant description will be omitted.

한편, 상술한 본 발명은 픽업 베이스의 뒤틀림, PCB의 뒤틀림, 사출물의 변형각, 반도체의 뒤틀림 등 다양한 분야에 응용할 수 있다. On the other hand, the present invention described above can be applied to various fields, such as distortion of the pickup base, distortion of the PCB, deformation angle of the injection molding, distortion of the semiconductor.

이상에서와 같이, 본 발명은 넓은 범위의 각도변화를 측정할 수 있는 스캐너를 이용하였기 때문에 정밀한 데이터 측정이 가능하고 측정 오류가 현저하게 감소되어 신뢰성이 향상되며, x-y 스테이지의 위치만 조정하면서 피측정물의 여러 부분을 신속하게 측정할 수 있기 때문에 측정시간이 매우 단축되는 효과가 있다.As described above, since the present invention uses a scanner capable of measuring a wide range of angle changes, accurate data measurement is possible, and measurement errors are significantly reduced, thereby improving reliability, and adjusting the position of the xy stage to be measured. Since the various parts of the water can be measured quickly, the measurement time is very short.

이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments as described above, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

도 1은 종래 기술에 따른 경사각 측정장치를 나타낸 측면도,1 is a side view showing a tilt angle measuring device according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 나타낸 사시도,2 is a perspective view showing an inclination angle measuring apparatus using a scanner according to the present invention;

도 3은 도2의 측면도,3 is a side view of FIG. 2;

도 4는 본 발명에서 레이저 모듈을 지지하는 틸트 조정기를 확대 도시한 사시도,Figure 4 is an enlarged perspective view of the tilt adjuster for supporting the laser module in the present invention,

도 5는 본 발명에서 피측정물의 경사각도를 구하는 방식을 설명하기 위해 나타낸 레이저빔 경로의 개략도,5 is a schematic diagram of a laser beam path shown to explain a method of obtaining an inclination angle of an object to be measured in the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 스캐너를 이용한 경사각 측정장치를 다른 실시예를 나타낸 측면도.Figure 6 is a side view showing another embodiment of the inclination angle measuring apparatus using a scanner according to the present invention.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎◎ Explanation of symbols for main part of drawing

10: 챔버 12: 투과창10: chamber 12: transmission window

20: 냉각/가열기 30: x-y 스테이지20: cooling / heater 30: x-y stage

32: 프레임 34: 주축32: frame 34: spindle

36: 연장축 40: 레이저 모듈36: extended shaft 40: laser module

42: 레이저빔 50: 틸트 조정기42: laser beam 50: tilt adjuster

51: 상판 51a: 연결봉51: top 51a: connecting rod

52: 하판 53: 인장스프링52: Bottom 53: Tension spring

54: 힌지핀 55: 제 1틸트 조정스크류54: hinge pin 55: first tilt adjustment screw

56: 제 2틸트 조정스크류 57: 고정대56: second tilt adjustment screw 57: fixed base

60: 스캐너 70: 반사판60: scanner 70: reflector

72: 구조물 80: 연산기72: structure 80: calculator

82: 모니터 C: 케이블82: monitor C: cable

M: 피측정물M: measured object

Claims (16)

상면에 투과창이 구비되고, 내부에는 피측정물이 마련된 챔버;A chamber having a transmission window provided on an upper surface thereof and an object to be measured provided therein; 상기 챔버 내에 마련된 피측정물에 냉각 또는 가열을 가하는 냉각/가열기;A cooling / heater for cooling or heating the object to be measured provided in the chamber; 상기 챔버와 소정의 거리를 두게 배치되고, 상하좌우로 수평 이동이 가능하며, 이동된 위치에서 고정 가능한 x-y 스테이지;An x-y stage disposed at a predetermined distance from the chamber and capable of horizontally moving up, down, left and right, and fixed at the moved position; 상기 x-y 스테이지 상에 설치되어 상기 피측정물에 소정의 각도로 경사지게 레이저빔을 투사하는 레이저 모듈;A laser module installed on the x-y stage to project the laser beam to the object to be measured at an inclined angle; 상기 x-y 스테이지 상에 설치되고, 피측정물에 부딪혀 반사된 레이저빔이 입사되며, 입사된 레이저빔의 위치를 검출하여 전기적인 신호로 변환시켜 송신하는 스캐너;A scanner installed on the x-y stage and receiving a laser beam reflected by the object to be measured and detecting the position of the incident laser beam and converting the converted laser signal into an electrical signal; 상기 피측정물에 부딪혀 반사된 레이저빔을 스캐너로 반사시키는 반사판;A reflector for reflecting the laser beam reflected on the object to be measured by the scanner; 상기 스캐너와 전기적으로 연결되어 스캐너에서 송신된 신호를 수신하여 연산하는 연산기; 및An calculator electrically connected to the scanner to receive and calculate a signal transmitted from the scanner; And 연산된 데이터를 디스플레이하는 모니터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.An inclination angle measuring device using a scanner, characterized in that it comprises a monitor for displaying the calculated data. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스캐너의 전면에는 입사되는 레이저빔을 분산시키는 분산판이 구비된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.An inclination angle measuring device using a scanner, characterized in that the front of the scanner is provided with a dispersion plate for dispersing the incident laser beam. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반사판은 별도의 구조물을 통해 상기 스캐너의 상부에 소정의 각도로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The reflector is an inclination angle measuring device using a scanner, characterized in that installed inclined at a predetermined angle on the upper portion of the scanner through a separate structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반사판은 상기 스캐너 보다 상부에 위치하도록 상기 x-y 스테이지 상에 소정의 각도로 경사지게 설치되어 x-y 스테이지와 함께 이동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The reflector is inclined at a predetermined angle on the x-y stage to be positioned above the scanner is inclined angle measurement apparatus using a scanner, characterized in that configured to be movable with the x-y stage. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 x-y 스테이지의 상부에는 상기 스캐너를 지지하기 위한 프레임이 마련되고, 이 프레임의 상단 일부분에 상기 레이저 모듈이 설치되어 스캐너와 레이저 모듈이 함께 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.A frame for supporting the scanner is provided on the x-y stage, and the laser module is installed on the upper portion of the frame to move the scanner and the laser module together. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 레이저 모듈은 상기 프레임의 일부분에 틸트 조정기를 통해 설치되어 각도 조정이 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The laser module is a tilt angle measuring device using a scanner, characterized in that the angle is adjustable to be installed through a tilt adjuster in a portion of the frame. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 틸트 조정기는 The tilt adjuster 상기 프레임에 고정되고, 상면에는 수직되게 연결봉이 마련된 상판;A top plate fixed to the frame and provided with a connecting rod vertically on an upper surface thereof; 상기 상판과 소정의 간격을 두고 배치된 하판;A lower plate disposed at a predetermined distance from the upper plate; 일단부는 상기 상판의 저면에 고정되고, 타단부는 상기 하판의 상면에 고정되어, 상판과 하판이 분리되는 것을 방지하기 위해 서로 밀착되는 방향으로 탄성력을 부여하는 다수개의 인장스프링;One end is fixed to the bottom of the upper plate, the other end is fixed to the upper surface of the lower plate, a plurality of tension springs to give an elastic force in close contact with each other to prevent separation of the upper plate and the lower plate; 상기 상판의 한쪽 모서리 부분에 관통되게 조립되고, 그 단부가 하판의 상면과 접촉되어 상판과 하판이 소정의 간격을 유지하도록 하는 힌지핀;A hinge pin which is assembled to penetrate through one corner portion of the upper plate, and an end portion of the upper plate contacts the upper surface of the lower plate so that the upper plate and the lower plate maintain a predetermined gap; 상기 힌지핀과 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 상기 하판의 상면 일부분을 가압하는 제 1틸트 조정스크류;A first tilt adjustment screw which presses a portion of the upper surface of the lower plate while moving up and down in the direction of tightening and loosening by screwing to an edge portion of the upper plate symmetrical to the hinge pin; 상기 제 1틸트 조정스크류와 대각선 방향으로 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 상기 하판의 상면 일부분을 가압하는 제 2틸트 조정스크류; 및A second tilt adjustment screw that presses a portion of the upper surface of the lower plate while moving up and down in the direction of loosening and tightening by being screwed to an edge portion of the upper plate that is symmetrical with the first tilt adjusting screw; And 상기 상판의 연결봉 상단부분에 회전 조정이 가능하게 결합되고, 조정된 위치에서 고정 가능하게 구성되며, 그 단부에는 상기 레이저 모듈이 소정의 각도로 경사지게 고정 설치된 고정대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The upper portion of the connecting rod of the upper plate is coupled to the rotation adjustment, is configured to be fixed in the adjusted position, the end of the scanner, characterized in that the laser module is configured to include a fixed fixed inclined at a predetermined angle Tilt angle measuring device used. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 x-y 스테이지의 상면 일부분에는 수직 방향으로 주축이 연장 형성되고, 주축의 단부에는 수평 방향으로 연장축이 연장 형성되며, 상기 레이저 모듈은 연장축의 단부에 설치된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.And a main axis extending in a vertical direction on a portion of the upper surface of the x-y stage, an extension axis extending in a horizontal direction at an end of the main axis, and the laser module being installed at an end of the extension axis. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 레이저 모듈은 상기 연장축의 단부에 틸트 조정기를 통해 설치되어 각도 조정이 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The laser module is installed on the end of the extension shaft via a tilt adjuster tilt angle measuring apparatus using a scanner, characterized in that configured to be adjustable. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 틸트 조정기는 The tilt adjuster 상기 연장축에 고정되고, 상면에는 수직되게 연결봉이 마련된 상판;A top plate fixed to the extension shaft and provided with a connecting rod vertically on an upper surface thereof; 상기 상판과 소정의 간격을 두고 배치된 하판;A lower plate disposed at a predetermined distance from the upper plate; 일단부는 상기 상판의 저면에 고정되고, 타단부는 상기 하판의 상면에 고정되어, 상판과 하판이 분리되는 것을 방지하기 위해 서로 밀착되는 방향으로 탄성력을 부여하는 다수개의 인장스프링;One end is fixed to the bottom of the upper plate, the other end is fixed to the upper surface of the lower plate, a plurality of tension springs to give an elastic force in close contact with each other to prevent separation of the upper plate and the lower plate; 상기 상판의 한쪽 모서리 부분에 관통되게 조립되고, 그 단부가 하판의 상면과 접촉되어 상판과 하판이 소정의 간격을 유지하도록 하는 힌지핀;A hinge pin which is assembled to penetrate through one corner portion of the upper plate, and an end portion of the upper plate contacts the upper surface of the lower plate so that the upper plate and the lower plate maintain a predetermined gap; 상기 힌지핀과 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 상기 하판의 상면 일부분을 가압하는 제 1틸트 조정스크류;A first tilt adjustment screw which presses a portion of the upper surface of the lower plate while moving up and down in the direction of tightening and loosening by screwing to an edge portion of the upper plate symmetrical to the hinge pin; 상기 제 1틸트 조정스크류와 대각선 방향으로 대칭되는 상판의 모서리 부분에 나사 체결되어 풀고 조이는 방향에 따라 상하로 이동하면서 상기 하판의 상면 일부분을 가압하는 제 2틸트 조정스크류; 및A second tilt adjustment screw that presses a portion of the upper surface of the lower plate while moving up and down in the direction of loosening and tightening by being screwed to an edge portion of the upper plate that is symmetrical with the first tilt adjusting screw; And 상기 상판의 연결봉 상단부분에 회전 조정이 가능하게 결합되고, 조정된 위치에서 고정 가능하게 구성되며, 그 단부에는 상기 레이저 모듈이 소정의 각도로 경사지게 고정 설치된 고정대를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The upper portion of the connecting rod of the upper plate is coupled to the rotation adjustment, is configured to be fixed in the adjusted position, the end of the scanner, characterized in that the laser module is configured to include a fixed fixed inclined at a predetermined angle Tilt angle measuring device used. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 챔버 내에는 소정의 간격을 두고 다수개의 피측정물의 마련된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.An inclination angle measuring device using a scanner, characterized in that a plurality of objects to be measured are provided in the chamber at predetermined intervals. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스캐너는 100DPI 이상의 DPI를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The scanner is tilt angle measuring apparatus using a scanner, characterized in that configured to have a DPI of 100DPI or more. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저빔이 피측정물에서 반사되어 스캐너로 입사되는 전체 이동거리는 1000mm이상이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정장치.The tilt angle measuring apparatus using the scanner, characterized in that the laser beam is reflected from the object to be measured and the total distance traveled by the scanner is 1000mm or more. 챔버 내에 마련된 피측정물에 온도 변화를 가하는 단계;Applying a temperature change to the object under test provided in the chamber; 상기 피측정물에 레이저빔을 경사지게 투사하는 단계;Obliquely projecting a laser beam onto the object to be measured; 피측정물에 부딪혀 반사된 상기 레이저빔을 반사판을 통해 스캐너로 반사시키는 단계;Reflecting the laser beam reflected from the object to be measured through a reflector to a scanner; 상기 입사된 레이저빔을 스캐너에서 읽고 전기적인 신호로 전환시켜 연산기로 송신하는 단계; 및Reading the incident laser beam by a scanner and converting the incident laser beam into an electrical signal and transmitting the same to an operator; And 상기 연산기에서 수신된 신호를 저장 및 연산하고, 연산된 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정방법.And storing and calculating the signal received by the calculator, and displaying the calculated data. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 투사되는 레이저빔이 측정하고자 하는 피측정물에 도달하도록 x-y 스테이지의 위치를 조정하는 단계와,Adjusting the position of the x-y stage so that the projected laser beam reaches the object to be measured; 상기 레이저 모듈의 틸트를 조정하여 투사되는 레이저빔의 각도를 조정하는 단계가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정방법.And adjusting the tilt of the laser module to adjust the angle of the laser beam to be projected. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 연산 단계에서 피측정물의 경사각도를 구하는 식은The equation for obtaining the inclination angle of the measured object in the calculating step is (여기서, θ는 피측정물의 경사각도이고, Δx는 레이저빔의 미소변위이며, l은 레이저빔이 피측정물에서 반사되어 스캐너에 도달하는 거리이고, θ의 값은 라디안 값이다)(Where θ is the angle of inclination of the object under test, Δx is the small displacement of the laser beam, l is the distance the laser beam is reflected from the object under test and reaches the scanner, and the value of θ is the radian value) 인 것을 특징으로 하는 스캐너를 이용한 경사각 측정방법.Tilt angle measurement method using a scanner, characterized in that.
KR10-2003-0042156A 2003-06-26 2003-06-26 Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof KR100516624B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0042156A KR100516624B1 (en) 2003-06-26 2003-06-26 Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0042156A KR100516624B1 (en) 2003-06-26 2003-06-26 Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050001817A KR20050001817A (en) 2005-01-07
KR100516624B1 true KR100516624B1 (en) 2005-09-22

Family

ID=37217416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0042156A KR100516624B1 (en) 2003-06-26 2003-06-26 Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100516624B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100953779B1 (en) * 2007-08-22 2010-04-21 한국기초과학지원연구원 Tilt measuring aparatus of measuring object using laser
KR102129996B1 (en) * 2019-01-21 2020-07-03 한국항공우주산업 주식회사 Inspecting apparatus using laser
KR102601670B1 (en) * 2021-06-16 2023-11-13 한국표준과학연구원 Tilt Stage for Atomic Force Microscope and Step Measurement Method Using The Same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050001817A (en) 2005-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3866038A (en) Apparatus for measuring surface flatness
US5844670A (en) Method of and systems for measuring eccentricity of an aspherical lens surface
EP1003010A2 (en) Interferometer and measuring method using interferometer
CN110726669B (en) Flying probe is camera subassembly and flying probe test equipment for test equipment
KR20200108874A (en) Projection of structured light for mirror surfaces
US5569835A (en) Reference wire compensation method and apparatus
US6836280B2 (en) Collimation assembly and methods and apparatus for calibrating collimation and pre-scan assemblies in a laser scanning unit
KR100516624B1 (en) Tilt angle measuring device by using scanner and measuring method thereof
CN116336995A (en) Small-angle inspection device and small-angle inspection method based on auto-collimation principle
CN117092814A (en) Adjusting device and method for optical system of poloxamer
US5838434A (en) Semiconductor device lead calibration unit
KR101874942B1 (en) Packaged semiconductor chip detecting device
US5689337A (en) Coaxial disc-mount for measuring flatness of computer-drive discs by interferometry
CN103471834A (en) Device for accurately measuring bending rigidity in high-and-low temperature environment
CN203672722U (en) Bending rigidity testing device used in high-low temperature environments
JP4849709B2 (en) Measuring device for flatness etc.
KR0155096B1 (en) Concentricity and parallelism inspection device of a sled part of optical pick up base
JP3524377B2 (en) Shape measuring device and shape measuring method
TWI735337B (en) Linear displacement calibration method and inspection apparatus using the same
CN215574586U (en) Large-angle reflection testing device
CN219810839U (en) Be applied to online measurement's laser ellipsometer
KR0175124B1 (en) A pick-up base test device of optical pick-up actuator
KR0175125B1 (en) A pick-up base test device of optical pick-up actuators
CN216207442U (en) Device for measuring uniformity of cover plate glass of mobile phone based on interference principle
JPH0835832A (en) Plank thickness measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee