KR100586911B1

KR100586911B1 - 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치

Info

Publication number: KR100586911B1
Application number: KR1020040054248A
Authority: KR
Inventors: 박영태
Original assignee: 박영태
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2006-06-08
Also published as: KR20060005458A

Abstract

본 발명은 경통하우징의 선단에 형성된 제1,2대물렌즈와, 경통하우징의 제1,2대물렌즈 후방측에 고정되어 제1,2대물렌즈를 통과한 광을 집광시키는 집점렌즈와, 경통하우징의 집점렌즈 후방측에서 상부로 수직돌출되게 형성되어 조명측집점경과 콘덴서렌즈를 갖는 광원과, 일측에 고정눈금을 갖고 타측에 통공된 작은구멍의 핀홀(Pinhole)을 갖으며 광원 하부에 끼움결합 또는 분리되는 카트리지 프리즘과, 경통하우징의 집점렌즈 연장선상에서 광원의 후방측 형성된 반투과성 프리즘과, 반투과성 프리즘의 후방측에 형성된 접안렌즈와, 접안렌즈 후방측에 고정되어 적절한 광량으로 형성된 결상을 포착하는 CCD카메라와, CCD카메라에서 전송된 신호를 통하여 결상을 화상으로 나타내는 모니터와, 모니터와 CCD카메라를 제어하는 화상제어부로 구성된 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치에 관한 것이다.

이런 본 발명은 저렴하고 인체에 유해한 X선, 감마선 등의 적색이상의 파장대에 위치한 광선을 배제하면서 선명도를 그대로 유지할 수 있고 피검물의 평면기울기 및 직각도, 평면상에 조림되어지는 광학렌즈의 정렬 및 기울기 등을 한 번에 여러개의 부품을 동시에 검사할 수 있으며, 프리즘에 눈금을 갖는 핀홀을 구성하여 미세하게 표시되어 있는 고정된 눈금선에 측정하는 물품의 기울기 변동에 따라 가변되는 눈금선의 위치를 파악하여 눈금을 계산함으로써 정확한 기울기 수치를 알 수 있어 정밀한 측정이 가능할 뿐만 아니라 무게가 가볍게 제작되어 휴대가 간편하고 이동성이 향상된 효과가 있다.

카트리지프리즘, 핀홀, 기동눈금, 고정눈금, 광원, CCD카메라, 모니터

Description

카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치{Auto collomator apparatus having cartridge prism}

도 1은 본 발명 실시예의 모습을 보인 평면도,

도 2는 본 발명 실시예의 정면도,

도 3은 본 발명 실시예의 좌측면도,

도 4는 본 발명 실시예의 구조를 보인 확대 정단면도,

도 5는 본 발명 실시예의 구성도,

도 6은 본 발명 실시예의 작동상태를 보인 설명도,

도 6a는 피사체가 양품일 경우 모니터에 입사광이 나타낸 모습을 보인 설명도,

도 6b는 피사체가 불량품A일 경우 모니터에 입사광이 나타낸 모습을 보인 설명도,

도 6c는 피사체가 불량품B일 경우 모니터에 입사광이 나타낸 모습을 보인 설명도,

도 7은 본 발명 실시예의 세부 구성을 보인 구성도,

도 8은 본 발명 실시예의 카트리지 프리즘의 모습을 보인 요부 확대 사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 카트리지 프리즘 11 : 핀홀

12 : 가동눈금 13 : 고정눈금

20 : 광원 21 : 콘덴서렌즈

22 : 조명측집점경 30 : 집점렌즈

41,42 : 제1,2대물렌즈 50 : 경통하우징

60 : 반투과성프리즘 70 : 접안렌즈

80 : CCD카메라 81 : 모니터

90 : 화상제어부

본 발명은 입사된 광선을 평행하게 시준하는 콜리메이터(Collomator)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저렴하고 인체에 유해한 X선, 감마선 등의 적색이상의 파장대에 위치한 광선을 배제하면서 선명도를 그대로 유지할 수 있고 피검물의 평면기울기 및 직각도, 평면상에 조림되어지는 광학렌즈의 정렬 및 기울기 등을 한 번에 여러개의 부품을 동시에 검사할 수 있으며, 프리즘에 눈금을 갖는 핀홀을 구성하여 미세하게 표시되어 있는 고정된 눈금선에 측정하는 물품의 기울기 변동에 따라 가변되는 눈금선의 위치를 파악하여 눈금을 계산함으로써 정확한 기울기 수치를 알 수 있어 정밀한 측정이 가능할 뿐만 아니라 무게가 가볍게 제작되어 휴대가 간편하고 이동성이 향상된 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치에 관한 것이다.

콜리메이터(Collomator)는 좁은 틈으로 넣은 광선의 다발을 렌즈계에 의해서 평행한 광선의 다발인 평행광속(光束)으로 만드는 광학시스템으로, 평행광속을 다른 광학계에 입사시키므로써 광학장치의 테스트나 조정, 각종 렌즈의 초점거리 및 광축의 위치측정 등에 사용된다.

이러한 콜리메이터(Collomator)는, 도 1에서 도시된 바와 같이, 소정의 하우징(100A) 내에 광을 발생시키는 램프(110)와, 상기 램프(110)에서 조사된 광이 통과되는 꽃무뉘표판(120)과, 상기 꽃무뉘표판(120)을 통과한 램프(110)의 발산광을 평행광으로 집속하는 콜리메이팅 렌즈(Collomator L둔)(130)와, 상기 콜리메이팅 렌즈(130)에 의해 형성된 상정에 상·하 왕복이동으로 초점위치를 맞추어 평행광을 만드는 테스트 렌즈(140)와, 상기 테스트 렌즈(140)에 의해 형성된 평행광을 반사시키는 미러(150)와, 상기 미러(150)에 의해 반사되어 경로가 반대로 변환된 광을 횡방향으로 반사되도록 두 개가 직각 프리즘이 근접 배치되게 형성된 빔 분리기(Beal Splitter)(160)와, 상기 빔 분리기(160)에 의해 반사되어 경로가 바뀐 광을 시각을 통해 상을 확인할 수 있도록 구비된 아이피이스(Eyepiece)(170)를 포함하여 구성된 광학부(100)와, 상기 광학부(100)가 고정 지지되는 지주부(200)로 구성된다.

이와 같이 구성된 콜리메이터의 광경로를 살펴보면, 상기 램프(110)에서 발 생된 광은 꽃무늬표판(120)을 통과한 후, 입사광은 두 개의 직각프리즘을 근접 배치시켜 입방체로 만든 빔 분리기(Beal Splitter)(160)로 진행하여 입사면에 평행한 P파는 통과하게 된다. 상기와 같이 빔 분리기(160)를 통과한 입사광은 소정의 초점거리를 갖는 콜리메이팅 렌즈(130)에 의해 상정이 형성되고, 이 때, 상기 테스트 렌즈(140)를 상·하 왕복 이동시켜 테스트 렌즈(140)의 초점위치를 상기 콜리메이팅 렌즈(130)에 의해 상정을 맞추면 광은 평행하게 집속 진행되어 미러(150)에서 반사된다. 이때, 상기 미러(150)에서 반사된 반사광의 편광면은 입사관의 편광면에 대하여 90˚ 다른 S파가 되어 빔 분리기(Beal Spitter)(160)에 입사된 후, 좌향으로 90˚ 반사되어 아이피이스(170)로 보내지게 되고, 사용자는 상기 아이피이스(170)를 통해 꽃무뉘표판(120)의 상을 시각으로 확인할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 콜리메이터는 단순히 사람의 시각을 통해 광학장치의 배열상태를 검사 및 측정하게 되므로써 정확도가 저하되어 정밀한 광학장치의 검사시에 오차가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 지주부의 소정위치에 광학부가 고정되어 있을 뿐만 아니라 상기 광학부내에 구성된 광학부품도 하우징에 고정되어 있으므로 광학시스템의 정렬상태를 변경시킬 수 없게 도어 선명한 결상을 얻을 수 없게 될 뿐만 아니라 광학부품을 조립하면서 광축의 정렬상태를 확인할 수 없게 되므로써 작업공정이 복잡하게 되어 생산성 저하를 유발시키게 되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 하우징의 일측 상부에 구비된 레이저부에서 조사되는 광을 집광시키는 제1대물렌즈가 상기 레이저부 하방에 배치되 고, 상기 제1대물렌즈에 의해 집광된 광이 통과되도록 통공된 작은 구멍의 핀홀(Pinhole)과, 상기 핀홀을 통과한 레이저부의 발산광을 평행광으로 집속시키는 콜리메이팅 렌즈와, 상기 콜리메이팅 렌즈에 의해 집속된 입사광의 상태에 따라 반사각도를 조정할 수 있도록 하는 가동반사구와, 상기 가동반사구에 의해 반사되어 경로가 반대로 변경된 광을 횡방향으로 반사시키고 광의 상태에 따라 고정각도를 조정할 수 있도록 한 직각프리즘1이 수직방향으로 일련되게 배치되고, 상기 직각프리즘1에서 반사된 광을 시각으로 상을 확인할 수 있도록 상이 맺히는 스크린(Screen)이 직각프리즘1의 우측 하우징에 배치되고, 상기 직각프리즘1에서 반사된 광을 상방으로 반사시키고 광의 상태에 따라 고정각도를 조정할 수 있도록 한 직각프리즘2가 스크린과 직각프리즘1 사이에 배치되고, 상기 직각프리즘2에서 반사된 광을 측정 배율에 따라 상·하 구동 및 탈착할 수 있도록 한 제2대물렌즈와, 회동되는 수 개의 필터에서 선택된 필터를 통해 상기 제2대물렌즈에서 유입되는 광량을 조정하는 가변필터와, 상기 가변필터에 의해 적절한 광량으로 형성된 결상을 포착하는 카메라가 상방으로 일련되게 배치되는 광학부와; 상기 광학부가 지지될 수 있도록 봉체로 상하 길게 연장된 지주부와; 상기 지주부에 광학부를 상·하 이동 및 회동 가능하게 지지 및 연결시키는 가동연결부와; 상기 광학부에서 전송된 신호를 통하여 결상을 화상으로 나타내는 모니터와, 상기 모니터와 카메라를 운영, 통제하는 컴퓨터로 구성된 화상제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 광축 조정용 오토 콜리메이터(Auto Collimator) 장치가 1996년 3월 16일자 공개실용 96-8906호로 공개된 바 있다.

그러나, 이런 종래의 오토 콜리메이터 장치는 인체에 유해한 광선인 레이저를 광원으로 사용함으로써 장시간 사용시 인체에 해로울 수 있고 레이저 공원은 전류 구동으로 동작되기 때문에 레이저의 구입비용과 레이저를 구동시키기 위한 전원공급장치의 부가비용이 발생하여 제작비용이 고가이기 때문에 대중으로의 보급이 어려워 대중화가 쉽지 않은 문제점이 있었다.

또한, 에이저 빔을 광원으로 사용하는 종래의 오토 콜리메이터 장치는 고정된 눈금선과는 별도로 레이저 빔을 화면에 표시하여 정확한 계산보다는 점이 표시하는 분포를 보고 제품의 양품과 불량품 여부를 판정하기 위한 목적으로 사용되는 바, 포괄적인 판저으로 제품의 검사시간을 줄일 수 있을 뿐 정확한 계산치를 산정하지 못하여 정확한 기울기의 수치를 알 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 오토 콜리메이터 장치는 기기와 전원공급장치를 포함한 전체의무게가 무거워 휴대가 불편함으로써 이동성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원이 고가의 레이저가 아닌 저렴한 할로겐 램프를 사용하여 저렴하고 인체에 유해한 X선, 감마선 등의 적색이상의 파장대에 위치한 광선을 배제하면서 레이저가 표현하는 선명도를 그대로 유지할 수 있으며 확대된 영상을 확인하면서 초점거리 및 광축을 측정할 수 있도록 함과 동시에 광축에 광학부품의 중심을 정렬시키면서 순차적으로 조림(眺臨)할 수 있도록 하는 오토 콜리메이터(Auto Collimator) 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 피검물의 평면기울기 및 직각도, 평면상에 조림되어지는 광학렌즈의 정렬 및 기울기 등을 한 번에 여러개의 부품을 동시에 검사할 수 있는 오토 콜리메이터 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 프리즘에 눈금을 갖는 핀홀을 구성하여 미세하게 표시되어 있는 고정된 눈금선에 측정하는 물품의 기울기 변동에 따라 가변되는 눈금선의 위치를 파악하여 눈금을 계산함으로써 정확한 기울기 수치를 알 수 있어 정밀한 측정이 가능할 뿐만 아니라 무게가 가볍게 제작되어 휴대가 간편하고 이동성이 향상된 오토 콜리메이터 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 오토 콜리메이터장치에 있어서, 경통하우징의 선단에 형성된 제1,2대물렌즈와, 경통하우징의 제1,2대물렌즈 후방측에 고정되어 제1,2대물렌즈를 통과한 광을 집광시키는 집점렌즈와, 경통하우징의 집점렌즈 후방측에서 상부로 수직돌출되게 형성되어 조명측집점경과 콘덴서렌즈를 갖는 광원과, 일측에 고정눈금을 갖고 타측에 통공된 작은구멍의 핀홀(Pinhole)을 갖으며 광원 하부에 끼움결합 또는 분리되는 카트리지 프리즘과, 경통하우징의 집점렌즈 연장선상에서 광원의 후방측 형성된 반투과성 프리즘과, 경통하우징의 연장선상에서 반투과성 프리즘의 후방측에 형성된 접안렌즈와, 접안렌즈 후방측에 고정되어 적절한 광량으로 형성된 결상을 포착하는 CCD카메라와, CCD카메라에서 전송 된 신호를 통하여 결상을 화상으로 나타내는 모니터와, 모니터와 CCD카메라를 제어하는 화상제어부로 구성된다.

상기 카트리지 프리즘의 핀홀에는 가동눈금을 더 구비하여 제품의 정화한 기울기가 모니터에 화상으로 재현되도록 한다.

상기 광원으로는 저가인 할로겐 램프를 사용하여 인체에 유해한 X선, 감마선 등의 적색이상의 파장대에 위치한 광선을 배제하면서 높은 선명도를 그대로 유지한다.

상기 화상제어부로는 노트북 또는 개인용 컴퓨터를 사용한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시예의 모습을 보인 평면도이고, 도 2는 본 발명 실시예의 정면도이며, 도 3은 본 발명 실시예의 좌측면도이고, 도 4는 본 발명 실시예의 구조를 보인 확대 정단면도이며, 도 5는 본 발명 실시예의 구성도이다.

본 발명의 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치는 경통하우징(50)의 선단에 형성된 제1,2대물렌즈(41)(42)와, 경통하우징(50)의 제1,2대물렌즈(41)(42) 후방측에 고정되어 제1,2대물렌즈(41)(42)를 통과한 광을 집광시키는 집점렌즈(30)와, 경통하우징(50)의 집점렌즈(30) 후방측에서 상부로 수직돌출되게 형성되어 조명측집점경(22)과 콘덴서렌즈(21)를 갖는 할로겐 램프인 광원(20)과, 일측에 고정눈금(13)을 갖고 타측에 통공된 작은구멍의 핀홀(Pinhole)(11)을 갖으며 광원 하부에 끼움결합 또는 분리되는 카트리지 프리즘(10)과, 경통하우징(50)의 집점렌즈(30) 연장선상에서 광원의 후방측 형성된 반투과성 프리즘(60)과, 경통하우 징(50)의 연장선상에서 반투과성 프리즘(60)의 후방측에 형성된 접안렌즈(70)와, 접안렌즈(70) 후방측에 고정되어 적절한 광량으로 형성된 결상을 포착하는 CCD카메라(80)와, CCD카메라(80)에서 전송된 신호를 통하여 결상을 화상으로 나타내는 모니터(81)와, 모니터(81)와 CCD카메라(80)를 제어하는 개인용 컴푸터 또는 노트북인 화상제어부(90)로 구성된다.

상기 카트리지 프리즘(10)의 핀홀(11)에는 가동눈금(11)을 형성시켜서 사용할 수도 있고, 핀홀(11)에 가동눈금(11)이 형성되지 않은 상태의 카트리지 프리즘(10)을 사용할 수도 있다.더 구비하여 제품의 정화한 기울기가 모니터에 화상으로 재현되도록 한다.

도 6은 본 발명 실시예의 작동상태를 보인 설명도로, 도 6a는 피사체가 양품일 경우 모니터에 입사광이 나타낸 모습을 보인 설명도이고, 도 6b는 피사체가 불량품A일 경우 모니터에 입사광이 나타낸 모습을 보인 설명도이며, 도 6c는 피사체가 불량품B일 경우 모니터에 입사광이 나타낸 모습을 보인 설명도이고, 도 7은 본 발명 실시예의 세부 구성을 보인 구성도이다.

도 8은 본 발명 실시예의 카트리지 프리즘의 모습을 보인 요부 확대 사시도로, 광원(20)의 하단에 위치되어 일측에 고정눈금(13)이 형성되고 타측에 통공된 작은구멍의 핀홀(Pinhole)(11)을 갖되 핀홀(11)에는 가동눈금912)이 형성되며 손잡이에 의해 광원(20) 하부에서 끼움지고 또한 분리된다.

이와 같이, 본 발명은 광원이 고가의 레이저가 아닌 저렴한 할로겐 램프를 사용하여 저렴하고 인체에 유해한 X선, 감마선 등의 적색이상의 파장대에 위치한 광선을 배제하면서 레이저가 표현하는 선명도를 그대로 유지할 수 있으며 확대된 영상을 확인하면서 초점거리 및 광축을 측정할 수 있도록 함과 동시에 광축에 광학부품의 중심을 정렬시키면서 순차적으로 조림(眺臨)할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피검물의 평면기울기 및 직각도, 평면상에 조림되어지는 광학렌즈의 정렬 및 기울기 등을 한 번에 여러개의 부품을 동시에 검사할 수 있는 효과가 있다.

또한, 프리즘에 눈금을 갖는 핀홀을 구성하여 미세하게 표시되어 있는 고정된 눈금선에 측정하는 물품의 기울기 변동에 따라 가변되는 눈금선의 위치를 파악하여 눈금을 계산함으로써 정확한 기울기 수치를 알 수 있어 정밀한 측정이 가능할 뿐만 아니라 무게가 가볍게 제작되어 휴대가 간편하고 이동성이 향상된 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

오토 콜리메이터장치에 있어서;

경통하우징(50)의 선단에 형성된 제1,2대물렌즈(41)(42)와;

경통하우징(50)의 제1,2대물렌즈(41)(42) 후방측에 고정되어 제1,2대물렌즈(41)(42)를 통과한 광을 집광시키는 집점렌즈(30)와;

경통하우징(50)의 집점렌즈(30) 후방측에서 상부로 수직돌출되게 형성되어 조명측집점경(22)과 콘덴서렌즈(21)를 갖는 광원(20)과;

일측에 고정눈금(13)을 갖고 타측에 통공된 작은구멍의 핀홀(Pinhole)(11)을 갖으며 광원 하부에 끼움결합 또는 분리되는 카트리지 프리즘(10)과;

경통하우징(50)의 집점렌즈(30) 연장선상에서 광원의 후방측 형성된 반투과성 프리즘(60)과;

경통하우징(50)의 연장선상에서 반투과성 프리즘(60)의 후방측에 형성된 접안렌즈(70)와;

접안렌즈(70) 후방측에 고정되어 적절한 광량으로 형성된 결상을 포착하는 CCD카메라(80)와;

CCD카메라(80)에서 전송된 신호를 통하여 결상을 화상으로 나타내는 모니터(81)와;

모니터(81)와 CCD카메라(80)를 제어하는 화상제어부(90)를 구비함을 특징으로 하는 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치.
제 1 항에 있어서;

상기 카트리지 프리즘(10)의 핀홀(11)에는 가동눈금(12)을 더 구비함을 특징으로 하는 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치.
제 1 항에 있어서;

상기 광원(20)은 할로겐 램프인 것을 특징으로 하는 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치.
제 1 항에 있어서;

상기 화상제어부(90)는 노트북 또는 개인용 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 카트리지 프리즘을 갖는 오토 콜리메이터 장치.