KR100936282B1 - 판유리의 굴절률 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판유리의 굴절률을 측정하는 방법에 관한 것으로, 판유리(G)의 상부에 배치되는 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)를 이용해서 비접촉식으로 판유리(G)의 굴절률을 측정하는 방식이므로, 정밀하게 폴리싱된 유리표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제없이, 굴절률 측정작업의 자동화가 가능하고, 굴절률 측정작업의 정밀도가 크게 향상되는 효과가 있다.
판유리, 굴절률 측정, 레이저광
Description
도 1은 본 발명에 따른 판유리 굴절률 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 판유리 굴절률 측정방법의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -
10 ; 레이저광출력기, 20,20' ; 영상촬영기,
30 ; 제어유닛, 40 ; 입력유닛,
50 ; 출력유닛, 60 ; 스크린,
G ; 판유리, G1 ; 상면,
G2 ; 하면, L1 ; 입사광,
L2 ; 제1반사광, L3 ; 제2반사광,
S1 ; 제1스폿, S2 ; 제2스폿,
S3 ; 제3스폿, S4 ; 제4스폿.
본 발명은 판유리의 굴절률을 측정하는 방법에 관한 것으로, 판유리의 굴절률을 비접촉식으로 손쉽게 측정할 수 있도록 된 판유리 굴절률 측정방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 빛은 등방성(等方性)을 갖는 두 종류의 매질(媒質)의 경계면을 통과할 때 굴절되는데, 굴절률은 입사각과 굴절각 사이에 성립되는 스넬의 법칙(굴절의 법칙)에서 상수(常數) n의 값을 말하며, 이 값은 그 매질 안에서의 빛의 속도와 관련이 있다.
상기 투명한 재질의 굴절률에 대한 측정은 시료의 모양과 형상, 또는 재질의 종류에 따라서 다양한 형태로 측정되고 있다.
그러나 종래에는, 판형태를 이루는 유리재질의 굴절률을 손쉬우면서도 정확하게 측정할 수 있는 방안이 강구되지 못하여, 공지의 굴절률 측정장치를 이용해서 굴절률을 측정하고 있다.
따라서, 판유리의 굴절률을 정확하고 용이하게 측정할 수 있는 방안에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이지만, 아직까지 이렇다 할만한 방안이 제시 되지 못하고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해서 발명된 것으로, 비접촉식으로 판유리의 굴절률을 손쉬우면서도 정확하게 측정할 수 있는 판유리 굴절률 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 레이저광출력기를 매개로 입사광을 일정 각도만큼 경사지게 판유리의 상면으로 조사하는 단계 ; 영상촬영기를 매개로 판유리의 상면에 형성되는 제1스폿과 제2스폿 간의 이격거리를 영상 촬영하는 단계 ; 영상촬영기의 촬영 영상으로부터 제1스폿과 제2스폿 간의 이격거리를 구하는 단계 ; 로 이루어진 수학식을 매개로 판유리의 굴절률을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법으로 되어 있다.
또한 본 발명은, 레이저광출력기를 매개로 입사광을 일정 각도만큼 경사지게 판유리의 상면으로 조사하여 제1반사광에 의한 제3스폿과 제2반사광에 의한 제4스폿이 일정 각도만큼 경사지게 배치된 스크린에 형성되도록 하는 단계 ; 영상촬영기를 매개로 스크린에 형성된 제3스폿과 제4스폿 간의 이격거리를 영상 촬영하는 단 계 ; 영상촬영기의 촬영 영상으로부터 제3스폿과 제4스폿 간의 이격거리를 구하는 단계 ; 로 이루어진 수학식을 매개로 판유리의 굴절률을 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법으로 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 판유리 굴절률 측정방법을 수행하는 판유리 굴절률 측정장치를 도시하고 있는데, 이에 의하면 판유리 굴절률 측정장치는, 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 레이저광출력기(10)와 ; 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 촬영하는 영상촬영기(20) ; 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)의 작동을 제어하고, 영상촬영기(20)로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리(G)의 굴절률(n)을 산출하는 제어유닛(30) ; 제어유닛(30)의 작동을 제어하는 입력유닛(40) 및; 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어, 제어유닛(30)의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛(50)으로 구성된다. 본 실시예의 경우, 상기 레이저광출력기(10)로는 레이저광선을 외부로 출력할 수 있는 공지의 것을 적용하였다. 또한, 상기 영상촬영기(20)로는 CCD 카메라를 적용하였다. 또한, 상기 제어유닛(30)으로는 데스크톱 컴퓨터를, 입력유닛(40)으로는 키보드나 마우스 를, 출력유닛(50)으로는 모니터를 적용하였다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 판유리 굴절률 측정방법을 단계별로 설명해 보면 다음과 같다.
1. 레이저광출력기(10)를 매개로 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 단계.
상기 측정 시료인 판유리(G)가 측정 위치에 놓여진 상태에서, 측정자가 입력유닛(40)을 조작하여 두께 측정을 시작하면, 레이저광출력기(10)가 제어유닛(30)에 의해 작동되어서 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사되도록 하였다. 이처럼, 상기 판유리(G)의 상면(G1)에 입사광(L1)을 조사하면, 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사된 입사광(L1)이, 판유리(G)의 상면(G1)을 통해서 직접 반사되는 제1반사광(L2)과 ; 판유리(G)의 내부로 굴절되어서 판유리(G)의 하면(G2)을 통해 반사된 후, 다시 판유리(G)의 상면(G1)을 통해 판유리(G)의 외부로 굴절되는 제2반사광(L3)으로 구분된다. 이때, 상기 판유리(G)의 상면(G1)에는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)이 밝게 표시된다.
2. 영상촬영기(20)를 매개로 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2) 간의 이격거리(k)를 영상 촬영하는 단계.
상기 판유리(G)의 상면(G1)에 입사광(L1)이 조사되는 상태에서, 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되는 영상촬영기(20)를 매개로 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2) 간의 이격거리(k)를 촬영한다.
3. 영상촬영기(20)의 촬영 영상으로부터 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2) 간의 이격거리(k)를 구하는 단계.
본 실시예의 경우, 상기 제어유닛(30)이 영상촬영기(20)로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 자동으로 측정토록 하였다.
4. 다음의 수학식 1을 매개로 대기상태에서의 판유리(G)의 굴절률(n)을 산출하는 단계.
여기서, "t"은 판유리(G)의 두께를 나타낸다.
본 실시예의 경우, 상기 출력유닛(50)이 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어서 판유리(G)의 두께(t)를 외부로 출력토록 하였다. 상기 판유리(G)의 두께(t)는 실험전에 이미 결정된 상태이다.
본 발명에 따르면, 상기 판유리(G)의 상부에 배치되는 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)를 이용해서 판유리(G)의 굴절률(n)을 비접촉식으로 측정하는 방식이므로, 굴절률 측정 작업이 매우 단순하고 편리하게 되어 자동화가 가능할 뿐만 아니라, 굴절률 측정의 정밀도가 크게 향상되며, 정밀하게 폴리싱된 유리표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제는 초래되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 판유리 굴절률 측정방법의 다른 일예를 설명하기 위한 도면으로서, 본 실시예에 따른 굴절률 측정방법을 수행하는 판유리 굴절률 측정장치를 도시하고 있는데, 이에 의하면 판유리 굴절률 측정장치는, 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 레이저광출력기(10)와 ; 일정 각도(θ2)만큼 경사지게 배치되어, 판유리(G)로부터의 제1반사광(L2)과 제2반사광(L3)이 조사되는 스크린(60) ; 스크린(60)에 형성되는 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4)간의 이격거리(x)를 촬영하는 영상촬영기(20') ; 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20')의 작동을 제어하고, 영상촬영기(20')로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리(G)의 굴절률(n)을 산출하는 제어유닛(30) ; 제어유닛(30)의 작동을 제어하는 입력유닛(40) 및; 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어, 제어유닛(30)의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛(50)으로 구성된다.
도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 판유리 측정방법을 단계별로 설명해 보면 다음과 같다.
1. 레이저광출력기(10)를 매개로 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하여 제1반사광(L2)에 의한 제3스폿(S3)과 제2반사광(L3)에 의한 제4스폿(S4)이 일정 각도(θ2)만큼 경사지게 배치된 스크린(60)에 형성되도록 하는 단계.
상기 스크린(60)에 형성되는 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4)은 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)에 비해 매우 선명하게 나타난다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 제어유닛(30)에서의 영상처리시에 스폿간의 거리측정을 보다 정확하게 할 수 있게 된다.
2. 영상촬영기(20')를 매개로 스크린(60)에 형성된 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)를 영상 촬영하는 단계.
상기 판유리(G)의 상면(G1)에 입사광(L1)이 조사되는 상태에서, 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되는 영상촬영기(20')를 매개로 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)를 촬영한다.
3. 영상촬영기(20')의 촬영 영상으로부터 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)를 구하는 단계.
상기 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)를 구하는 방법은 상기 제 1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 구하는 방법과 사실상 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략토록 하였다.
4. 다음의 수학식 3을 매개로 판유리(G)의 굴절률(n)을 산출하는 단계.
우선, 상기 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)와, 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)는 다음의 수학식 2와 같은 관계이다.
따라서, 이를 상기 수학식 1에 대입하면 다음의 수학식 3이 구해진다.
본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위를 벗 어나지 않는 한도 내에서, 보다 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
일예로 상기 본 실시예의 경우에는, 제어유닛(30)에서 영상촬영기(20 ; 20')로부터의 촬영 영상을 입력받아서, 영상촬영기(20)의 촬영 영상으로부터 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2) 간의 이격거리(k), 또는 영상촬영기(20')의 촬영 영상으로부터 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)와, 판유리(G)의 굴절률(n)을 자동으로 산출토록 하였지만, 본 발명은 이러한 판유리 굴절률 측정장치에 국한되지 않고, 다양하게 적용되어 실시될 수 있다. 일예로, 번거롭기는 하지만, 이러한 작업을 측정자가 직접 수작업으로, 또는 일반 계산기와 같은 별도의 다른 연산장치를 이용해서 수행할 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 판유리 굴절률 측정방법은, 판유리의 굴절률 측정에만 그 사용이 한정되지 않고, 투명한 재질의 판재 굴절률을 측정하는데 모두 적용될 수 있음은 물론이다.
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 판유리(G)의 상부에 배치되는 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)를 이용해서 비접촉식으로 판유리(G)의 굴절률을 측정하는 방식이므로, 정밀하게 폴리싱된 유리표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제없이, 굴절률 측정작업의 자동화가 가능하고, 굴절률 측정작업의 정밀도가 크게 향상되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 레이저광출력기(10)를 매개로 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하여 제1반사광(L2)에 의한 제3스폿(S3)과 제2반사광(L3)에 의한 제4스폿(S4)이 일정 각도(θ2)만큼 경사지게 배치된 스크린(60)에 형성되도록 하는 단계 ;영상촬영기(20')를 매개로 스크린(60)에 형성된 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)를 영상 촬영하는 단계 ;영상촬영기(20')의 촬영 영상으로부터 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4) 간의 이격거리(x)를 구하는 단계 ;
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KR20030025891A (ko) * | 2001-09-21 | 2003-03-29 | 케이맥(주) | 다층박막의 두께형상과 굴절률분포를 2차원형반사광도계의 원리를 이용하여 측정하는 장치와 그 측정방법 |
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- 2007-07-13 KR KR1020070070803A patent/KR100936282B1/ko not_active IP Right Cessation
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