KR101055639B1 - Measuring system - Google Patents

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KR101055639B1
KR101055639B1 KR1020100120206A KR20100120206A KR101055639B1 KR 101055639 B1 KR101055639 B1 KR 101055639B1 KR 1020100120206 A KR1020100120206 A KR 1020100120206A KR 20100120206 A KR20100120206 A KR 20100120206A KR 101055639 B1 KR101055639 B1 KR 101055639B1
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KR1020100120206A
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이창우
송준엽
하태호
이재학
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한국기계연구원
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Abstract

PURPOSE: A measuring system which can obtain the high precision of measurement is provided improve high precision of measurement and reduce costs for composing the device. CONSTITUTION: A measuring system comprises a reference ruler(110), a light focusing member(120), and a light measuring member(130). The reference ruler comprises includes scale parts, which is alternately located, and includes a recessed part and a protruding part. The light focusing member emits light to reference ruler and collects the light reflected from the reference ruler.

Description

측정 시스템 {Measuring System}Measuring System {Measuring System}

본 발명은 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a measurement system.

공장 자동화를 위한 각종 기계들이 정확한 위치를 찾아 움직일 수 있도록 하기 위해서는, 센서, 제어기 등과 더불어 선형자(linear scale)가 필요하다. 일반적으로 사용되는 선형자의 형태가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 일반적인 종래의 선형자의 경우, 일정한 간격으로 눈금이 형성되어 고정된 기준자(1)가 설치되고, 역시 일정한 간격으로 눈금이 형성된 비교자(2)가 그 일측에 나란하게 구비되며, 광원(3)으로부터 나온 빛이 반사판(4)에 의해 반사되어 상기 비교자(2) 및 상기 기준자(1)를 순차적으로 통과하여 나오도록 한다. 이렇게 상기 비교자(2) 및 상기 기준자(1)를 순차적으로 통과하여 나온 빛을 측정하였을 때, 상기 비교자(2) 및 상기 기준자(1)의 눈금이 어긋난 정도에 따라 맥놀이 현상이 발생하여 광량에 변화가 생기게 된다. 이 측정광의 광량은 일반적으로 사인파(sine wave)를 형성하게 되는데, 상기 측정광과 90° 위상차를 가지는(즉 코사인파(cosine wave)를 형성하는) 신호를 하나 더 받아서 이를 동시에 사용함으로써, 이동 방향 또한 측정할 수 있다. 이러한 원리에 따라, 상기 기준자(1) 및 상기 비교자(2)에 새겨진 눈금의 피치(pitch), 측정광의 광량 변화값 등을 사용하여 (자동 작동되는 기계의) 이송부가 원하는 정확한 위치에 도달하였는지의 여부를 산출하여 확인할 수 있게 된다.In order to enable the various machines for factory automation to locate and move the correct position, a linear scale is required along with sensors and controllers. The type of linear used generally is shown in FIG. 1. As shown, in the case of a general conventional linear ruler, the scales are formed at regular intervals so that the fixed reference ruler 1 is installed, and the comparator 2, which is also scaled at regular intervals, is provided side by side. The light emitted from the light source 3 is reflected by the reflector 4 to sequentially pass through the comparator 2 and the reference 1. When the light emitted through the comparator 2 and the reference 1 is sequentially measured, a beat phenomenon occurs according to the degree of deviation of the scales of the comparator 2 and the reference 1. This causes a change in the amount of light. The amount of light of the measurement light generally forms a sine wave, which receives a signal having a 90 ° retardation (that is, forms a cosine wave) from the measurement light and simultaneously uses the signal, thereby moving the signal. It can also be measured. According to this principle, the feeder (of an automatically operated machine) arrives at the desired position using the pitch of the scale engraved on the reference 1 and the comparator 2, the change in the amount of light of the measurement light, and the like. It can be confirmed by calculating whether or not.

한편, 자동 작동되는 기계의 이송부가 정확한 위치로 이동될 수 있도록 하기 위해서는, 원점 세팅이 이루어져야 함은 당연하다. 이 때, 기계 작동 중 이송부가 원점으로 귀환하였을 때 작동이 중지되는 것이 아니라, 일반적으로 임의의 위치에 있을 때 작동이 중지되는 경우가 대부분이며, 따라서 원점 세팅은 작동 초기에 항상 이루어져야 한다. 이를 위하여, 상기 기준자(1) 및 상기 비교자(2)에는 원점 세팅에 사용될 수 있는 기준점(1a)(2a)들이 더 형성되어 있게 된다.On the other hand, in order to be able to move the conveying part of the automatically operated machine to the correct position, it is natural that the origin setting must be made. At this time, the operation is not stopped when the feeder returns to the origin during machine operation. In general, the operation is usually stopped when it is in an arbitrary position, and therefore the home setting should always be made at the beginning of operation. To this end, the reference point 1 and the comparator 2 are further formed with reference points (1a) (2a) that can be used to set the origin.

그런데, 상술한 바와 같은 선형자가 정확하게 작동할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 기준자(1) 및 상기 비교자(2)에 정밀하고도 정확하게 눈금이 형성되어야 하는데, 이에 따라 상기 기준자(1) 및 상기 비교자(2)의 제작에 많은 비용이 들어가게 된다.
However, in order to enable the linear ruler as described above to operate correctly, the scale should be precisely and accurately formed on the standard 1 and the comparator 2, and thus the standard 1 and the The manufacturing of the comparator 2 is expensive.

한편, CD, DVD와 같은 광을 이용한 데이터 저장 매체(이하 광디스크로 통칭함)에서 데이터를 읽어들이는 데이터 픽업 장치에 있어서, 광디스크의 트랙을 놓치지 않고 읽어들일 수 있도록 하기 위한 제어가 필요하다. 도 2(A)에 도시되어 있는 바와 같이, 광디스크 표면에는 연속적인 디지털 데이터가 나선 형태로 배치되어 있게 된다. 이 때 데이터 중심은 물론 광디스크가 형성하고 있는 원형의 중심이 됨이 당연하다. 이러한 광디스크가 회전하면서 데이터 픽업 장치가 광디스크의 표면에 광을 조사하고 반사되어 돌아오는 광을 측정하여 이를 통해 데이터를 읽어들일 수 있게 되는데, 이 때 광디스크의 데이터 중심과 회전 중심이 정확하게 일치하게 하는 것은 물리적으로 사실상 매우 어려운 일이다. 즉 실제 사용 시 광디스크는 도 2(B)에 (일부 과장되게) 도시되어 있는 바와 같이 회전 중심과 데이터 중심이 어긋난 채로 회전하게 되며, 따라서 데이터 픽업 장치가 하나의 트랙을 따라가면서 에러 없이 광디스크에 새겨진 디지털 데이터를 읽을 수 있도록, 즉 따라가고 있던 트랙(이를 온-트랙이라고 한다)을 놓치지 않을 수 있도록, 데이터 픽업 장치는 광디스크의 움직임에 따라 좌우로 움직이는 동작을 하게 된다.On the other hand, in a data pickup device for reading data from a data storage medium (hereinafter, referred to as an optical disc) using optical such as CD and DVD, a control is required to read a track of the optical disc without missing it. As shown in Fig. 2A, continuous digital data is arranged in a spiral form on the optical disk surface. At this time, it is natural that not only the data center but also the center of the circle formed by the optical disc is formed. As the optical disk rotates, the data pickup device irradiates light onto the surface of the optical disk, measures the reflected light, and reads the data through the optical disk. It's physically very difficult. That is, in actual use, the optical disc rotates with the rotational center and the data center displaced as shown in (partly exaggerated) in Fig. 2 (B), so that the data pickup device is engraved on the optical disc without error while following one track. In order to read digital data, that is, not to miss a track that has been followed (called an on-track), the data pickup device moves left and right according to the movement of the optical disc.

이러한 데이터 픽업 장치에서, 읽고 있는 트랙을 벗어나지 않도록 움직임을 제어하기 위한 트래킹 방법으로 여러 방식들이 사용되고 있는데, 그 중 대표적인 것이 3빔 방식, 푸쉬-풀(push-pull) 방식, DPD 방식이 있다.In such a data pickup device, various methods are used as a tracking method for controlling the movement so as not to deviate from the track being read. Among them, a three-beam method, a push-pull method, and a DPD method are representative.

그런데, 이러한 광디스크 데이터 픽업 장치에서의 트래킹 방법의 목적은 하나의 트랙을 놓치지 않고 따라가도록 하는 것인 바, 트랙의 좌우로 약간의 오차가 발생하는 정도의 범위 내에서 제어가 이루어지게 된다. 즉, 광디스크 데이터 픽업 장치의 트래킹 방법에서는, 어떤 하나의 트랙을 따라가고 있다가 외부 충격 등에 의하여 따라가고 있던 트랙을 완전히 벗어나 다른 트랙에 맞춰지도록 위치가 변경될 경우, 변경된 위치에서 맞추어진 트랙을 새로이 따라가게 되며, 위치가 얼마나 건너뛰었는지, 건너뛰기 이전 위치는 어디인지 등을 찾아낼 수 없다는 점은 잘 알려져 있다. (이러한 점을 해소하기 위해서는 버퍼를 이용한 미리 읽기 방법 등이 적용되어 사용되고 있으며, 이는 트래킹 방법과는 전혀 별도의 기술이다.)
By the way, the purpose of the tracking method in the optical disk data pickup device is to follow one track without missing it, so that the control is performed within a range where a slight error occurs to the left and right of the track. In other words, in the tracking method of the optical disc data pickup apparatus, when a position is changed to follow another track but completely follows the track following by an external shock or the like, and is changed to match another track, the track that has been adjusted at the changed position is newly refreshed. It's well known that you can't find out how many locations were skipped, where they were before they were skipped, and so on. (In order to solve this problem, a read ahead method using a buffer is applied and used, which is completely separate from the tracking method.)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광디스크 픽업 장치에서 사용되는 트래킹 방법을 적용하여 장치 구성에 드는 비용이 상대적으로 저렴하면서도 높은 측정 정밀도를 얻을 수 있는 측정 시스템을 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to apply a tracking method used in an optical disk pickup device, and the cost of device construction is relatively low, but high measurement accuracy is achieved. To provide a measurement system that can be obtained.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 측정 시스템은, 일정 간격으로 교번 배치되는 요부 및 철부가 형성된 눈금부(110A)를 포함하여 이루어지는 기준자(110); 상기 기준자(110)로 입사광을 조사시키고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나오는 반사광을 집속 출력하는 광 집속 수단(120); 상기 광 집속 수단(120)에 의하여 상기 기준자(110)로 입사광이 조사되도록 상기 광 집속 수단(120)으로 광을 입사시키는 레이저 광원(131), 상기 광 집속 수단(120)으로부터 집속 출력된 반사광을 입사받아 측정하는 복수 개의 포토 다이오드(132), 상기 포토 다이오드(132)에서 측정된 적어도 한 쌍의 광신호를 사용하여 위치 정보를 산출하는 계산부(133)를 포함하여 이루어지는 광 측정 수단(130); 을 포함하여 이루어지며, 상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120) 간의 상대적인 위치 이동 시, 상기 광 측정 수단(130)은 트래킹 방법을 적용하되, 상기 포토 다이오드(132)에서는 상기 적어도 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 상기 각각 측정된 적어도 한 쌍의 광신호 값들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하고, 이를 사용하여 이동 거리 및 방향을 산출하는 것을 특징으로 한다.The measurement system of the present invention for achieving the above object, the reference member 110 including a graduation portion 110A formed with recesses and convex portions alternately arranged at regular intervals; Light focusing means (120) for irradiating incident light onto the reference (110) and focusing and outputting the reflected light reflected from the reference (110); Laser light source 131 for injecting light into the light focusing means 120 so that the incident light is irradiated to the reference ruler 110 by the light focusing means 120, the reflected light focused from the light focusing means 120 The optical measuring means 130 includes a plurality of photodiodes 132 for measuring the incident light and a calculation unit 133 for calculating position information using at least one pair of optical signals measured by the photodiodes 132. ); The light measuring means 130 applies a tracking method when the relative position is moved between the reference member 110 and the light focusing means 120, but the photodiode 132 may include the at least one. Measuring the pair of optical signals, and using the magnitude and phase difference of each of the measured at least one pair of optical signal values, measuring the number of graduations and the moving direction passed by the scale unit 110A according to the position movement size, It is characterized by calculating the moving distance and the direction using this.

이 때, 상기 광 측정 수단(130)은 3빔 방식, 푸쉬-풀(push-pull) 방식, DPD(difference phase detection) 방식 중 선택되는 어느 한 가지의 트래킹 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.In this case, the light measuring means 130 is characterized by using any one of the tracking method selected from the three-beam method, push-pull method (difference phase detection) method.

이 때, 상기 광 측정 수단(130)은 3빔 방식을 사용하되, 이 때 상기 광 측정 수단(130)은 상기 레이저 광원(131)으로부터 발산된 광을 주빔(main beam)인 0차광 및 0차광의 좌우로 형성되는 한 쌍의 부빔(sub beam)인 ±1차광으로 분리 형성시키는 홀로그램을 더 포함하여 이루어지고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 한 쌍의 부빔의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 광 측정 수단(130)은 상기 눈금부(110A)에 형성된 눈금의 피치(p)와, 눈금 간격 방향과 나란한 방향으로의 한 쌍의 부빔 간의 간격(d)은 하기의 수학식과 같은 관계를 형성하는 것을 특징으로 한다.At this time, the light measuring means 130 uses a three-beam method, wherein the light measuring means 130 is the primary beam (0th order light and 0th order light) emitted from the laser light source 131 And a hologram for separating and forming a pair of sub-beams, which are formed to the left and right of the first beam, and having a magnitude and a phase difference of the optical signals of the pair of sub-beams reflected from the reference 110. By using, it is characterized in that for measuring the number of scales and the moving direction passed by the scale unit 110A according to the position movement size. In this case, the optical measuring means 130, the pitch p of the scale formed in the scale portion 110A, and the distance d between the pair of sub-beams in a direction parallel to the scale interval direction is expressed by the following equation. Forming a relationship.

d = k*p ± p/4 (k = 0, 1, 2, … 인 정수)d = k * p ± p / 4 (an integer where k = 0, 1, 2,…)

또한 이 때, 상기 광 측정 수단(130)은 상기 홀로그램을 회전시켜 한 쌍의 부빔 간의 간격(d)을 조절하는 것을 특징으로 한다.In this case, the optical measuring unit 130 may rotate the hologram to adjust the distance d between the pair of subbeams.

또는, 상기 광 측정 수단(130)은 푸쉬-풀 방식을 사용하되, 이 때 상기 광 측정 수단(130)은 상기 레이저 광원(131)은 단일 스폿(spot)의 광을 발산하고, 상기 포토 다이오드(132)는 2분할 소자로 이루어져, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 광이 2분할 양측에서 측정된 한 쌍의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the light measuring means 130 uses a push-pull method, wherein the light measuring means 130 emits light of a single spot by the laser light source 131, and the photodiode 132 is composed of a two-division element, using the magnitude and phase difference of the pair of optical signals measured from the two sides of the light reflected from the reference 110, the scale unit 110A according to the position movement size It is characterized by measuring the number of scales and the moving direction in the).

또는, 상기 광 측정 수단(130)은 DPD 방식을 사용하되, 이 때 상기 광 측정 수단(130)은 상기 레이저 광원(131)은 단일 스폿(spot)의 광을 발산하고, 상기 포토 다이오드(132)는 4분할 소자로 이루어져, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 광이 4분할 중 한 쌍의 대각선 방향의 광신호들의 합으로 이루어진 한 쌍의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the optical measuring means 130 uses a DPD method, wherein the optical measuring means 130 emits light of a single spot by the laser light source 131, and the photodiode 132. Consists of a four-division element, and the position shift size by using the magnitude and phase difference of the pair of optical signals consisting of the sum of the optical signals in a pair of diagonal directions of the light reflected from the reference 110 In accordance with it characterized in that the number of scales and the direction of movement passed by the scale portion (110A) is measured.

또한, 상기 기준자(110)는 광을 투과시키는 투명 재질로 형성되어 일측면의 상기 눈금부(110A) 위치에 요철이 형성되는 투명재(111) 및 광을 반사시키는 재질로서 상기 투명재(111)의 요철 형성면 측에 코팅되어 이루어지는 반사재(112)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the reference ruler 110 is formed of a transparent material that transmits light, and the transparent material 111 is formed of a transparent material 111 having irregularities at the position of the scale portion 110A on one side and the transparent material 111 as a material reflecting light. It is characterized by consisting of a reflector 112 is coated on the side of the uneven surface formed.

본 발명에 의하면, 저렴한 가격으로 대량 생산이 가능한 광디스크 데이터 픽업 장치의 원리를 응용하여 자동화 기계의 이송부에 구비되는 위치 측정을 위한 선형자를 대체하도록 하는 효과가 있다. 즉, 일반적으로 정밀 제작이 이루어짐으로써 매우 고가에 생산되는 선형자를 본 발명의 장치로 대체함으로써, 위치 측정은 정밀하고 정확하게 수행할 수 있으면서도 장비의 가격을 훨씬 저렴하게 할 수 있는 큰 경제적 효과가 있는 것이다.According to the present invention, by applying the principle of the optical disk data pickup device that can be mass-produced at a low price, there is an effect to replace the linear ruler for position measurement provided in the transfer unit of the automated machine. That is, by replacing the linear device, which is produced at a very high cost by the manufacture of precision, with the device of the present invention, the position measurement can be performed accurately and accurately, and there is a great economic effect that can make the cost of the equipment much lower. .

특히 본 발명의 장치는 이송부의 행정이 상대적으로 작은, 즉 정밀한 미세 작업이 수행되는 마이크로 스테이지에 최적으로 적용될 수 있는 장점이 있다.
In particular, the apparatus of the present invention has the advantage that it can be optimally applied to the micro stage where the stroke of the conveying unit is relatively small, that is, precise fine work is performed.

도 1은 종래의 선형자 원리.
도 2는 종래의 광디스크 데이터 픽업 장치 원리.
도 3은 본 발명의 측정 시스템.
도 4는 3빔 방식을 이용한 측정 원리.
도 5는 3빔 방식을 이용한 측정 시 위상차에 따른 부빔 신호 형태.
도 6은 푸쉬-풀 방식을 이용한 측정 원리.
도 7은 DPD 방식을 이용한 측정 원리.
1 is a conventional linear ruler.
2 is a conventional optical disk data pickup device principle.
3 is a measurement system of the present invention.
4 is a measurement principle using a three-beam method.
5 is a sub-beam signal shape according to the phase difference when measuring using the three-beam method.
6 is a measurement principle using a push-pull method.
7 is a measurement principle using the DPD method.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 측정 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a measuring system according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 측정 시스템의 개략적 구성을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 측정 시스템은 기준자(110), 광 집속 수단(120) 및 광 측정 수단(130)을 포함하여 이루어진다. 이하에서 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.3 shows a schematic configuration of the measuring system of the present invention. As shown, the measuring system of the present invention includes a reference 110, a light focusing means 120, and a light measuring means 130. Hereinafter, each part will be described in more detail.

상기 기준자(110)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 일정 간격으로 교번 배치되는 요부 및 철부가 형성된 눈금부(110A)를 포함하여 이루어진다. 이 때 상기 기준자(110)는, 광을 투과시키는 투명 재질로 형성되어 일측면의 상기 눈금부(110A) 위치에 요철이 형성되는 투명재(111) 및 광을 반사시키는 재질로서 상기 투명재(111)의 요철 형성면 측에 코팅되어 이루어지는 반사재(112)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라 외부로부터 상기 눈금부(110A) 측으로 광이 입사되어 오면, 상기 눈금부(110A)의 요철에 따라 반사되는 광신호의 광강도가 달라진다.As shown in FIG. 1, the reference ruler 110 includes a graduated portion 110A having recesses and convex portions alternately arranged at regular intervals. In this case, the reference ruler 110 is formed of a transparent material that transmits light, and the transparent material 111 is formed of a transparent material 111 having irregularities formed at the position of the scale part 110A on one side and the transparent material ( It is preferable that the reflector 112 is coated on the uneven surface forming side of the 111. Accordingly, when light is incident from the outside to the scale portion 110A, the light intensity of the optical signal reflected by the irregularities of the scale portion 110A is changed.

상기 광 집속 수단(120)은, 상기 기준자(110)로 입사광을 조사시키고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나오는 반사광을 집속 출력하는 역할을 한다. 즉 상기 광 집속 수단(120)은 상기 기준자(110)로 광을 입사시키는 역할 및 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나온 광을 집속하여 출력하는 역할, 이 두 가지 역할을 하게 된다. 도 3에서는 상기 광 집속 수단(120)이 광의 방향을 바꾸어 주는 반사경, 입사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이터 렌즈, 입사된 평행광을 초점 위치로 모아주는 대물 렌즈를 포함하여 이루어지는 것으로 간략히 도시되어 있으나, 이는 상기 광 집속 수단(120)의 한 예시일 뿐으로, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 물론 아니며, 이외에도 편광판 등 여러 구성요소가 더 포함되어 이루어질 수도 있고, 또는 도 3에 도시된 형태와는 전혀 다른 형태로 이루어질 수도 있다. 즉 상기 광 집속 수단(120)은 상기 기준자(110)로 광을 입사시키고, (입사된 광이) 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나온 반사광을 집속하여 출력할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로 이루어져도 무방하다.The light converging means 120 irradiates incident light to the reference ruler 110 and focuses and outputs the reflected light reflected from the reference ruler 110. That is, the light converging means 120 plays a role of injecting light into the reference 110 and serves to focus and output the light reflected from the reference 110. In FIG. 3, the light converging means 120 is briefly shown to include a reflector for changing the direction of light, a collimator lens for making incident light into parallel light, and an objective lens for collecting the incident parallel light at a focal position. However, this is only one example of the light converging means 120, and thus, the present invention is not limited thereto. In addition, the present invention may further include various components such as a polarizing plate, or at least not shown in FIG. 3. It may also be in other forms. In other words, the light converging means 120 may inject light into the reference ruler 110, and in some form, the light converging means 120 may focus and output the reflected light reflected from the reference ruler 110. It may be done.

상기 광 측정 수단(130)은, 상기 광 집속 수단(120)에 의하여 상기 기준자(110)로 입사광이 조사되도록 상기 광 집속 수단(120)으로 광을 입사시키는 레이저 광원(131), 상기 광 집속 수단(120)으로부터 집속 출력된 반사광을 입사받아 측정하는 복수 개의 포토 다이오드(132), 상기 포토 다이오드(132)에서 측정된 적어도 한 쌍의 광신호를 사용하여 위치 정보를 산출하는 계산부(133)를 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 광 측정 수단(130)에서는 상기 기준자(110)로 조사될 입사광을 발산하고, 또한 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 반사광을 측정하는 두 가지 역할을 하게 된다.The light measuring means 130 is a laser light source 131 for injecting light into the light focusing means 120 so that the incident light is irradiated to the reference 110 by the light focusing means 120, the light focusing A plurality of photodiodes 132 that receive and measure the reflected light focused from the means 120, and a calculation unit 133 that calculates position information using at least one pair of optical signals measured by the photodiodes 132. It is made, including. That is, the light measuring means 130 emits incident light to be radiated to the reference ruler 110, and also serves to measure the reflected light reflected from the reference ruler 110.

상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120)은 서로 상대적인 위치 이동을 하게 되는데, 이 때 상기 기준자(110)의 눈금을 몇 개 지나갔는지를 확실히 구할 수 있다면 상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120) 간의 상대적 위치 이동 거리를 눈금 간격만큼의(또는 그 이상의) 높은 정밀도로 구할 수 있다. 즉 본 발명의 측정 시스템의 경우, 자동 제어되는 기계 장치 등에 사용될 수 있는데, 고정된 부품에 상기 기준자(110)가 구비되고 이동되는 부품에 상기 광 집속 수단(120)이 구비되도록 할 수도 있고, 또는 그 반대로 이루어질 수도 있으며, 또는 상대적인 위치만이 중요할 경우 둘 다 이동되는 부품에 구비되도록 할 수도 있다. 여기에서 또한, 상기 광 집속 수단(120) 및 상기 광 측정 수단(130)이 일체형으로 이루어질 수도 있으며, 또는 상기 광 측정 수단(130)에서의 상기 레이저 광원(131) 및 상기 포토 다이오드(132)는 상기 광 집속 수단(120)과 일체로 형성되고, 상기 계산부(133)는 별도의 위치에 구비되도록 할 수도 있는 등, 그 형태는 설계 목적이나 의도, 구비되는 장치의 특성 등에 따라 다양하게 변경 실시될 수 있으며, 상술한 내용은 몇 개의 예시일 뿐으로 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The reference ruler 110 and the light focusing means 120 are moved relative to each other. At this time, if it is possible to surely determine how many scales of the reference ruler 110 has passed, the reference ruler 110 and The relative position movement distance between the light focusing means 120 can be obtained with high accuracy as much as (or more) than the graduation interval. That is, in the case of the measuring system of the present invention, it can be used for a mechanical device that is controlled automatically, etc., the reference member 110 is provided on a fixed part and the light focusing means 120 may be provided on the moving part, Or vice versa, or if only relative position is important, both may be provided in the moving parts. Here, the light focusing means 120 and the light measuring means 130 may be integrally formed, or the laser light source 131 and the photodiode 132 in the light measuring means 130 may be It is formed integrally with the light converging means 120, the calculation unit 133 may be provided in a separate position, the shape is changed in various ways depending on the design purpose or intention, the characteristics of the device provided, etc. The above description is only a few examples and thus the present invention is not limited thereto.

도 1에 도시된 종래의 선형자의 경우, 기준자와 비교자 두 개의 눈금자가 필요하였던 반면, 본 발명에서는 기준자 하나만 있으면 되기 때문에 종래의 선형자에 비하여 그 구성이 훨씬 단순화될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에서는 (상대적인 위치 이동 시) 상기 기준자(110)에서의 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 측정함에 있어서, 광디스크의 데이터 픽업 장치에 사용되는 트래킹 방법을 사용한다는 것이 특징이다. 즉 본 발명에서는, 상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120) 간의 상대적인 위치 이동 시, 상기 광 측정 수단(130)은 트래킹 방법을 적용하되, 상기 포토 다이오드(132)에서는 상기 적어도 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 상기 각각 측정된 적어도 한 쌍의 광신호 값들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하고, 이를 사용하여 이동 거리 및 방향을 산출하는 것이다.
In the case of the conventional linear ruler shown in FIG. 1, two rulers were required, a reference and a comparator. However, in the present invention, since only one reference ruler is required, the configuration of the conventional linear ruler may be much simpler than the conventional linear ruler. In addition, the present invention is characterized in that the tracking method used in the data pickup device of the optical disc is used to measure the number of tick marks and the moving direction in the reference ruler 110 (when the relative position moves). That is, in the present invention, when the relative position movement between the reference 110 and the light focusing means 120, the light measuring means 130 applies a tracking method, the photodiode 132 in the at least one pair The optical signals of the optical signals are measured, and by using the magnitudes and phase differences of the measured at least one pair of optical signal values, the number of graduations and the moving direction of the scales passed by the scale unit 110A are measured according to the size of the position movement. To calculate travel distance and direction.

한편, 광디스크의 데이터 픽업 장치에 사용되는 트래킹 방법은, 앞서 간략히 설명한 바와 같이 3빔 방식, 푸쉬-풀(push-pull) 방식, DPD(difference phase detection) 방식 등이 있다. 이러한 방식 자체는 이미 널리 상용화되어 잘 알려져 있으나, 본 발명에서와 같은 측정 시스템에 적용하기에는 그 지향 방향이 전혀 달랐다. 이에 대해 이하에서 간략히 설명한다.On the other hand, the tracking method used in the data pickup device of the optical disk, such as a three-beam method, a push-pull method, a difference phase detection (DPD) method, and the like as briefly described above. This method itself is already widely commercialized and well known, but its orientation is completely different for application to the measurement system as in the present invention. This is briefly described below.

광디스크는 도 2(A)에 도시되어 있는 바와 같이 원형의 기판 상에 하나의 트랙이 나선형으로 배치되어 있는 형태로 이루어져 있다. 이러한 광디스크에서의 데이터 픽업 시 픽업 장치가 하나의 트랙을 온전히 따라가고 있는지의 여부가 중요하며, 이에 따라 상술한 바와 같은 여러 가지의 트래킹 방법이 사용되어 왔다. 이러한 광디스크 데이터 픽업 장치에서의 트래킹 방법에서는, 하나의 트랙을 중심으로 소정의 위치 변동이 있을 시 이를 제어하게 되었다. 즉 따라가고 있는 트랙(이를 온-트랙(on-track)이라 한다)을 중심으로 하여, 데이터 픽업 중 트랙 위치가 조금 벗어나게 되었음이 감지되면 픽업 장치의 위치를 벗어난 위치만큼 이동시켜 정위치에 다시 맞추어 주는 식으로 제어가 이루어졌다. 다시 말해서, 종래의 트래킹 방법의 경우 위치 변동 폭이 트랙 간 거리 이하가 되었으며, 따라서 제어 방법도 이 범위 내에서 설계되었다.As shown in Fig. 2 (A), the optical disc has a shape in which one track is spirally arranged on a circular substrate. It is important whether or not the pick-up device follows a track completely when picking up data on such an optical disc. Accordingly, various tracking methods as described above have been used. In the tracking method of the optical disk data pickup apparatus, when there is a predetermined position change around one track, it is controlled. In other words, if it is detected that the track position is slightly shifted during data pickup, centering on the track being tracked (called on-track), it is moved to the position out of the pickup device and adjusted again. Note was controlled in such a way. In other words, in the case of the conventional tracking method, the position fluctuation range is less than the distance between tracks, and thus the control method is also designed within this range.

따라서 종래의 광디스크 픽업 장치에서의 트래킹 방법에 의하여 제어하는 경우, 외부 충격 등에 의하여 위치가 크게 흔들려서 전혀 엉뚱한 위치로 건너뛰게 되는 경우, 건너뛴 위치에서 가장 가까운 트랙을 새 온-트랙으로 잡아 데이터 픽업이 이루어지게 된다. 이 때 종래에 응용되어 왔던 트래킹 방법에 의한 제어는, 상술한 바와 같이 위치 변동 폭 트랙 간 거리 이하인 경우 올바른 트랙 위치로 되돌아가게 하는 방법이었기 때문에, 원래 따라가고 있던 온-트랙 위치와 현재 건너뛰어져서 이동된 온-트랙 간의 거리를 계산하는 등의 작업을 수행할 수 없었다. (물론 외부 충격에 의한 트랙 점핑 문제를 해소하기 위해 버퍼를 이용하는 등의 기술이 도입되어 있으나, 이는 트래킹과는 전혀 독립적인 기술이다.) 즉, 종래의 트래킹 방법은 하나의 트랙을 온전히 따라갈 수 있도록 하기 위한 것이었으며, 트랙을 건너뛰는 경우에 대한 고려는 전혀 이루어지지 않았다.Therefore, in the case of controlling by the tracking method in the conventional optical disk pickup apparatus, when the position is greatly shaken due to an external impact or the like and skipped to the wrong position at all, the data pickup is held by catching the track nearest the skipped position as a new on-track. Will be done. At this time, the control by the tracking method that has been conventionally applied is a method of returning to the correct track position when the position variation width is less than the distance between the tracks as described above. Tasks such as calculating the distance between moved on-tracks could not be performed. (Of course, a technique such as using a buffer to solve the track jumping problem caused by an external impact is introduced, but this technique is completely independent of the tracking.) In other words, the conventional tracking method allows a track to be completely followed. There was no consideration of skipping tracks.

그러나 본 발명에서는, 트래킹 방법의 원리들을 그대로 적용하되, 눈금 하나하나를 별도의 트랙인 것으로 간주하고, 상기 기준자(110)의 상기 눈금부(110A)에서 반사되는 반사광을 이용하여, 위치가 이동됨에 따라 몇 개의 눈금을 지나가는지 그리고 어느 방향으로 지나가는지를 측정함으로써, 이동된 위치의 거리 및 방향을 산출하도록 하고 있다. 즉 본 발명에서 상기 광 측정 수단(130)에서 눈금 개수 및 이동 방향을 측정함에 있어서, 3빔 방식, 푸쉬-풀(push-pull) 방식, DPD(difference phase detection) 방식 중 선택되는 어느 한 가지의 트래킹 방법을 적용하되, 상기 포토 다이오드(132)에서는 상기 적어도 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 상기 각각 측정된 적어도 한 쌍의 광신호 값들의 크기 및 위상차를 이용하여 종래의 트래킹 방법과 그 원리는 공유하되, 본 발명과 종래의 데이터 픽업 장치에서 그 원리의 사용 목적 및 적용 범위가 전혀 상이하게 이루어지게 된다.
However, in the present invention, the principles of the tracking method are applied as they are, but each track is regarded as a separate track, and the position is moved by using the reflected light reflected from the scale 110A of the reference ruler 110. As a result, the distance and direction of the moved position are calculated by measuring how many scales are passed and in which direction. That is, in the present invention, in measuring the number of scales and the moving direction in the optical measuring means 130, any one selected from the three-beam method, push-pull method, difference phase detection (DPD) method A tracking method is applied, and the photodiode 132 measures the at least one pair of optical signals, and uses the magnitude and phase difference of the measured values of the at least one pair of optical signals, and a principle thereof. Is shared, but the purpose and scope of application of the principles of the present invention and the conventional data pickup device is made at all different.

이하에서, 3빔 방식, 푸쉬-풀 방식, DPD 방식 이 각 방식에 따라, 본 발명에서 위치 이동 크기에 따라 지나간 눈금 개수 및 이동 방향 측정 원리에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the three-beam method, the push-pull method, and the DPD method will be described in more detail with respect to the principle of measuring the number of ticks and the direction of movement in accordance with the position movement size in the present invention.

(1) 3빔 방식(1) 3-beam system

상기 광 측정 수단(130)이 3빔 방식을 사용하는 경우에 대하여 설명한다.The case where the light measuring means 130 uses a three-beam method will be described.

3빔 방식을 사용할 경우, 상기 광 측정 수단(130)은 상기 레이저 광원(131)으로부터 발산된 광을 주빔(main beam)인 0차광 및 0차광의 좌우로 형성되는 한 쌍의 부빔(sub beam)인 ±1차광으로 분리 형성시키는 홀로그램(미도시)을 더 포함하여 이루어지고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 한 쌍의 부빔의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하게 된다.When using the three-beam method, the light measuring means 130 is a pair of sub-beams formed by the light emitted from the laser light source 131 to the left and right of the 0-order light and the 0-order light of the main beam It further comprises a hologram (not shown) to separate the formed into ± ± 1 st light, and using the size and phase difference of the optical signal of the pair of sub-beams reflected from the reference 110, according to the position shift size The number of scales and the moving direction passed by the scale unit 110A are measured.

도 4를 통해 이에 대하여 보다 상세히 설명한다. 3빔 방식에서, 상기 레이저 광원(131)에서 발산된 레이저 광이 회절 격자와 같은 홀로그램을 통과하면, 0차광, 회절에 의하여 0차광의 좌우로 만들어지는 ±1차광, ±2차광, …이 만들어지게 된다. 이 때 ±2차 이상의 광은 그 강도가 매우 미약하기 때문에 실질적으로 측정 등에 사용되기에 부적합하며, 이에 따라 0차광을 주빔, ±1차광을 한 쌍의 부빔으로 사용하게 된다.This will be described in more detail with reference to FIG. 4. In the three-beam system, when the laser light emitted from the laser light source 131 passes through a hologram such as a diffraction grating, 0-order light, ± 1-order light, ± 2-order light, ... This will be made. At this time, the light of ± 2 orders of magnitude or more is inadequate for practical use in measurement, since its intensity is very weak. Accordingly, 0th order light is used as the main beam and ± 1st order light as a pair of subbeams.

도 4(A)는 위치에 따라 트랙 또는 눈금에 3빔이 조사되는 여러 형태를 도시하고 있는데, 도 4(A)의 중앙 도면은 주빔이 정확하게 트랙 또는 눈금에 위치하고 있고, 한 쌍의 부빔은 트랙 좌우의 반사부에 위치하고 있는 경우를 도시하고 있다. 도 4(A)의 좌측 도면은 주빔이 트랙 또는 눈금의 한쪽으로 치우친 경우를, 도 4(A)의 우측 도면은 주빔이 그 반대쪽으로 치우친 경우를 각각 도시하고 있다.4 (A) shows various forms in which three beams are irradiated to a track or scale according to the position. In the center view of FIG. 4 (A), the main beam is accurately positioned on the track or scale, and a pair of subbeams are tracked. The case where it is located in the reflecting part of right and left is shown. The left view of FIG. 4A shows the case where the main beam is biased to one side of the track or scale, and the right view of FIG. 4A shows the case where the main beam is biased to the opposite side.

도 4(B)는 3빔을 이용해서 데이터 픽업 장치에서 트래킹하기 위하여 얻는 신호의 예시를 도시하고 있는데, 도 4(A)를 참조하여 이에 대해 보다 상세히 설명한다. 데이터 픽업 장치에서, 주빔은 트랙의 정보를 읽고 한 쌍의 부빔에 의하여 트래킹을 수행하게 되는데, 이 때 도 4(B)에 도시되어 있는 바와 같이 제1부빔(1st sub beam) 및 제2부빔(2nd sub beam) 간의 차이 값을 측정하여 이를 트래킹 신호로 사용한다. 트랙이 아닌 위치에 조사된 빔은 대부분 반사되므로 광강도가 크게 나타난다. 도 4(A)의 좌측 도면의 경우, 제1부빔은 반 정도가 트랙에 걸쳐 있어 반사광의 광강도가 반 정도로 저하되며, 제2부빔은 반사재 위치에 있기 때문에 반사광의 광강도는 최대가 된다. 따라서 (제1부빔 광강도 - 제2부빔 광강도)로 얻어지는 트래킹 신호 S 값은 도 4(B)에서 1로 표시된 정도의 값을 가지게 된다. 도 4(A)의 중앙 도면의 경우, 주빔이 정확하게 트랙에 위치하며, 트랙 위치에 대하여 제1부빔과 제2부빔의 위치는 똑같이 나타나는 바, 제1부빔 및 제2부빔 각각의 반사광 광강도는 동일하게 나타나며, 따라서 도 4(B)에서 2로 표시된, 0 값을 가지게 된다. 도 4(A)의 우측 도면의 경우, 도 4(A)의 좌측 도면에서와 반대로 생각하면 되며, 따라서 이 경우 트래킹 신호 S 값은 도 4(B)에서 3으로 표시된 정도의 값을 가지게 된다. 이러한 트래킹 신호 S 값은 대략 도 4(B)에 도시되어 있는 바와 같이 사인파와 같은 주기 함수 형태를 이루게 된다. FIG. 4B shows an example of a signal obtained for tracking in the data pickup apparatus using three beams, which will be described in more detail with reference to FIG. 4A. In the data pickup apparatus, the main beam reads track information and performs tracking by a pair of subbeams, as shown in FIG. 4 (B), where the first subbeam and the second subbeam ( The difference value between 2nd sub beams is measured and used as a tracking signal. Since the beam irradiated to the position other than the track is mostly reflected, the light intensity is large. In the left view of Fig. 4A, the first subbeam is about halfway across the track so that the light intensity of the reflected light is reduced by half, and since the second subbeam is at the reflector position, the light intensity of the reflected light is maximum. Therefore, the tracking signal S value obtained by (first subbeam light intensity-second subbeam light intensity) has a value indicated by 1 in FIG. 4 (B). In the center view of FIG. 4A, the main beam is accurately positioned on the track, and the positions of the first subbeam and the second subbeam are the same with respect to the track position, and the reflected light intensity of each of the first subbeam and the second subbeam is The same appears and thus has a zero value, indicated by 2 in FIG. 4 (B). In the case of the right side of FIG. 4A, the reverse view of the left side of FIG. 4A may be considered. Therefore, in this case, the tracking signal S value has a value indicated by 3 in FIG. 4B. This tracking signal S value is in the form of a periodic function such as a sine wave as shown in FIG. 4 (B).

데이터 픽업 장치의 경우, 이 트래킹 신호 값이 0이 되도록 하는 것이 목적이며, 따라서 도 4(B)에서 S 값이 1 또는 3과 같은 0이 아닌 값이 나오게 되면, S 값이 0이 되도록 데이터 픽업 장치의 위치를 이동시키는 제어를 수행하게 된다. 이러한 과정을 검토하여 보면, 데이터 픽업 장치에서의 트래킹 신호는 사인파의 한 주기, 그 중에서도 최대로 생각할 때 -1/2 주기 ~ + 1/2 주기 범위 내의 위치에서 측정되는 것만이 유효하게 사용될 수 있음을 알 수 있다. 만일 이 범위를 넘어서게 되면 트랙을 건너뛰게 될 우려가 있으며, 따라서 실질적으로 데이터 픽업 장치의 위치 제어 시 실제로 트래킹 신호의 변화는 원점 근처에서만 이루어지게 된다.In the case of the data pickup device, the purpose of this tracking signal value is 0. Therefore, if a non-zero value such as S value 1 or 3 is shown in Fig. 4 (B), the data pickup is performed so that the S value is 0. Control to move the position of the device is performed. Considering this process, the tracking signal in the data pickup device can be effectively used only when the measurement signal is measured at a period within the period of sine wave, especially the maximum range from -1/2 cycle to +1/2 cycle. It can be seen. If this range is exceeded, there is a risk of skipping the track, so that the actual change of the tracking signal in the position control of the data pickup device is only made near the origin.

도 4(C)는 본 발명의 측정 시스템에서 3빔 방식을 적용하는 경우 장치 구성 예시 및 이 때 얻어지는 신호의 예시를 각각 도시하고 있다. 데이터 픽업 장치에서는 트래킹 신호가 0이 되도록 위치 조정을 하는 제어가 이루어지도록 하기 위하여 한 쌍의 부빔의 반사광 신호 차를 이용하였다. 반면 본 발명에서는 눈금을 몇 개나, 또한 어느 방향으로 지나가느냐를 측정해야 하는 바, 한 쌍의 부빔의 반사광 신호를 각각 그대로 측정하게 된다. 제1부빔의 신호 크기를 S1, 제2부빔의 신호 크기를 S2라고 할 때, S1과 S2는 각각 사인파와 같은 주기 함수 형태를 이루게 되고, 또한 S1과 S2 사이에는 언제나 일정한 위상차가 있게 된다.4 (C) shows an example of device configuration and an example of a signal obtained at the time of applying the three-beam method in the measurement system of the present invention. In the data pickup apparatus, a reflected light signal difference of a pair of sub-beams is used in order to control the position adjustment so that the tracking signal becomes zero. On the other hand, in the present invention, it is necessary to measure how many scales and in which direction, so that the reflected light signals of the pair of sub-beams are measured as they are. When the signal magnitude of the first subbeam is S1 and the signal magnitude of the second subbeam is S2, S1 and S2 form a sine wave-like periodic function, respectively, and there is always a constant phase difference between S1 and S2.

상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120)이 상대적인 위치 이동을 할 때, 눈금 하나에서 다음 눈금까지 이동하는 동안 S1과 S2는 각각 한 주기의 사인파를 형성하게 된다. 따라서, 어떤 특정 위치에서 다른 특정 위치까지 이동하는 동안, 측정된 S1 및 S2 신호 크기 변화를 측정하면서 주기가 몇 개 발생되는지의 개수를 세면, 이동된 눈금의 개수를 얻을 수 있다. 눈금 피치를 p라고 하면, 이렇게 측정된 개수에 p를 곱함으로써 오차범위 p 이내의 정밀도로 이동 거리를 산출할 수 있게 되는 것이다.When the reference ruler 110 and the light focusing means 120 move relative positions, S1 and S2 each form a sine wave while moving from one scale to the next scale. Accordingly, the number of shifted scales can be obtained by counting the number of cycles generated while measuring the change in the measured S1 and S2 signal magnitudes while moving from one particular position to another. If the scale pitch is p, the number of measurements can be multiplied by p so that the moving distance can be calculated with accuracy within the error range p.

S1 및 S2는 제1부빔 및 제2부빔이 벌어진 간격(d)에 따른 일정한 위상차를 가지게 되는데, 이 때 한 쌍의 부빔 간의 간격(d)은 부빔들이 발생되도록 상기 레이저 광원(131) 전단에 배치시킨 상기 홀로그램을 적절히 회전시킴으로써 원하는 정도로 조절할 수 있다. 이 때, 상기 광 측정 수단(130)은 상기 눈금부(110A)에 형성된 눈금의 피치(p)와, 눈금 간격 방향과 나란한 방향으로의 한 쌍의 부빔 간의 간격(d)은 하기의 수학식과 같은 관계를 형성하도록 하는 것이 바람직하다.S1 and S2 have a constant phase difference according to the gap d between the first subbeam and the second subbeam, wherein a distance d between the pair of subbeams is disposed in front of the laser light source 131 so that the subbeams are generated. By appropriately rotating the above-described hologram can be adjusted to the desired degree. At this time, the optical measuring means 130, the pitch (p) of the scale formed on the scale portion 110A, and the distance (d) between the pair of sub-beams in the direction parallel to the scale interval direction is expressed by the following equation. It is desirable to form a relationship.

d = k*p ± p/4 (k = 0, 1, 2, … 인 정수)d = k * p ± p / 4 (an integer where k = 0, 1, 2,…)

도 5는 다양한 d 값에 대한 S1 및 S2 그래프를 도시한 것이다. 도 5(A)에는 한 쌍의 부빔 간 간격 d와 눈금 피치 p 간의 관계가 위의 식 d = k*p ± p/4 인 경우를 도시하고 있는데, 이와 같이 함으로써 S1과 S2 간의 위상차가 90°가 되며, 이 경우 위상차를 이용하여 방향을 감지할 수 있을 뿐만 아니라 해상도를 2배 높일 수 있게 되는 장점이 있다. 도 5(B)에서는 d - p 관계가 d = k*p ± p/2 인 경우를 도시하고 있는데, 이 경우 위상차가 180°가 되어 위상차를 이용하여 이동 방향을 감지할 수 없게 되므로, d가 위와 같은 값을 가지지 않도록 해야 한다. 도 5(C)에서는 d - p 관계가 d = k*p ± p/8 인 경우를 도시하고 있으며, 이 경우 위상차가 45°가 되는 바 이동 방향이 감지는 가능하나 해상도 측면에서의 유리함을 얻을 수는 없다.
5 shows S1 and S2 graphs for various d values. FIG. 5 (A) shows a case where the relationship between the interval d between the pair of sub-beams and the graduation pitch p is the above expression d = k * p ± p / 4, whereby the phase difference between S1 and S2 is 90 °. In this case, not only the direction can be detected using the phase difference but also the advantage of being able to double the resolution. FIG. 5 (B) shows a case where the d − p relationship is d = k * p ± p / 2. In this case, since the phase difference becomes 180 °, the direction of movement cannot be detected using the phase difference. It should not have the same value as above. FIG. 5 (C) shows a case in which the d − p relationship is d = k * p ± p / 8. In this case, the phase difference becomes 45 °, so the direction of movement can be detected, but it is advantageous in terms of resolution. There is no number.

(2) 푸쉬-풀 방식(2) push-pull method

상기 광 측정 수단(130)이 푸쉬-풀 방식을 사용하는 경우에 대하여 설명한다.The case where the light measuring means 130 uses the push-pull method will be described.

푸쉬-풀 방식을 사용할 경우, 상기 광 측정 수단(130)은 상기 광 측정 수단(130)은 상기 레이저 광원(131)은 단일 스폿(spot)의 광을 발산하고, 상기 포토 다이오드(132)는 2분할 소자로 이루어져, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 광이 2분할 양측에서 측정된 한 쌍의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하게 된다.When using the push-pull method, the light measuring means 130, the light measuring means 130, the laser light source 131 emits a single spot of light, the photodiode 132 is 2 The scale passed by the scale unit 110A according to the positional movement size by using the dividing element, and using the magnitude and phase difference of a pair of optical signals measured at both sides of the two-side split light reflected from the reference ruler 110. The number and direction of movement will be measured.

도 6을 통해 이에 대하여 보다 상세히 설명한다. 상술한 바와 같이 푸쉬-풀 방식에서는, 3빔 방식에서 3개의 광을 사용하는 것과는 달리 비교적 넓은 면적으로 형성되는 단일 스폿(spot)의 광을 발산한다. 도 6(A)에는 이러한 단일 스폿의 광이 하나의 트랙 또는 눈금을 지나쳐 움직이는 과정을 순차적으로 도시하고 있다.This will be described in more detail with reference to FIG. 6. As described above, in the push-pull method, unlike using three lights in the three-beam method, light of a single spot formed in a relatively large area is emitted. FIG. 6 (A) sequentially shows a process in which light of such a single spot moves through one track or scale.

상술한 바와 같이 푸쉬-풀 방식에서는 반사광을 2분할 소자로 이루어지는 포토 다이오드(132)로 측정하게 된다. 이 때, 도 6(A)의 1 위치에서는, 광의 우측 반면은 트랙 또는 눈금에 걸쳐 있게 되므로 반사광의 강도가 매우 떨어지고 좌측 반면은 반사재 부분에 걸쳐 있게 되므로 반사광의 강도가 강하게 나타나게 된다. 도 6(A)의 2 위치의 경우 즉 정확하게 트랙 또는 눈금의 중심 위치에 도달한 경우, 좌우 반면 모두 일부는 트랙에 걸쳐 있고 일부는 반사재 부분에 걸쳐 있는 바, 이 경우 좌우측 반면 반사광의 광강도가 동일하게 나타나게 된다. 도 6(A)의 3 위치의 경우에는 도 6(A)의 1 위치의 경우와 반대로, 우측 반면에서의 반사광 강도가 높고 좌측 반면에서의 반사광 강도가 낮게 나타난다.As described above, in the push-pull method, the reflected light is measured by the photodiode 132 formed of two split elements. At this time, in the position 1 of Fig. 6A, since the right side of the light extends over the track or the scale, the intensity of the reflected light is very low, while the left side of the light extends over the reflector portion, so that the intensity of the reflected light is shown strongly. In the case of the 2 positions in Fig. 6A, that is, when the center position of the track or scale is accurately reached, both left and right while some are over the track and some are over the reflector portion, in which case the light intensity of the reflected light is on the left and right. Will appear the same. In the case of the 3 position of FIG. 6A, the reflected light intensity on the right hand side is high and the reflected light intensity on the left hand side is low, as opposed to the case of the 1 position of FIG. 6A.

도 6(B)는 데이터 픽업 장치에서 2분할 양측에서 측정된 한 쌍의 광신호들의 차 값을 이용하여 트래킹 제어를 하는 원리를 나타낸 것이다. 이 경우에도 3빔 방식에서와 마찬가지로, 푸쉬-풀 방식에서도 역시 원점 근처에서의 이동 및 제어만이 이루어지게 됨을 쉽게 알 수 있다.FIG. 6B shows a principle of tracking control using a difference value of a pair of optical signals measured at two sides of a data pickup device. In this case as well as in the three-beam method, it is easy to see that only the movement and control near the origin are made in the push-pull method.

도 6(C)는 본 발명의 측정 시스템에서 푸쉬-풀 방식을 적용하는 경우 장치 구성 예시 및 이 때 얻어지는 신호의 예시를 각각 도시하고 있다. 3빔 방식에서와 유사하게, 이 경우에도 단일 스폿의 좌측 반면 반사광 및 우측 반면 반사광, 이 두 신호를 얻을 수 있다. 이 각각을 S1 및 S2라고 하면, 역시 3빔 방식에서와 유사하게 도 6(C)와 같은 그래프를 얻을 수 있다.6 (C) shows an example of device configuration and an example of a signal obtained at the time of applying the push-pull method in the measurement system of the present invention. Similar to the three-beam method, in this case, two signals can be obtained, the left hand side reflected light and the right hand side reflected light. If each of these is S1 and S2, a graph as shown in Fig. 6C can be obtained similarly to the three-beam method.

3빔 방식에서는 부빔 간의 각도를 조절함으로써 S1 및 S2 간의 위상차를 설계자가 원하는 대로 조절할 수 있는 장점이 있으나, 푸쉬-풀 방식에서는 이와 같은 위상차의 조절은 여러 다른 기술을 도입해야 하는 등 어려운 점이 있다. 반면, 푸쉬-풀 방식을 적용할 경우 3빔 방식의 경우보다 (홀로그램 등과 같은 추가적인 부품을 필요로 하지 않기 때문에) 장치 구성이 보다 단순화될 수 있다는 장점이 있다.
In the three-beam method, the phase difference between S1 and S2 can be adjusted as desired by the designer by adjusting the angle between the sub-beams. However, in the push-pull method, such a phase difference is difficult to be introduced. On the other hand, the push-pull method has an advantage that the device configuration can be simplified (because no additional component such as a hologram, etc. is required) than the three-beam method.

(3) DPD 방식(3) DPD method

상기 광 측정 수단(130)이 DPD 방식을 사용하는 경우에 대하여 설명한다.The case where the optical measuring means 130 uses the DPD method will be described.

DPD 방식을 사용할 경우, 상기 광 측정 수단(130)은 상기 레이저 광원(131)은 단일 스폿(spot)의 광을 발산하고, 상기 포토 다이오드(132)는 4분할 소자로 이루어져, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 광이 4분할 중 한 쌍의 대각선 방향의 광신호들의 합으로 이루어진 한 쌍의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하게 된다.When using the DPD method, the optical measuring means 130, the laser light source 131 emits a single spot of light, the photodiode 132 is formed of a four-division element, the reference 110 The number of scales passed by the scale unit 110A according to the positional movement size by using the magnitude and the phase difference of the pair of optical signals formed by the sum of the pair of diagonal optical signals among the four divisions And the direction of movement.

도 7을 통해 이에 대하여 보다 상세히 설명한다. DPD 방식은 푸쉬-풀 방식과 거의 유사한데, 푸쉬-풀 방식에서는 2분할 소자를 사용하는 것과 달리 DPD 방식에서는 도 7(B) 및 도 7(C)에 도시되어 있는 바와 같이 분할된 4분할 소자를 사용한다는 점이 다르다. 이 때, 서로 대각선 방향으로 배치된 분할 소자들 간의 광신호의 합으로 한 쌍의 광신호를 얻게 된다. 즉, 도 7(B) 및 도 7(C)를 참조할 때, a 및 c에서 측정된 광신호들을 합해서 하나의 광신호를 얻고, b 및 d에서 측정된 광신호들을 합해서 또 하나의 광신호를 얻게 되는 것이다.This will be described in more detail with reference to FIG. 7. The DPD method is almost similar to the push-pull method. In the push-pull method, the split-quadrant device is divided as shown in FIGS. 7 (B) and 7 (C). The difference is that you use. At this time, a pair of optical signals are obtained as the sum of the optical signals between the divided elements arranged diagonally to each other. That is, referring to FIGS. 7B and 7C, one optical signal is obtained by adding the optical signals measured in a and c, and another optical signal is obtained by adding the optical signals measured in b and d. You will get

도 7(B)는 데이터 픽업 장치에서 DPD 방식을 사용하는 경우의 측정 원리를 나타내고 있는데, 역시 3빔 방식 및 푸쉬-풀 방식에서와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.Fig. 7B shows the measurement principle in the case of using the DPD method in the data pickup apparatus, which is also the same as in the three beam method and the push-pull method, and thus description thereof will be omitted.

도 7(C)는 본 발명의 측정 시스템에서 DPD 방식을 적용하는 경우 장치 구성 예시 및 이 때 얻어지는 신호의 예시를 각각 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, DPD 방식에서는 단일 스폿을 4분할하여, 서로 대각선 방향으로 배치된 분할 소자들 간의 광신호의 합으로 한 쌍의 광신호를 얻을 수 있다. 즉 S1은 a + c, S2는 b +d로 얻을 수 있는 것이다. 3빔 방식 또는 푸쉬-풀 방식에서와 마찬가지로 S1 및 S2는 도 7(C)와 같은 그래프를 나타내게 되며, 역시 신호의 크기가 변화하면서 발생되는 주기의 개수 및 두 신호 간의 위상차를 사용하여 위치 측정을 수행할 수 있다.7 (C) shows an example of device configuration and an example of a signal obtained at the time of applying the DPD method in the measurement system of the present invention. As described above, in the DPD method, by dividing a single spot into four, a pair of optical signals can be obtained as a sum of optical signals between the divided elements arranged diagonally to each other. That is, S1 is obtained by a + c and S2 is obtained by b + d. As in the three-beam method or the push-pull method, S1 and S2 show a graph as shown in FIG. 7 (C). Also, the position measurement is performed by using the number of periods and the phase difference between the two signals as the magnitude of the signal changes. Can be done.

DPD 방식에서도 역시 푸쉬-풀 방식에서와 같이 위상차의 조절은 어려우나, 푸쉬-풀 방식과 마찬가지로 3빔 방식의 경우보다 장치 구성이 보다 단순화될 수 있다.
In the DPD method, as in the push-pull method, it is difficult to adjust the phase difference, but as in the push-pull method, the device configuration can be simplified more than in the three-beam method.

상술한 바와 같이 본 발명에서는, 일반적으로 광디스크의 데이터 픽업 장치에 사용되는 트래킹 방법을 적용하되, 일반적인 트래킹 방법에서는 한 쌍의 광신호를 얻어내어 이 차를 이용하여 원점 지향적인 위치 제어를 수행하는 것과는 달리, 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 이 광신호들의 신호 크기 변화에 따라 발생되는 주기 개수 측정 및 한 쌍의 광신호 간의 위상차를 이용한 이동 방향 감지를 통해, 상기 기준자(110) 및 상기 광 집속 수단(120) 간의 위치 이동 크기 및 방향을 높은 정밀도로 측정해 낼 수 있다. 특히, 종래의 선형자의 경우 기준자 및 비교자의 제작 등에 고비용이 소요되어 장비의 가격이 매우 높다는 문제점이 있었으나, 본 발명의 경우 널리 상용화되어 있는 데이터 픽업 장치를 매우 쉽게 적용하여 본 발명의 장치를 구성할 수 있으므로, 장치 구성 자체가 용이해질 뿐만 아니라 장치 구성 비용 또한 비약적으로 저감할 수 있는 큰 장점이 있다.
As described above, in the present invention, a tracking method generally used in a data pickup device of an optical disc is applied, but a general tracking method is obtained by obtaining a pair of optical signals and performing origin-oriented position control using this difference. Alternatively, the reference ruler 110 and the through measuring the pair of optical signals, by detecting the number of cycles generated according to the change in the signal size of the optical signals and the movement direction detection using the phase difference between the pair of optical signals The magnitude and direction of the positional movement between the light focusing means 120 can be measured with high precision. In particular, in the case of the conventional linear ruler, there is a problem that the cost of the equipment is very high due to the high cost of the manufacture of the reference and the comparator. As a result, the device configuration itself can be easily facilitated, and the device configuration cost can be greatly reduced.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

100: (본 발명의) 측정 시스템
110: 기준자 110A: 눈금부
111: 투명재 112: 반사재
120: 광 집속 수단 130: 광 측정 수단
131: 레이저 광원 132: 포토 다이오드
133: 계산부
100: measuring system (of the present invention)
110: reference 110A: graduation
111: transparent material 112: reflective material
120: light converging means 130: light measuring means
131: laser light source 132: photodiode
133: calculation unit

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 일정 간격으로 교번 배치되는 요부 및 철부가 형성된 눈금부(110A)를 포함하여 이루어지는 기준자(110);
상기 기준자(110)로 입사광을 조사시키고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나오는 반사광을 집속 출력하는 광 집속 수단(120);
상기 광 집속 수단(120)에 의하여 상기 기준자(110)로 입사광이 조사되도록 상기 광 집속 수단(120)으로 광을 입사시키는 레이저 광원(131), 상기 광 집속 수단(120)으로부터 집속 출력된 반사광을 입사받아 측정하는 복수 개의 포토 다이오드(132), 상기 포토 다이오드(132)에서 측정된 적어도 한 쌍의 광신호를 사용하여 위치 정보를 산출하는 계산부(133)를 포함하여 이루어지는 광 측정 수단(130);
을 포함하여 이루어지며,
상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120) 간의 상대적인 위치 이동 시, 상기 광 측정 수단(130)은 트래킹 방법을 적용하되, 상기 포토 다이오드(132)에서는 상기 적어도 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 상기 각각 측정된 적어도 한 쌍의 광신호 값들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하고, 이를 사용하여 이동 거리 및 방향을 산출하는 것을 특징으로 하며,
상기 광 측정 수단(130)은 3빔 방식을 사용하되, 이 때 상기 광 측정 수단(130)은
상기 레이저 광원(131)으로부터 발산된 광을 주빔(main beam)인 0차광 및 0차광의 좌우로 형성되는 한 쌍의 부빔(sub beam)인 ±1차광으로 분리 형성시키는 홀로그램을 더 포함하여 이루어지고,
상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 한 쌍의 부빔의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
A reference ruler 110 including a graduated portion 110A having recesses and convex portions alternately arranged at regular intervals;
Light focusing means (120) for irradiating incident light onto the reference (110) and focusing and outputting the reflected light reflected from the reference (110);
Laser light source 131 for injecting light into the light focusing means 120 so that the incident light is irradiated to the reference ruler 110 by the light focusing means 120, the reflected light focused from the light focusing means 120 The optical measuring means 130 includes a plurality of photodiodes 132 for measuring the incident light and a calculation unit 133 for calculating position information using at least one pair of optical signals measured by the photodiodes 132. );
, ≪ / RTI >
When the relative position is moved between the reference member 110 and the light focusing means 120, the light measuring means 130 applies a tracking method, and the photodiode 132 receives the at least one pair of optical signals, respectively. The number of scales and the moving direction of the scales passed by the scale unit 110A according to the position movement size are measured by using the magnitude and phase difference of each of the measured at least one pair of optical signal values, and the movement distance and To calculate the direction,
The light measuring means 130 uses a three-beam method, wherein the light measuring means 130
And a hologram separating the light emitted from the laser light source 131 into ± 1 order light, which is a pair of sub beams formed to the left and right of the 0 th order light and the 0 th order light. ,
By using the magnitude and the phase difference of the optical signal of the pair of sub-beams reflected from the reference 110, the number of scales and the direction of movement passed by the scale unit 110A according to the position movement size is measured. Measuring system.
제 3항에 있어서, 상기 광 측정 수단(130)은
상기 눈금부(110A)에 형성된 눈금의 피치(p)와, 눈금 간격 방향과 나란한 방향으로의 한 쌍의 부빔 간의 간격(d)은 하기의 수학식과 같은 관계를 형성하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
d = k*p ± p/4 (k = 0, 1, 2, … 인 정수)
The method of claim 3, wherein the light measuring means 130
And a pitch (p) of the scale formed in the scale portion (110A) and a space (d) between the pair of sub-beams in a direction parallel to the scale interval direction to form a relationship as shown in the following equation.
d = k * p ± p / 4 (an integer where k = 0, 1, 2,…)
제 3항에 있어서, 상기 광 측정 수단(130)은
상기 홀로그램을 회전시켜 한 쌍의 부빔 간의 간격(d)을 조절하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
The method of claim 3, wherein the light measuring means 130
And rotate the hologram to adjust the spacing d between the pair of subbeams.
일정 간격으로 교번 배치되는 요부 및 철부가 형성된 눈금부(110A)를 포함하여 이루어지는 기준자(110);
상기 기준자(110)로 입사광을 조사시키고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나오는 반사광을 집속 출력하는 광 집속 수단(120);
상기 광 집속 수단(120)에 의하여 상기 기준자(110)로 입사광이 조사되도록 상기 광 집속 수단(120)으로 광을 입사시키는 레이저 광원(131), 상기 광 집속 수단(120)으로부터 집속 출력된 반사광을 입사받아 측정하는 복수 개의 포토 다이오드(132), 상기 포토 다이오드(132)에서 측정된 적어도 한 쌍의 광신호를 사용하여 위치 정보를 산출하는 계산부(133)를 포함하여 이루어지는 광 측정 수단(130);
을 포함하여 이루어지며,
상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120) 간의 상대적인 위치 이동 시, 상기 광 측정 수단(130)은 트래킹 방법을 적용하되, 상기 포토 다이오드(132)에서는 상기 적어도 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 상기 각각 측정된 적어도 한 쌍의 광신호 값들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하고, 이를 사용하여 이동 거리 및 방향을 산출하는 것을 특징으로 하며,
상기 광 측정 수단(130)은 푸쉬-풀 방식을 사용하되, 이 때 상기 광 측정 수단(130)은
상기 레이저 광원(131)은 단일 스폿(spot)의 광을 발산하고, 상기 포토 다이오드(132)는 2분할 소자로 이루어져,
상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 광이 2분할 양측에서 측정된 한 쌍의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
A reference ruler 110 including a graduated portion 110A having recesses and convex portions alternately arranged at regular intervals;
Light focusing means (120) for irradiating incident light onto the reference (110) and focusing and outputting the reflected light reflected from the reference (110);
Laser light source 131 for injecting light into the light focusing means 120 so that the incident light is irradiated to the reference ruler 110 by the light focusing means 120, the reflected light focused from the light focusing means 120 The optical measuring means 130 includes a plurality of photodiodes 132 for measuring the incident light and a calculation unit 133 for calculating position information using at least one pair of optical signals measured by the photodiodes 132. );
, ≪ / RTI >
When the relative position is moved between the reference member 110 and the light focusing means 120, the light measuring means 130 applies a tracking method, and the photodiode 132 receives the at least one pair of optical signals, respectively. The number of scales and the moving direction of the scales passed by the scale unit 110A according to the position movement size are measured by using the magnitude and phase difference of each of the measured at least one pair of optical signal values, and the movement distance and To calculate the direction,
The light measuring means 130 uses a push-pull method, wherein the light measuring means 130
The laser light source 131 emits a single spot of light, and the photodiode 132 is composed of two split elements.
By using the magnitude and phase difference of a pair of optical signals measured at both sides of the divided light is reflected from the reference ruler 110, the number of scales and the moving direction passed by the scale unit 110A according to the position movement size Measurement system characterized by measuring.
일정 간격으로 교번 배치되는 요부 및 철부가 형성된 눈금부(110A)를 포함하여 이루어지는 기준자(110);
상기 기준자(110)로 입사광을 조사시키고, 상기 기준자(110)로부터 반사되어 나오는 반사광을 집속 출력하는 광 집속 수단(120);
상기 광 집속 수단(120)에 의하여 상기 기준자(110)로 입사광이 조사되도록 상기 광 집속 수단(120)으로 광을 입사시키는 레이저 광원(131), 상기 광 집속 수단(120)으로부터 집속 출력된 반사광을 입사받아 측정하는 복수 개의 포토 다이오드(132), 상기 포토 다이오드(132)에서 측정된 적어도 한 쌍의 광신호를 사용하여 위치 정보를 산출하는 계산부(133)를 포함하여 이루어지는 광 측정 수단(130);
을 포함하여 이루어지며,
상기 기준자(110)와 상기 광 집속 수단(120) 간의 상대적인 위치 이동 시, 상기 광 측정 수단(130)은 트래킹 방법을 적용하되, 상기 포토 다이오드(132)에서는 상기 적어도 한 쌍의 광신호를 각각 측정하고, 상기 각각 측정된 적어도 한 쌍의 광신호 값들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하고, 이를 사용하여 이동 거리 및 방향을 산출하는 것을 특징으로 하며,
상기 광 측정 수단(130)은 DPD 방식을 사용하되, 이 때 상기 광 측정 수단(130)은
상기 레이저 광원(131)은 단일 스폿(spot)의 광을 발산하고, 상기 포토 다이오드(132)는 4분할 소자로 이루어져,
상기 기준자(110)로부터 반사되어 온 광이 4분할 중 한 쌍의 대각선 방향의 광신호들의 합으로 이루어진 한 쌍의 광신호들의 크기 및 위상차를 이용하여, 위치 이동 크기에 따라 상기 눈금부(110A)에서 지나간 눈금 개수 및 이동 방향을 계측하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
A reference ruler 110 including a graduated portion 110A having recesses and convex portions alternately arranged at regular intervals;
Light focusing means (120) for irradiating incident light onto the reference (110) and focusing and outputting the reflected light reflected from the reference (110);
Laser light source 131 for injecting light into the light focusing means 120 so that the incident light is irradiated to the reference ruler 110 by the light focusing means 120, the reflected light focused from the light focusing means 120 The optical measuring means 130 includes a plurality of photodiodes 132 for measuring the incident light and a calculation unit 133 for calculating position information using at least one pair of optical signals measured by the photodiodes 132. );
, ≪ / RTI >
When the relative position is moved between the reference member 110 and the light focusing means 120, the light measuring means 130 applies a tracking method, and the photodiode 132 receives the at least one pair of optical signals, respectively. The number of scales and the moving direction of the scales passed by the scale unit 110A according to the position movement size are measured by using the magnitude and phase difference of each of the measured at least one pair of optical signal values, and the movement distance and To calculate the direction,
The optical measuring means 130 uses a DPD method, wherein the optical measuring means 130
The laser light source 131 emits a single spot of light, and the photodiode 132 is formed of a four-division element,
The scale unit 110A according to the positional movement size by using the magnitude and phase difference of a pair of optical signals, in which the light reflected from the reference 110 is a sum of a pair of diagonal optical signals among four divisions. The measuring system, characterized in that for measuring the number of scales and the moving direction in the).
제 3, 6, 7항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 기준자(110)는
광을 투과시키는 투명 재질로 형성되어 일측면의 상기 눈금부(110A) 위치에 요철이 형성되는 투명재(111) 및 광을 반사시키는 재질로서 상기 투명재(111)의 요철 형성면 측에 코팅되어 이루어지는 반사재(112)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
The method of any one of claims 3, 6, 7, wherein the reference ruler 110 is
It is formed of a transparent material that transmits light and is coated on the side of the uneven surface of the transparent material 111 as a material for reflecting light and a transparent material 111 having unevenness formed at the position of the scale portion 110A on one side. A measuring system comprising a reflector (112).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0771901A (en) * 1993-06-18 1995-03-17 Dainippon Printing Co Ltd Gauge, sheet with gauge, and its method for use
JPH0968407A (en) * 1995-08-31 1997-03-11 Sony Precision Technol Inc Displacement detector

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