KR101281781B1 - Apparatus for measuring absolute displacement - Google Patents
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Abstract
직선으로 운동하는 이동 대상의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치가 개시된다. 이 장치는 피 측정 패턴, 신호 감지부 및 제어부를 포함한다. 피 측정 패턴은 이동 대상의 일 표면에서 이동 방향으로 형성된다. 여기에서, 설정 신호를 발생시키는 유효 부들 각각이 설정 신호를 발생시키지 않은 무효 부를 사이에 두고 제1 간격으로서 교호하게 배치되어 있다. 신호 감지부에서는, 설정 신호를 감지하기 위한 복수의 센서들이 이동 대상의 일 표면의 이동 경로 상에 일 열로 배치되되, 피 측정 패턴의 길이 내에서 제1 간격보다 좁은 제2 간격으로서 배치되고, 상기 센서들의 개수가 상기 제1 간격과 상기 제2 간격의 최대 공약수로써 상기 제1 간격을 나눈 결과의 수와 동일하다.An absolute displacement measuring device for measuring a current position of a moving object moving in a straight line is disclosed. The apparatus includes a pattern to be measured, a signal detector and a controller. The pattern to be measured is formed in the direction of movement on one surface of the object to be moved. Here, each of the valid parts which generate | occur | produce a setting signal is alternately arrange | positioned as a 1st space | interval with the invalid part which did not generate | occur | produce a setting signal. In the signal detection unit, a plurality of sensors for sensing a set signal are arranged in a row on a movement path of one surface of the object to be moved, and are arranged as a second interval narrower than the first interval within the length of the pattern to be measured. The number of sensors is equal to the number of results of dividing the first interval by the greatest common divisor of the first interval and the second interval.
Description
본 발명은, 절대 변위 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 직선으로 운동하는 이동 대상의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an absolute displacement measuring device, and more particularly, to an absolute displacement measuring device for measuring a current position of a moving object moving in a straight line.
본 발명은, 한국연구재단과 조선대학교 산학협력단의 원자력연구개발 사업, 그리고 정보통신산업 진흥원과 조선대학교 산학협력단의 인력양성 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.The present invention is derived from the research carried out as part of the nuclear research and development project of the Korea Research Foundation and the Chosun University Industry-Academic Cooperation Foundation, and the human resource development project of the Information and Communications Industry Promotion Agency and the Chosun University Industry-Academic Cooperation Foundation.
[ 과제관리번호 : 2011-0030110, 과제명 : 실시간 플렉시블 3차원 마이크로 자기카메라 개발 및 비파괴검사 응용 ][Project Management Number: 2011-0030110, Project Name: Development of Real-time Flexible 3D Micro Magnetic Camera and Application of Non-Destructive Testing]
[ 과제관리번호 : C1090-1121-0013, 과제명 : IT 기반 실시간 손상계측기술 개발 ][Project Management Number: C1090-1121-0013, Project Name: IT-based Real-time Damage Measurement Technology]
대한민국 등록 특허 제1997-0007064호(발명의 명칭 : 로드의 축방향 위치의 탐지기, 출원인 : 가야바 고교 가부시끼가이샤 짜노 다까시)를 참조하면, 직선으로 운동하는 이동 대상의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치에 관한 기술이 설명되어 있다.Referring to the Republic of Korea Patent No. 1997-0007064 (name of the invention: detector of the axial position of the rod, Applicant: Kayaba High School Kabushiki Kaisha Takashi), absolute displacement measurement to measure the current position of the moving object moving in a straight line Techniques relating to the device are described.
상기와 같은 종래의 절대 변위 측정 장치에 의하면, 단순한 배열 구조로써 이동 대상의 표면에 형성된 피 측정 패턴을 특정 지점에 위치한 센서가 감지한다.According to the conventional absolute displacement measuring device as described above, a sensor located at a specific point detects the measured pattern formed on the surface of the moving object in a simple arrangement.
따라서, 위치 측정의 정밀도를 향상시키려면, 피 측정 패턴을 매우 조밀하게 형성해야만 하는 어려움이 있다.Therefore, in order to improve the accuracy of position measurement, there exists a difficulty that the pattern to be measured must be formed very densely.
본 발명의 실시예들은 피 측정 패턴을 조밀하게 형성하지 않아도 위치 측정의 정밀도가 향상될 수 있는 절대 변위 측정 장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide an absolute displacement measuring apparatus that can improve the accuracy of the position measurement without forming the measurement pattern densely.
본 발명의 일 측면에 따르면, 직선으로 운동하는 이동 대상의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치에 있어서, 피 측정 패턴, 신호 감지부 및 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the absolute displacement measuring device for measuring the current position of the moving target moving in a straight line, it may include a pattern to be measured, a signal detector and a controller.
피 측정 패턴은 상기 이동 대상의 일 표면에서 이동 방향으로 형성된다. 여기에서, 설정 신호를 발생시키는 유효 부들 각각이 상기 설정 신호를 발생시키지 않은 무효 부를 사이에 두고 제1 간격으로서 교호하게 배치되어 있다.The pattern to be measured is formed in the moving direction on one surface of the moving object. Here, each of the valid parts for generating the setting signal is alternately arranged as the first interval with the invalid part for not generating the setting signal therebetween.
신호 감지부에서는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 복수의 센서들이 상기 이동 대상의 일 표면의 이동 경로 상에 일 열로 배치되되, 상기 피 측정 패턴의 길이 내에서 상기 제1 간격보다 좁은 제2 간격으로서 배치되고, 상기 센서들의 개수가 상기 제1 간격과 상기 제2 간격의 최대 공약수로써 상기 제1 간격을 나눈 결과의 수와 동일하다.In the signal detecting unit, a plurality of sensors for sensing the set signal are arranged in a row on a moving path of one surface of the moving object, and as a second interval narrower than the first interval within the length of the measured pattern. And the number of the sensors is equal to the number of results of dividing the first interval by the greatest common divisor of the first interval and the second interval.
제어부는, 상기 피 측정 패턴의 상기 유효 부들 각각으로부터 상기 설정 신호가 발생되도록 제어하는 한편, 상기 신호 감지부의 상기 센서들로부터의 출력 신호들에 따라 상기 이동 대상의 현재 위치를 결정한다.The controller controls the set signal to be generated from each of the effective portions of the measured pattern, and determines the current position of the moving object according to output signals from the sensors of the signal detector.
본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 신호 감지부에 있어서, 상기 복수의 센서들이 상기 피 측정 패턴의 길이 내에서 상기 제1 간격보다 좁은 제2 간격으로서 배치되고, 상기 센서들의 개수가 상기 제1 간격과 상기 제2 간격의 최대 공약수로써 상기 제1 간격을 나눈 결과의 수와 동일하다.According to embodiments of the present invention, in the signal sensing unit, the plurality of sensors are arranged as a second interval narrower than the first interval within the length of the measured pattern, and the number of the sensors is the first interval. It is equal to the number of results of dividing the first interval by the greatest common divisor of the interval and the second interval.
이에 따라, 상기 이동 대상이 상기 제1 간격만큼 이동하는 동안에, 상기 센서들 각각이 서로 다른 시점에서 상기 피 측정 패턴의 어느 한 유효부와 대면할 수 있다. Accordingly, while the moving object is moved by the first interval, each of the sensors may face any valid portion of the measured pattern at different points in time.
즉, 상기 이동 대상이 상기 제1 간격만큼 이동하는 동안에, 상기 센서들 각각이 서로 다른 시점에서 상기 설정 신호를 감지하여 이에 상응하는 신호 예를 들어, 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 여기에서, 상기 제1 간격을 상기 센서들 개수로 나눈 결과의 거리만큼 상기 이동 대상이 이동하는 동안에 어느 한 센서가 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. That is, while the moving object moves by the first interval, each of the sensors detects the set signal at different points in time and generates a corresponding signal, for example, a digital "1" signal. Here, any one sensor generates a digital "1" signal while the moving object is moved by a distance which is a result of dividing the first interval by the number of sensors.
따라서, 상기 제어부는, 상기 이동 대상이 상기 제1 간격만큼 이동하는 동안에, 상기 센서들 개수만큼의 분해능으로써 상기 이동 대상의 현재 위치를 알 수 있다. Therefore, the controller may know the current position of the moving object by the resolution of the number of the sensors while the moving object moves by the first interval.
따라서, 상기 피 측정 패턴을 조밀하게 형성하지 않아도 위치 측정의 정밀도가 향상될 수 있다.Therefore, the precision of position measurement can be improved even if the said to-be-measured pattern is not formed densely.
도 1은 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제1 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 정밀하게 보여주는 일측 단면도이다.
도 3은 도 2의 피 측정 패턴이 Z-축 방향으로 진행하는 경우에 도 2의 신호 감지부에서 읽혀지는 데이터를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제2 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 보여주는 일측 단면도이다.
도 6은 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제3 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 보여주는 일측 단면도이다.
도 8은 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제4 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 보여주는 일측 단면도이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing precisely the measured pattern and the signal sensing unit of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating data read by the signal detector of FIG. 2 when the measured pattern of FIG. 2 progresses in the Z-axis direction.
4 is a perspective view showing a second embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional side view illustrating a pattern to be measured and a signal detector of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 4.
6 is a perspective view showing a third embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional side view illustrating a pattern to be measured and a signal detector of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 6.
8 is a perspective view showing a fourth embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a pattern to be measured and a signal detector of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 8.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다. The following description and the annexed drawings are for understanding the operation according to the present invention, and a part that can be easily implemented by those skilled in the art may be omitted.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. In addition, the specification and drawings are not provided to limit the invention, the scope of the invention should be defined by the claims. Terms used in the present specification should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention so as to best express the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 설명된다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제1 실시예를 보여준다. 도 2는 도 1의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴(121)과 신호 감지부(122)를 정밀하게 보여주는 일측 단면도이다. 도 1 및 2에서 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 1 shows a first embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention. FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예는, Z-축 방향으로 직선 운동하는 이동 대상(11)의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치로서, 피 측정 패턴(121), 신호 감지부(122) 및 제어부(123)를 포함한다.1 and 2, a first embodiment of the present invention is an absolute displacement measuring device for measuring a current position of a moving
피 측정 패턴(121)은 이동 대상(11)의 일 표면에서 이동 방향으로 형성된다. 여기에서, 설정 신호를 발생시키는 유효 부들(E1 내지 E14) 각각이 설정 신호를 발생시키지 않은 무효 부(N1 내지 N13)를 사이에 두고 제1 간격(I1)으로서 교호하게 배치되어 있다.The to-
신호 감지부에서(122)는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 복수의 센서들(S1 내지 S20)이 이동 대상(11)의 일 표면의 이동 경로 상에 일 열로 배치되되, 피 측정 패턴(121)의 길이 내에서 제1 간격(I1)보다 좁은 제2 간격(I2)으로서 배치되고, 센서들의 개수(S1 내지 S20)가 제1 간격(I1)과 제2 간격(I2)의 최대 공약수로써 제1 간격(I1)을 나눈 결과의 수와 동일하다.In the
본 실시예의 경우, 제1 간격(I1)이 800 마이크로-미터(μm)이고, 제2 간격(I2)이 520 마이크로-미터(μm)인 경우, 제1 간격(I1)과 제2 간격(I2)의 최대 공약수는 40이므로, 센서들의 개수(S1 내지 S20)는 20이다.In the present embodiment, when the first interval I1 is 800 micrometers (μm) and the second interval I2 is 520 micrometers (μm), the first interval I1 and the second interval I2 Since the greatest common divisor of) is 40, the number of sensors S1 to S20 is 20.
제어부(123)는, 피 측정 패턴(121)의 유효 부들(E1 내지 E14) 각각으로부터 상기 설정 신호가 발생되도록 제어하는 한편, 신호 감지부(122)의 센서들(S1 내지 S20)로부터의 출력 신호들에 따라 이동 대상(11)의 현재 위치를 결정한다.The
상기와 같은 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 신호 감지부(122)에 있어서, 복수의 센서들(S1 내지 S20)이 피 측정 패턴(121)의 길이(Z1) 내에서 제1 간격(I1)보다 좁은 제2 간격(I2)으로서 배치되고, 센서들(S1 내지 S20)의 개수가 제1 간격(I1)과 제2 간격(I2)의 최대 공약수로써 제1 간격(I1)을 나눈 결과의 수와 동일하다.According to the first embodiment of the present invention as described above, in the
이에 따라, 이동 대상(11)이 제1 간격(I1)만큼 이동하는 동안에, 센서들(S1 내지 S20) 각각이 서로 다른 시점에서 피 측정 패턴(121)의 어느 한 유효부(E1 내지 E14 중에서 어느 하나)와 대면할 수 있다. Accordingly, while the
즉, 이동 대상(11)이 제1 간격(I1)만큼 이동하는 동안에, 센서들(S1 내지 S20) 각각이 서로 다른 시점에서 상기 설정 신호를 감지하여 이에 상응하는 신호 예를 들어, 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 여기에서, 제1 간격(I1)을 센서들(S1 내지 S20)의 개수로 나눈 결과의 거리만큼 이동 대상(11)이 이동하는 동안에 어느 한 센서가 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 본 실시예의 경우, 제1 간격(I1)을 센서들(S1 내지 S20)의 개수로 나눈 결과의 거리가 40 마이크로-미터(μm)이므로, 40 마이크로-미터(μm)의 피치(pitch) 단위로 어느 한 센서가 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. That is, while the
따라서, 제어부(123)는, 이동 대상(11)이 제1 간격(I1)만큼 이동하는 동안에, 센서들(S1 내지 S20)의 개수만큼의 분해능으로써 이동 대상(11)의 현재 위치를 알 수 있다. Therefore, the
따라서, 피 측정 패턴(121)을 조밀하게 형성하지 않아도 위치 측정의 정밀도가 향상될 수 있다.Therefore, the precision of position measurement can be improved even if the pattern to be measured 121 is not formed densely.
도 3은 도 2의 피 측정 패턴(121)이 Z-축 방향으로 진행하는 경우에 도 2의 신호 감지부(122)에서 읽혀지는 데이터를 보여준다. 도 3에서 참조 부호 31은 이동 대상(도 1의 11)의 현재 위치를, 32는 센서들(S1 내지 S20)의 번호를, 33은 센서들(S1 내지 S20)의 감지 신호를, 그리고 34는 센서들(S1 내지 S20)의 감지 순서를 각각 가리킨다. 도 3에서 도 1 및 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. FIG. 3 illustrates data read by the
도 1 내지 3을 참조하면, 원점에서 제1 센서(S1)가 제1 유효 부(E1)와 대면되어 있는 상태이므로, 제1 센서(S1)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 1 to 3, since the first sensor S1 faces the first effective portion E1 at the origin, only the first sensor S1 generates a digital “1” signal.
이동 대상(11)이 원점에서 40 마이크로-미터(μm)의 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제4 센서(S4)가 제3 유효 부(E3)와 대면되어 있는 상태이므로, 제4 센서(S4)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the
이동 대상(11)이 원점에서 80 마이크로-미터(μm)의 2 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제7 센서(S7)가 제5 유효 부(E5)와 대면되어 있는 상태이므로, 제7 센서(S7)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the
이동 대상(11)이 원점에서 120 마이크로-미터(μm)의 3 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제10 센서(S10)가 제7 유효 부(E7)와 대면되어 있는 상태이므로, 제10 센서(S10)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 160 마이크로-미터(μm)의 4 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제13 센서(S13)가 제9 유효 부(E9)와 대면되어 있는 상태이므로, 제13 센서(S13)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. Since the thirteenth sensor S13 is in a state of facing the ninth effective part E9 at the position where the moving
이동 대상(11)이 원점에서 200 마이크로-미터(μm)의 5 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제16 센서(S16)가 제11 유효 부(E11)와 대면되어 있는 상태이므로, 제16 센서(S16)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 240 마이크로-미터(μm)의 6 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제19 센서(S19)가 제13 유효 부(E13)와 대면되어 있는 상태이므로, 제19 센서(S19)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 280 마이크로-미터(μm)의 7 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제2 센서(S2)가 제2 유효 부(E2)와 대면되어 있는 상태이므로, 제2 센서(S2)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. The second sensor S2 is in a state of facing the second effective portion E2 at the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 320 마이크로-미터(μm)의 8 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제5 센서(S5)가 제4 유효 부(E4)와 대면되어 있는 상태이므로, 제5 센서(S5)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. The fifth sensor S5 is in a state of facing the fourth effective portion E4 at the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 360 마이크로-미터(μm)의 9 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제8 센서(S8)가 제6 유효 부(E6)와 대면되어 있는 상태이므로, 제8 센서(S8)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. Since the eighth sensor S8 is in a state of facing the sixth effective portion E6 at the position where the moving
이동 대상(11)이 원점에서 400 마이크로-미터(μm)의 10 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제11 센서(S11)가 제8 유효 부(E8)와 대면되어 있는 상태이므로, 제11 센서(S11)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 440 마이크로-미터(μm)의 11 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제14 센서(S14)가 제10 유효 부(E10)와 대면되어 있는 상태이므로, 제14 센서(S14)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 480 마이크로-미터(μm)의 12 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제17 센서(S17)가 제12 유효 부(E12)와 대면되어 있는 상태이므로, 제17 센서(S17)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 520 마이크로-미터(μm)의 13 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제20 센서(S20)가 제14 유효 부(E14)와 대면되어 있는 상태이므로, 제20 센서(S20)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 560 마이크로-미터(μm)의 14 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제3 센서(S3)가 제3 유효 부(E3)와 대면되어 있는 상태이므로, 제3 센서(S3)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. The third sensor S3 is in a state of facing the third effective portion E3 at the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 600 마이크로-미터(μm)의 15 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제6 센서(S6)가 제5 유효 부(E5)와 대면되어 있는 상태이므로, 제6 센서(S6)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. The sixth sensor S6 is in a state in which the sixth sensor S6 faces the fifth effective part E5 at the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 640 마이크로-미터(μm)의 16 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제9 센서(S9)가 제7 유효 부(E7)와 대면되어 있는 상태이므로, 제9 센서(S9)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 680 마이크로-미터(μm)의 17 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제12 센서(S12)가 제9 유효 부(E9)와 대면되어 있는 상태이므로, 제12 센서(S12)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 720 마이크로-미터(μm)의 18 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제15 센서(S15)가 제11 유효 부(E11)와 대면되어 있는 상태이므로, 제15 센서(S15)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
이동 대상(11)이 원점에서 760 마이크로-미터(μm)의 19 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제18 센서(S18)가 제13 유효 부(E13)와 대면되어 있는 상태이므로, 제18 센서(S7)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. At the position of the result of the movement of the moving
다음에, 이동 대상(11)이 원점에서 800 마이크로-미터(μm)의 20 피치만큼 이동한 결과의 위치에서는, 한 주기의 종료 및 시작의 위치로서, 상기 원점에서처럼 제1 센서(S1)가 제1 유효 부(E1)와 대면되어 있는 상태이므로, 제1 센서(S1)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. Next, at the position of the result of moving the
따라서, 새로운 주기에서는 상기 단계들이 반복적으로 수행되고, 피 측정 패턴(121)의 Z-축 방향 길이(Z1)가 10,400 마이크로-미터(μm)이면, 이동 대상(11)이 원점에서 10,360 마이크로-미터(μm)만큼 이동한 결과의 위치에서는, 제18 센서(S18)가 제13 유효 부(E13)와 대면되어 있는 상태이므로, 제18 센서(S7)만이 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. Therefore, in the new period, the above steps are repeatedly performed, and if the Z-axis length Z1 of the
따라서, 이동 대상(11)이 제1 간격(I1)만큼 이동하는 동안에, 센서들(S1 내지 S20) 각각이 서로 다른 시점에서 피 측정 패턴(121)의 어느 한 유효부(E1 내지 E14 중에서 어느 하나)와 대면할 수 있다. Therefore, while the moving
즉, 이동 대상(11)이 제1 간격(I1)만큼 이동하는 동안에, 센서들(S1 내지 S20) 각각이 서로 다른 시점에서 상기 설정 신호를 감지하여 이에 상응하는 신호 예를 들어, 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 여기에서, 제1 간격(I1)을 센서들(S1 내지 S20)의 개수로 나눈 결과의 거리만큼 이동 대상(11)이 이동하는 동안에 어느 한 센서가 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 본 실시예의 경우, 제1 간격(I1)을 센서들(S1 내지 S20)의 개수로 나눈 결과의 거리가 40 마이크로-미터(μm)이므로, 40 마이크로-미터(μm)의 피치(pitch) 단위로 어느 한 센서가 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. That is, while the moving
따라서, 제어부(123)는, 이동 대상(11)이 제1 간격(I1)만큼 이동하는 동안에, 센서들(S1 내지 S20)의 개수만큼의 분해능으로써 이동 대상(11)의 현재 위치를 알 수 있다. Therefore, the
따라서, 피 측정 패턴(121)을 조밀하게 형성하지 않아도 위치 측정의 정밀도가 향상될 수 있다.Therefore, the precision of position measurement can be improved even if the pattern to be measured 121 is not formed densely.
도 4는 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제2 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 5는 도 4의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 보여주는 일측 단면도이다. 도 4 및 5에서 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 4에서 도 1과 같은 구성의 제어부는 도시되지 않고 생략되었다.4 is a perspective view showing a second embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional side view illustrating a pattern to be measured and a signal detector of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 4. The same reference numerals in Figs. 4 and 5 indicate the objects of the same function. In FIG. 4, the controller having the same configuration as that of FIG. 1 is not shown and is omitted.
도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예는, Z-축 방향으로 직선 운동하는 이동 대상(41)의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치로서, 위쪽 피 측정 패턴(421u), 위쪽 신호 감지부(422u), 앞쪽 피 측정 패턴(421f), 및 앞쪽 신호 감지부(422f1 및 422f2)를 포함한다.4 and 5, the second embodiment of the present invention is an absolute displacement measuring device for measuring the current position of the moving
위쪽 피 측정 패턴(421u)은 도 2의 피 측정 패턴(121)이 2 배로 연장된 것이고, 위쪽 신호 감지부(422u)는 도 2의 신호 감지부(122)가 2 배로 연장된 것이다. In the
즉, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제2 지점(Pzb) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(421u)의 절반이 형성되고, 동일한 패턴의 나머지 절반은 Z-축상에서 제2 지점(Pzb)과 제3 지점(Pzc) 사이(Z1 길이)에 형성된다.That is, half of the upper measured
따라서, 위쪽 피 측정 패턴(421u)과 위쪽 신호 감지부(422u)는, 도 1 내지 3을 참조하여 상세히 설명된 바와 같으므로, 그 상세한 설명이 생략된다.Therefore, since the upper to-
앞쪽 피 측정 패턴(421f)은 이동 대상(41)의 앞쪽 표면에서 이동 방향으로 형성된다. The front to-
여기에서, 설정 신호를 발생시키는 앞쪽 유효 부(Ef1)는, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제2 지점(Pzb) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(421u)의 절반과 동일한 위치에 있다. 또한, 설정 신호를 발생시키지 않는 앞쪽 무효 부(Nf1)는, Z-축상에서 제2 지점(Pzb)과 제3 지점(Pzc) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(421u)의 절반과 동일한 위치에 있다. Here, the front effective portion Ef1 for generating the setting signal is located between the first point Pza and the second point Pzb (Z1 length) on the Z-axis, so that the upper measured
앞쪽 신호 감지부(422f1 및 422f2)에서는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 제1 앞쪽 센서(422f1)와 제2 앞쪽 센서(422f2)를 포함한다.The front signal detectors 422f1 and 422f2 include a first front sensor 422f1 and a second front sensor 422f2 for sensing the set signal.
따라서, 이동 대상(41)이 원점으로부터 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(422f1)는 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시키고, 제2 앞쪽 센서(422f2)는 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다.Therefore, when the moving
그 다음에 다시 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(422f1)는 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시키고, 제2 앞쪽 센서(422f2)도 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, when moving by the distance Z1 again, the first front sensor 422f1 inputs a digital "0" signal to a controller (not shown), and the second front sensor 422f2 also outputs a digital "0" signal to the controller ( (Not shown).
따라서, 측정 가능 거리를 연장하기 위하여, 도 2의 피 측정 패턴(121)이 2 배로 연장되어 위쪽 피 측정 패턴(421u)을 형성하고, 도 2의 신호 감지부(122)가 2 배로 연장되어 위쪽 신호 감지부(422u)를 형성하더라도, 제어부(미도시)는 위쪽 신호 감지부(422u)로부터의 신호들을 즉각적으로 판별할 수 있다.Therefore, in order to extend the measurable distance, the measured
도 6은 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제3 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 7은 도 6의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 보여주는 일측 단면도이다. 도 6 및 7에서 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 6에서 도 1과 같은 구성의 제어부는 도시되지 않고 생략되었다.6 is a perspective view showing a third embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional side view illustrating a pattern to be measured and a signal detector of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 6. The same reference numerals in Figs. 6 and 7 indicate the objects of the same function. In FIG. 6, the controller having the configuration as shown in FIG. 1 is not shown and is omitted.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는, Z-축 방향으로 직선 운동하는 이동 대상(61)의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치로서, 위쪽 피 측정 패턴(621u), 위쪽 신호 감지부(622u), 앞쪽 피 측정 패턴(621f), 앞쪽 신호 감지부(622f1 내지 622f4), 아래쪽 피 측정 패턴(621l), 아래쪽 신호 감지부(62211 및 62212)를 포함한다.6 and 7, the third embodiment of the present invention is an absolute displacement measuring device for measuring the current position of the moving
위쪽 피 측정 패턴(621u)은 도 2의 피 측정 패턴(121)이 4 배로 연장된 것이고, 위쪽 신호 감지부(622u)는 도 2의 신호 감지부(122)가 4 배로 연장된 것이다. The upper to-
즉, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제2 지점(Pzb) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 첫번째 1/4이 형성되고, 제2 지점(Pzb)과 제3 지점(Pzc) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 두번째 1/4이 형성되며, 제3 지점(Pzc)과 제4 지점(Pzd) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 세번째 1/4이 형성되며, 제4 지점(Pzd)과 제5 지점(Pze) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 나머지 네번째 1/4이 형성된다.That is, the first quarter of the
따라서, 위쪽 피 측정 패턴(621u)과 위쪽 신호 감지부(622u)는, 도 1 내지 3을 참조하여 상세히 설명된 바와 같으므로, 그 상세한 설명이 생략된다.Therefore, since the
앞쪽 피 측정 패턴(621f)은 이동 대상(61)의 앞쪽 표면에서 이동 방향으로 형성된다. The front to-
여기에서, 설정 신호를 발생시키는 제1 앞쪽 유효 부(Ef1)는, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제2 지점(Pzb) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 첫번째 1/4과 동일한 위치에 있다. 설정 신호를 발생시키지 않는 제1 앞쪽 무효 부(Nf1)는, Z-축상에서 제2 지점(Pzb)과 제3 지점(Pzc) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 두번째 1/4과 동일한 위치에 있다. Here, the first front effective part Ef1 for generating the setting signal is located between the first point Pza and the second point Pzb (length Z1) on the Z-axis, and thus the upper measured
또한, 설정 신호를 발생시키는 제2 앞쪽 유효 부(Ef2)는, Z-축상에서 제3 지점(Pzc)과 제4 지점(Pzd) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 세번째 1/4과 동일한 위치에 있다. 설정 신호를 발생시키지 않는 제2 앞쪽 무효 부(Nf2)는, Z-축상에서 제4 지점(Pzd)과 제5 지점(Pze) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 나머지 네번째 1/4과 동일한 위치에 있다. Further, since the second front effective portion Ef2 for generating the setting signal is located between the third point Pzc and the fourth point Pzd (Z1 length) on the Z-axis, the upper measured
앞쪽 신호 감지부(622f1 내지 622f4)에서는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 제1 앞쪽 센서(622f1) 내지 제4 앞쪽 센서(622f4)를 포함한다.The front signal detectors 622f1 to 622f4 include first front sensors 622f1 to fourth front sensors 622f4 for sensing the set signal.
아래쪽 피 측정 패턴(621l)은 이동 대상(61)의 아래쪽 표면에서 이동 방향으로 형성된다. The lower to-
여기에서, 설정 신호를 발생시키는 아래쪽 유효 부(El1)는, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제3 지점(Pzc) 사이(2Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 절반과 동일한 위치에 있다. 또한, 설정 신호를 발생시키지 않는 아래쪽 무효 부(N11)는, Z-축상에서 제3 지점(Pzc)과 제5 지점(Pze) 사이(2Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 절반과 동일한 위치에 있다. Here, since the lower effective portion El1 generating the set signal is located between the first point Pza and the third point Pzc (2Z1 length) on the Z-axis, It is in the same position as half. In addition, since the lower invalid part N11 which does not generate the setting signal is located between the third point Pzc and the fifth point Pze (2Z1 length) on the Z-axis, It is in the same position as half.
아래쪽 신호 감지부에서(622l1 및 622l2)는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 제1 아래쪽 센서(622l1)와 제2 아래쪽 센서(622l2)를 포함한다.In the lower signal detecting unit 622l1 and 622l2, a first lower sensor 622l1 and a second lower sensor 622l2 for detecting the set signal are included.
따라서, 이동 대상(61)이 원점으로부터 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)와 제1 아래쪽 센서(622l1)는 모두 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. 나머지 센서들은 정확도를 높이기 위한 것들로서 제거하여도 무방하므로, 그 설명이 생략된다.Therefore, when the moving
그 다음에 두번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "0" 신호를, 그리고 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, the second front sensor 622f1 inputs the digital "0" signal and the first lower sensor 622l1 inputs the digital "1" signal to the controller (not shown). .
그 다음에 세번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "1" 신호를, 그리고 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다.Next, when the third movement is made by the distance Z1, the first front sensor 622f1 inputs a digital "1" signal and the first bottom sensor 622l1 inputs a digital "0" signal to a controller (not shown). .
끝으로, 네번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "0" 신호를, 그리고 제1 아래쪽 센서(622l1)도 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Finally, when the fourth distance is moved by the Z1 distance, the first front sensor 622f1 inputs the digital "0" signal, and the first lower sensor 622l1 also inputs the digital "0" signal to the controller (not shown). .
따라서, 측정 가능 거리를 연장하기 위하여, 도 2의 피 측정 패턴(121)이 4 배로 연장되어 위쪽 피 측정 패턴(621u)을 형성하고, 도 2의 신호 감지부(122)가 4 배로 연장되어 위쪽 신호 감지부(622u)를 형성하더라도, 제어부(미도시)는 위쪽 신호 감지부(622u)로부터의 신호들을 즉각적으로 판별할 수 있다.Therefore, in order to extend the measurable distance, the measured
도 8은 본 발명의 절대 변위 측정 장치의 제4 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 9는 도 8의 절대 변위 측정 장치의 피 측정 패턴과 신호 감지부를 보여주는 일측 단면도이다. 도 8 및 9에서 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 8에서 도 1과 같은 구성의 제어부는 도시되지 않고 생략되었다.8 is a perspective view showing a fourth embodiment of the absolute displacement measuring apparatus of the present invention. FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a pattern to be measured and a signal detector of the absolute displacement measuring apparatus of FIG. 8. The same reference numerals in FIGS. 8 and 9 indicate the objects of the same function. In FIG. 8, the controller having the same configuration as that of FIG. 1 is not shown and is omitted.
도 8 및 9를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예는, Z-축 방향으로 직선 운동하는 이동 대상(81)의 현재 위치를 측정하는 절대 변위 측정 장치로서, 위쪽 피 측정 패턴(821u), 위쪽 신호 감지부(822u), 앞쪽 피 측정 패턴(821f), 앞쪽 신호 감지부(822f1 내지 822f8), 아래쪽 피 측정 패턴(821l), 아래쪽 신호 감지부(82211 내지 82214), 뒤쪽 피 측정 패턴(821r), 뒤쪽 신호 감지부(822r1 및 822r2),8 and 9, the fourth embodiment of the present invention is an absolute displacement measuring device for measuring the current position of the moving
위쪽 피 측정 패턴(821u)은 도 2의 피 측정 패턴(121)이 8 배로 연장된 것이고, 위쪽 신호 감지부(822u)는 도 2의 신호 감지부(122)가 8 배로 연장된 것이다. The
즉, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제2 지점(Pzb) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 첫번째 1/8이 형성되고, 제2 지점(Pzb)과 제3 지점(Pzc) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 두번째 1/8이 형성되며, 제3 지점(Pzc)과 제4 지점(Pzd) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 세번째 1/8이 형성되며, 제4 지점(Pzd)과 제5 지점(Pze) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 네번째 1/4이 형성된다.That is, the first 1/8 of the upper measured
또한, Z-축상에서 제5 지점(Pze)과 제6 지점(Pzf) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 다섯번째 1/8이 형성되고, 제6 지점(Pzf)과 제7 지점(Pzg) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 여섯번째 1/8이 형성되며, 제7 지점(Pzg)과 제8 지점(Pzh) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 일곱번째 1/8이 형성되며, 제8 지점(Pzh)과 제9 지점(Pzi) 사이(Z1 길이)에 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 나머지 여덟번째 1/8이 형성된다. Further, a fifth 1/8 of the
따라서, 위쪽 피 측정 패턴(821u)과 위쪽 신호 감지부(822u)는, 도 1 내지 3을 참조하여 상세히 설명된 바와 같으므로, 그 상세한 설명이 생략된다.Therefore, since the upper to-
앞쪽 피 측정 패턴(821f)은 이동 대상(81)의 앞쪽 표면에서 이동 방향으로 형성된다. The front to-
여기에서, 설정 신호를 발생시키는 제1 앞쪽 유효 부(Ef1)는, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제2 지점(Pzb) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 첫번째 1/8과 동일한 위치에 있다. 설정 신호를 발생시키지 않는 제1 앞쪽 무효 부(Nf1)는, Z-축상에서 제2 지점(Pzb)과 제3 지점(Pzc) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(621u)의 두번째 1/8과 동일한 위치에 있다. Here, the first front effective part Ef1 for generating the setting signal is located between the first point Pza and the second point Pzb (length Z1) on the Z-axis, and thus the upper measured
또한, 설정 신호를 발생시키는 제2 앞쪽 유효 부(Ef2)는, Z-축상에서 제3 지점(Pzc)과 제4 지점(Pzd) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 세번째 1/8과 동일한 위치에 있다. 설정 신호를 발생시키지 않는 제2 앞쪽 무효 부(Nf2)는, Z-축상에서 제4 지점(Pzd)과 제5 지점(Pze) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(421u)의 네번째 1/8과 동일한 위치에 있다. In addition, since the second front effective portion Ef2 for generating the setting signal is located between the third point Pzc and the fourth point Pzd (Z1 length) on the Z-axis, the upper measured
또한, 설정 신호를 발생시키는 제3 앞쪽 유효 부(Ef3)는, Z-축상에서 제5 지점(Pze)과 제6 지점(Pzf) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 다섯번째 1/8과 동일한 위치에 있다. 설정 신호를 발생시키지 않는 제3 앞쪽 무효 부(Nf3)는, Z-축상에서 제6 지점(Pzf)과 제7 지점(Pzg) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 여섯번째 1/8과 동일한 위치에 있다. Further, since the third front effective part Ef3 which generates the setting signal is located between the fifth point Pze and the sixth point Pzf (Z1 length) on the Z-axis, the upper measured
마찬가지로, 설정 신호를 발생시키는 제4 앞쪽 유효 부(Ef4)는, Z-축상에서 제7 지점(Pzg)과 제8 지점(Pzh) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 일곱번째 1/8과 동일한 위치에 있다. 설정 신호를 발생시키지 않는 제4 앞쪽 무효 부(Nf4)는, Z-축상에서 제8 지점(Pzh)과 제9 지점(Pzi) 사이(Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 여덟번째 1/8과 동일한 위치에 있다. Similarly, since the fourth forward effective portion Ef4 for generating the setting signal is located between the seventh point Pzg and the eighth point Pzh (Z1 length) on the Z-axis, the upper measured
앞쪽 신호 감지부(822f1 내지 822f8)에서는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 제1 앞쪽 센서(822f1) 내지 제8 앞쪽 센서(822f8)를 포함한다.The front signal detectors 822f1 to 822f8 include first front sensors 822f1 to eighth front sensors 822f8 for sensing the set signal.
한편, 아래쪽 피 측정 패턴(821l)은 이동 대상(81)의 아래쪽 표면에서 이동 방향으로 형성된다. On the other hand, the lower measurement pattern 821l is formed in the movement direction on the lower surface of the
여기에서, 설정 신호를 발생시키는 아래쪽 제1 유효 부(El1)는, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제3 지점(Pzc) 사이(2Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 첫번째 1/4과 동일한 위치에 있다. 또한, 설정 신호를 발생시키지 않는 아래쪽 제1 무효 부(N11)는, Z-축상에서 제3 지점(Pzc)과 제5 지점(Pze) 사이(2Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 두번째 1/4과 동일한 위치에 있다. Here, since the lower first effective portion El1 generating the set signal is located between the first point Pza and the third point Pzc (2Z1 length) on the Z-axis, the upper measured
또한, 설정 신호를 발생시키는 아래쪽 제2 유효 부(El2)는, Z-축상에서 제5 지점(Pze)과 제7 지점(Pzg) 사이(2Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 세번째 1/4과 동일한 위치에 있다. 또한, 설정 신호를 발생시키지 않는 아래쪽 제2 무효 부(N12)는, Z-축상에서 제7 지점(Pzg)과 제9 지점(Pzi) 사이(2Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 네번째 1/4과 동일한 위치에 있다. Further, since the lower second effective portion El2 that generates the setting signal is located between the fifth point Pze and the seventh point Pzg (2Z1 length) on the Z-axis, the upper measured
아래쪽 신호 감지부(822l1 내지 822l4)에서는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 제1 아래쪽 센서(822l1) 내지 제4 아래쪽 센서(822l4)를 포함한다.The lower signal detecting units 822l1 to 822l4 include first lower sensors 822l1 to fourth lower sensors 822l4 for detecting the set signal.
한편, 뒤쪽 피 측정 패턴(821r)은 이동 대상(81)의 뒤쪽 표면에서 이동 방향으로 형성된다. On the other hand, the back to-
여기에서, 설정 신호를 발생시키는 뒤쪽 유효 부(Er1)는, Z-축상에서 제1 지점(Pza)과 제5 지점(Pze) 사이(4Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 첫번째 절반과 동일한 위치에 있다. 또한, 설정 신호를 발생시키지 않는 뒤쪽 무효 부(Nr1)는, Z-축상에서 제5 지점(Pze)과 제9 지점(Pzi) 사이(4Z1 길이)에 위치하므로, 위쪽 피 측정 패턴(821u)의 두번째 절반과 동일한 위치에 있다. Here, the rear effective portion Er1 for generating the setting signal is located between the first point Pza and the fifth point Pze (4Z1 length) on the Z-axis, so that the
뒤쪽 신호 감지부에서(822r1 및 822r2)는, 상기 설정 신호를 감지하기 위한 제1 뒤쪽 센서(822r1) 및 제2 뒤쪽 센서(822r2)를 포함한다.The rear signal detectors 822r1 and 822r2 include a first rear sensor 822r1 and a second rear sensor 822r2 for sensing the set signal.
따라서, 이동 대상(81)이 원점으로부터 첫번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(822f1), 제1 아래쪽 센서(822l1) 및 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 모두 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. 나머지 센서들은 정확도를 높이기 위한 것들로서 제거하여도 무방하므로, 이하 그 상세한 설명이 생략된다.Therefore, when the moving
그 다음에 두번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "0" 신호를, 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "1" 신호를, 그리고 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, for the second time traveled by Z1 distance, the first front sensor 622f1 receives a digital "0" signal, the first bottom sensor 622l1 a digital "1" signal, and the first rear sensor 822r1. Inputs a digital " 1 " signal to a controller (not shown).
그 다음에 세번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "1" 신호를, 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "0" 신호를, 그리고 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Next, when the third movement is made by the distance Z1, the first front sensor 622f1 receives a digital “1” signal, the first lower sensor 622l1 receives a digital “0” signal, and the first rear sensor 822r1. Inputs a digital " 1 " signal to a controller (not shown).
그 다음에 네번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "0" 신호를, 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "0" 신호를, 그리고 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 디지털 "1" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. The fourth forward sensor 622f1 then receives a digital " 0 " signal, the first lower sensor 6221 < RTI ID = 0.0 > 1 < / RTI > Inputs a digital " 1 " signal to a controller (not shown).
그 다음에 다섯번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "1" 신호를, 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "1" 신호를, 그리고 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, the fifth forward travel by the distance Z1, the first front sensor 622f1 receives a digital "1" signal, the first bottom sensor 622l1 receives a digital "1" signal, and the first rear sensor 822r1. ) Inputs a digital "0" signal to a controller (not shown).
그 다음에 여섯번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "0" 신호를, 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "1" 신호를, 그리고 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, sixth, the first front sensor 622f1 receives a digital "0" signal, the first lower sensor 622l1 receives a digital "1" signal, and the first rear sensor 822r1. ) Inputs a digital "0" signal to a controller (not shown).
그 다음에 일곱번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1)는 디지털 "1" 신호를, 제1 아래쪽 센서(622l1)는 디지털 "0" 신호를, 그리고 제1 뒤쪽 센서(822r1)는 디지털 "0" 신호를 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, when traveling seventh by the distance Z1, the first front sensor 622f1 receives the digital "1" signal, the first bottom sensor 622l1 the digital "0" signal, and the first rear sensor 822r1. ) Inputs a digital "0" signal to a controller (not shown).
그 다음에 마지막 여덟번째로 Z1 거리만큼 이동한 경우, 제1 앞쪽 센서(622f1), 제1 아래쪽 센서(622l1) 및 제1 뒤쪽 센서(822r1) 모두가 디지털 "1" 신호를 각각 제어부(미도시)에 입력시킨다. Then, when moving to the last eighth distance by the Z1 distance, the first front sensor 622f1, the first lower sensor 622l1, and the first rear sensor 822r1 all control the digital "1" signal (not shown). ).
따라서, 측정 가능 거리를 연장하기 위하여, 도 2의 피 측정 패턴(121)이 8 배로 연장되어 위쪽 피 측정 패턴(821u)을 형성하고, 도 2의 신호 감지부(122)가 8 배로 연장되어 위쪽 신호 감지부(822u)를 형성하더라도, 제어부(미도시)는 위쪽 신호 감지부(822u)로부터의 신호들을 즉각적으로 판별할 수 있다.Therefore, in order to extend the measurable distance, the measured
이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 신호 감지부에 있어서, 복수의 센서들이 피 측정 패턴의 길이 내에서 제1 간격보다 좁은 제2 간격으로서 배치되고, 상기 센서들의 개수가 상기 제1 간격과 상기 제2 간격의 최대 공약수로써 상기 제1 간격을 나눈 결과의 수와 동일하다.As described above, according to embodiments of the present invention, in the signal sensing unit, a plurality of sensors are arranged as a second interval narrower than the first interval within the length of the measured pattern, and the number of the sensors is It is equal to the number of results of dividing the first interval by the greatest common divisor of the first interval and the second interval.
이에 따라, 이동 대상이 상기 제1 간격만큼 이동하는 동안에, 상기 센서들 각각이 서로 다른 시점에서 피 측정 패턴의 어느 한 유효부와 대면할 수 있다. Accordingly, while the moving object moves by the first interval, each of the sensors may face any valid portion of the measured pattern at different points in time.
즉, 상기 이동 대상이 상기 제1 간격만큼 이동하는 동안에, 상기 센서들 각각이 서로 다른 시점에서 상기 설정 신호를 감지하여 이에 상응하는 신호 예를 들어, 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. 여기에서, 상기 제1 간격을 상기 센서들 개수로 나눈 결과의 거리만큼 이동 대상이 이동하는 동안에 어느 한 센서가 디지털 "1" 신호를 발생시킨다. That is, while the moving object moves by the first interval, each of the sensors detects the set signal at different points in time and generates a corresponding signal, for example, a digital "1" signal. Here, any one sensor generates a digital "1" signal while the moving object is moved by a distance resulting from dividing the first interval by the number of sensors.
따라서, 제어부는, 이동 대상이 상기 제1 간격만큼 이동하는 동안에, 상기 센서들 개수만큼의 분해능으로써 상기 이동 대상의 현재 위치를 알 수 있다. Accordingly, the controller may know the current position of the moving object by the resolution of the number of the sensors while the moving object moves by the first interval.
따라서, 상기 피 측정 패턴을 조밀하게 형성하지 않아도 위치 측정의 정밀도가 향상될 수 있다.Therefore, the precision of position measurement can be improved even if the said to-be-measured pattern is not formed densely.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in various other forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and the inventions claimed by the claims and the inventions equivalent to the claimed invention are to be construed as being included in the present invention.
곡선으로 운동하는 이동 대상의 현재 위치를 측정하는 데에도 이용될 가능성이 있다.It can also be used to measure the current position of a moving object moving in a curve.
11 : 이동 대상, Z : 이동 방향,
121 : 피 측정 패턴, 122 : 신호 감지부,
123 : 제어부, Z1 : 피 측정 패턴의 길이,
E1 내지 E14 : 유효 부들, N1 내지 N13 : 무효 부들,
I1 : 제1 간격, S1 내지 S20 : 센서들,
I2 : 제2 간격, 31 : 이동 대상의 현재 위치,
32 : 센서 번호, 33 : 감지 신호,
34 : 감지 순서,
41 : 이동 대상, 422u : 윗쪽 신호 감지부,
421u : 윗쪽 피 측정 패턴,
422f1, 422f2 : 앞쪽 신호 감지부, 421f : 앞쪽 피 측정 패턴,
Ef1 : 앞쪽 유효 부, Nf1 : 앞쪽 무효 부,
61 : 이동 대상, 622u : 윗쪽 신호 감지부,
621u : 윗쪽 피 측정 패턴, 622f1 내지 622f4 : 앞쪽 신호 감지부,
621f : 앞쪽 피 측정 패턴, 622l1, 622l2 : 아랫쪽 신호 감지부,
621l : 아랫쪽 피 측정 패턴, Ef1, Ef2 : 앞쪽 유효부들,
Nf1, Nf2 : 앞쪽 무효부들, El1 : 아랫쪽 유효부,
Nl1 : 아랫쪽 무효부,
81 : 이동 대상, 822u : 윗쪽 신호 감지부,
821u : 윗쪽 피 측정 패턴, 822f1 내지 622f8 : 앞쪽 신호 감지부,
821f : 앞쪽 피 측정 패턴,
822l1 내지 822l4 : 아랫쪽 신호 감지부,
821l : 아랫쪽 피 측정 패턴, 822r1, 822r2 : 뒷쪽 신호 감지부,
821r : 뒷쪽 피 측정 패턴, Ef1 내지 Ef4 : 앞쪽 유효부들,
Nf1 내지 Nf4 : 앞쪽 무효부들, El1, El2 : 아랫쪽 유효부들,
Nl1, Nl2 : 아랫쪽 무효부들, Er1 : 뒷쪽 유효부,
Nr1 : 뒷쪽 무효부.11: moving target, Z: moving direction,
121: the measurement pattern, 122: signal detection unit,
123: control unit, Z1: length of the measured pattern,
E1 to E14: valid parts, N1 to N13: invalid parts,
I1: first interval, S1 to S20: sensors,
I2: second interval, 31: current position of the moving target,
32: sensor number, 33: detection signal,
34: detection order,
41: move target, 422u: upper signal detector,
421u: upper blood measurement pattern,
422f1, 422f2: front signal detector, 421f: front blood measurement pattern,
Ef1: front invalid part, Nf1: front invalid part,
61: moving target, 622u: upper signal detection unit,
621u: upper blood measurement pattern, 622f1 to 622f4: front signal detection unit,
621f: front blood measurement pattern, 622l1, 622l2: lower signal detection unit,
621l: lower blood measurement pattern, Ef1, Ef2: front effective parts,
Nf1, Nf2: front invalid parts, El1: bottom valid part,
Nl1: Lower invalid part,
81: target to be moved, 822u: upper signal detector,
821u: upper blood measurement pattern, 822f1 to 622f8: front signal detection unit,
821f: anterior blood measurement pattern,
822l1 to 822l4: lower signal detection unit,
821l: Lower blood measurement pattern, 822r1, 822r2: Rear signal detector,
821r: back measurement pattern, Ef1 to Ef4: front effective parts,
Nf1 to Nf4: front invalid parts, El1, El2: bottom effective parts,
Nl1, Nl2: bottom invalid parts, Er1: back effective part,
Nr1: Back side invalid part.
Claims (1)
상기 이동 대상의 일 표면에서 이동 방향으로 형성되되, 설정 신호를 발생시키는 유효 부들 각각이 상기 설정 신호를 발생시키지 않은 무효 부를 사이에 두고 제1 간격으로서 교호하게 배치되어 있는 피 측정 패턴;
상기 설정 신호를 감지하기 위한 복수의 센서들이 상기 이동 대상의 일 표면의 이동 경로 상에 일 열로 배치되되, 상기 피 측정 패턴의 길이 내에서 상기 제1 간격보다 좁은 제2 간격으로서 배치되고, 상기 센서들의 개수가 상기 제1 간격과 상기 제2 간격의 최대 공약수로써 상기 제1 간격을 나눈 결과의 수와 동일한 신호 감지부; 및
상기 피 측정 패턴의 상기 유효 부들 각각으로부터 상기 설정 신호가 발생되도록 제어하는 한편, 상기 신호 감지부의 상기 센서들로부터의 출력 신호들에 따라 상기 이동 대상의 현재 위치를 결정하는 제어부를 포함한 절대 변위 측정 장치.
In the absolute displacement measuring device for measuring the current position of the moving object moving in a straight line,
A measurement pattern formed in one surface of the object to be moved in a direction of movement, wherein each of the effective parts generating the setting signal is alternately arranged as a first interval with the invalid part not generating the setting signal therebetween;
A plurality of sensors for sensing the set signal is arranged in a row on the movement path of one surface of the moving object, disposed as a second interval narrower than the first interval within the length of the measured pattern, the sensor A signal detector equal to the number of results of dividing the first interval by the greatest common divisor of the first interval and the second interval; And
An absolute displacement measuring device including a control unit which controls the setting signal to be generated from each of the effective portions of the measured pattern, and determines a current position of the moving object according to output signals from the sensors of the signal detecting unit. .
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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JPH0547905A (en) * | 1991-08-09 | 1993-02-26 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Detection equipment of substrate in substrate accommodating vessel |
JPH09264758A (en) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | S G:Kk | Straight line position detector |
KR20100085823A (en) * | 2009-01-20 | 2010-07-29 | 시케이디 가부시키가이샤 | Three-dimensional measurement device |
-
2011
- 2011-11-15 KR KR1020110119130A patent/KR101281781B1/en active IP Right Grant
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KR20100085823A (en) * | 2009-01-20 | 2010-07-29 | 시케이디 가부시키가이샤 | Three-dimensional measurement device |
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