KR101806102B1 - 광학 포지셔닝 센서 - Google Patents
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Abstract
제1 광선을 안내하도록 구성된 제1 광 소스 및 제2 광선을 안내하도록 구성된 제2 광 소스를 지원하는 광 부품을 포함할 수 있는 센서가 개시된다. 또한, 센서는 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환할 수 있는 이미징 장치도 포함할 수 있다. 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 서로에 대해 상대적으로 이동가능하다. 센서는 상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 센서는 상기 이미징 장치 상의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함할 수 있다.
Description
센서는 광범위한 분야에서 사용되고, 다양한 양을 측정하도록 각색된다. 많은 센서는 위치 센서와 같은 변위 측정, 스트레인 게이지, 로드셀, 가속도계, 관성 측정 유닛, 압력 게이지등을 사용하여 원하는 양을 결정할 수 있다.
본 발명의 특징과 이점은, 첨부된 도면과 함께, 본 발명의 예시, 특징에 의해 함께 도시된, 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서의 측면 계략도이다.
도 2는 도 1의 센서의 광 부품의 상면 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 센서의 광 소스의 측면 개략도를 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 소스의 측면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 두 개의 병진 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 회전 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 두 개의 병진 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 회전 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 회전 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 부품의 상면 개략도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 사시 개략도이다.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 부품의 측면 개략도이다.
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 부품의 측면 개략도이다.
예시적인 도시된 실시예를 참조하고, 본원에서 사용된 특정 언어는 동일한 것을 기술한다. 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니라는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서의 측면 계략도이다.
도 2는 도 1의 센서의 광 부품의 상면 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 센서의 광 소스의 측면 개략도를 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 소스의 측면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 두 개의 병진 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 회전 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 두 개의 병진 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 회전 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 회전 자유도에서 광 부품과 이미징 부품의 상대 운동을 하는, 도 1의 센서의 상면 개략도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 부품의 상면 개략도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 사시 개략도이다.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 부품의 측면 개략도이다.
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 센서의 광 부품의 측면 개략도이다.
예시적인 도시된 실시예를 참조하고, 본원에서 사용된 특정 언어는 동일한 것을 기술한다. 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니라는 것을 이해할 것이다.
본원에서 사용된, 용어 "실질적으로(substantially)"는 양 또는 액션, 특징, 특성, 상태, 구조, 아이템 또는 결과의 정도가 완성 또는 거의 완성된 것을 말한다. 예를 들어, "실질적으로" 감싸진 물체는 그 물체가 완전히 감싸지거나, 거의 감싸진 것을 의미한다. 어떤 경우에서, 절대 완전성에서의 정확히 허용가능한 편차의 정도는 특정 맥락에 의존할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 완성의 근접성은, 절대 완성과 전체 완성이 얻은 것과 같은 동일한 전반적인 결과를 가질 수 있게 할 것이다. "실질적으로"의 사용은 부정적인 의미에서 사용될 때도 동일하게 적용되는데, 이는 행동, 특징, 특성, 상태, 구조, 아이템 또는 결과의 완성 또는 거의 완성의 부족을 말한다.
본원에서 사용된, "인접한(adjacent)"은 두 개의 구조 또는 요소의 인접성을 말한다. 특히, "인접한" 것으로 확인된 요소들은 붙어있거나 연결된다. 이러한 요소들은 서로 접촉할 필요 없이, 서로 근접 또는 가까이 있을 수 있다. 어떤 경우에서, 인접성의 정확한 정도는 특정 맥락에 의존할 수 있다.
기술 실시예의 초기 개요가 아래에 제공되고, 특정 기술 실시예가 이후에 더욱 자세히 기술된다. 이러한 초기 요약은 독자들이 좀 더 빠르게 이해할 수 있도록 도우려는 의도이지, 기술의 중요 특징이나 본질적인 특징을 확인하려거나, 청구된 주제의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
전형적인 센서가 주어진 목적을 위해 일반적으로 유효함에도 불구하고, 종종 이들은 각 자유도에서 동일한 레벨의 레졸루션을 생성하지 못한다. 또한, 중복 측정 및/또는 복수의 자유도에서의 측정을 얻는 것은 크기, 복잡성 및 비용을 현저히 증가시킬 수 있고, 이는 일부 활용에서, 중복되거나 복수의 자유도 센서를 사용하지 못하게 할 수 있다. 따라서, 중복 센서 또는 복수의 자유도 센서는, 하나의 자유도 센서를 근사화하는 것과 같이, 크기, 복잡성 및 실제적 한계 내의 비용을 유지함에 의해 더욱 용이하게 사용될 수 있다.
따라서, 크기, 복잡성 또는 비용을 현저히 증가시키지 않으면서, 중복 및/또는 복수의 자유도에서의 측정을 제공할 수 있는 센서가 개시된다. 일 태양에서, 센서는 변위 측정을 사용하여 결정될 수 있는 임의의 주어진 양을 측정하도록 구성될 수 있다. 센서는, 제1 광선을 안내할 수 있는 제1 광 소스 및 제2 광선을 안내할 수 있는 제2 광 소스를 지원하는 광 부품을 포함할 수 있다. 또한, 센서는 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환할 수 있는 이미징 장치도 포함할 수 있다. 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 서로에 대해 상대적으로 이동가능하다. 센서는 상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 센서는 상기 이미징 장치 상의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함할 수 있다.
일 태양에서, 복수 자유도 센서가 개시된다. 복수 자유도 센서는 제1 광선을 안내하도록 구성된 제1 광 소스 및 상기 제1 광선과 평행하지 않은 제2 광선을 안내하도록 구성된 제2 광 소스를 지원하는 광 부품을 포함할 수 있다. 또한, 복수 자유도 센서는 상기 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환하도록 구성되는 이미징 장치를 포함할 수 있다. 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 적어도 두 개의 병진 자유도와 적어도 두 개의 회전 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능하다. 복수 자유도 센서는 상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 복수 자유도 센서는 상기 이미징 장치 상의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 복수 자유도 센서가 개시된다. 복수 자유도 센서는 광선을 안내하도록 구성된 복수의 광 소스를 지원하는 광 부품을 포함할 수 있다. 복수 자유도 센서는 상기 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환하도록 구성되는 이미징 장치도 포함할 수 있다. 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 복수의 병진 자유도와 복수의 회전 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능하다. 복수 자유도 센서는 상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 광선들의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 복수 자유도 센서는 상기 이미징 장치 상의 광선들의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함할 수 있다.
센서(100)의 일실시예는 도 1 및 도 2에서 개략적으로 도시된다. 센서(100)는 이미징 장치(110)를 포함할 수 있다. 이미징 장치(110)는, 픽셀 센서, 포토 센서 또는 광을 전기 신호로 전환할 수 있는 그 밖의 적절한 타입의 이미저와 같은 이미지 센서(111)를 포함할 수 있다. 일 태양에서, 이미징 장치(110)는 픽셀 센서의 어레이를 포함하는 집적 회로를 가진 능동 픽셀 센서를 포함할 수 있는데, 여기서, 각각의 픽셀은 포토디텍터와 능동 증폭기를 포함한다. 각 포토디텍터 옆에 있는 회로는 빛 에너지를 전압으로 전환할 수 있다. 추가 회로가 전압을 디지털 데이터로 전환하기 위해 포함될 수 있다. 능동 픽셀 센서의 일 예로서, 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS) 이미지 센서이 있다. 또 다른 태양에서, 이미지 장치(110)는 전하-결합 장치(CCD) 이미지 센서를 포함할 수 있다. CCD 이미지 센서에서, 픽셀은 p-도핑된 MOS 커패시터에 의해 나타날 수 있다. 이들 커패시터는, 광 획득이 시작할 때, 인버전을 위해 스레숄드 이상에서 바이어스되어서, 반도체-산화막 인터페이스에서, 입사 포톤을 전자 전하로 전환할 수 있다. 그리고 나서, CCD는 이들 전하를 리드하는데 사용된다. 추가 회로는 전압을 디지털 정보로 전환할 수 있다. 그러므로, 이미징 장치(11)는 광을 캡쳐하고, 이를 전기 신호로 전환하도록 구성된, 디지털 카메라, 셀폰, 웹 캡등에서 전형적으로 찾을 수 있는 이미징 센서와 같은, 임의의 적절한 장치나 센서를 포함할 수 있다.
또한, 센서(100)는 광선들(123, 124)을 각각 안내하도록 구성된 하나 이상의 광 소스(121, 122)를 지원된 광 부품(120)을 포함할 수 있다. 광 소스(121, 122)는 LED, 레이저, 유기 LED, 전계 방출 디스플레이 소자, 면-전도 전자-방출 디스플레이 유닛, 양자점, 전기적으로 충전된 이온 가스를 포함하는 셀, 형광등, 광 방출의 평면의 외부에 위치된 대용량 광 소스로부터의 광이 통과할 수 있는 홀 및/또는 그 박의 적절한 광 소스를 포함할 수 있다. 도 3a는 광 소스(221)로부터의 광을 초점 맞추거나 안내하기 위해, 광 소스(221)와 작동하는 렌즈(227)를 나타낸다. 도 3b는 광 소스(321)로부터의 광을 적절한 광선으로 "좁히기(narrow)" 위하여, 광 소스(321)와 작동하는 콜리메이터(328)를 나타낸다. 렌즈와 콜리메이터는 적절한 광선을 달성하기 위해, 홀로 사용되거나 광 소스와 함께 사용될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
이미징 장치(110)는 광 부품(120)과 인접하여 위치되고, 광선들(123, 124)을 직접 수신하고, 이들을 전기 신호로 전환하도록 구성될 수 있다. 광 로케이션 모듈(130)은 상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치(110) 상의 광선들(123,124)의 로케이션을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미징 장치(110)의 픽셀은 개별적으로 어드레스(address)될 수 있어서, 각 개별 픽셀 상의 광 강도는 광 로케이션 모듈(130)에 의해 알려지거나, 결정될 수 있다.
이미징 장치(110)와 광 부품(120)은 하나 이상의 자유도에서 서로 상대적으로 이동가능할 수 있다. 따라서, 포지션 모듈(140)은 상기 이미징 장치(110) 상의 광선들(123, 124)의 위치에 기초하여, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 포지션을 결정하도록 구성될 수 있다. 일 태양에서, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)은 상대 운동을 가능하게 하는 방식으로 서로 결합(112)될 수 있다. 예를 들어, 광 부품(120)은 "고정(fixed)"되고, 이미징 장치(110)는, 광 부품(120)에 대해 이미징 장치(110)의 움직임을 가능하게 할 수있는 구조물, 장치 또는 메카니즘에 의해 광 부품(120)에 대해 지지될 수 있다. 일부 실시예에서, 이미징 장치(110)가 "고정"되는 것도 인식해야 한다. 이미징 장치(110)와 광 부품(120)은, X축에서 병진 또는 Z 축에 대해 회전과 같은, 하나 이상의 선택된 자유도에서만 상대 운동이 제한될 수 있다. 하나 이상의 원하는 자유도에서 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 가능하게 하는, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 임의의 적절한 배열이 고려된다.
이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 이러한 상대 운동은, 상대 변위 및/또는 회전과 같은 상대 운동의 측정을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 본 개시물에 따른 센서는 변위, 회전, 속도, 가속도등과 같은 상대 운동에 기초할 수 있거나, 이로부터 파생될 수 있는 임의의 양을 측정 또는 센싱하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기술된 센서는 포지션 센서, 스트레인 게이지, 가속도계, 로드 센서 또는 원하는 타입의 측정을 기계적으로 및/또는 연산적으로 제공하기 위해 상대 운동을 사용할 수 있는 그 밖의 다른 타입의 센서로서의 기능을 할 수 있다. 그러므로, 일 태양에서, 센서(100)는 시계(150)를 포함하여, 상대 운동과 관련된 경과 시간을 측정할 수 있고, 속도, 가속도 또는 그 밖의 동적 측정량을 결정하는데 유용할 수 있다.
또한, 픽셀의 개별 어드레스가 알려지기 때문에, 센서(100)는 "절대(absolute)" 센서로 간주될 수 있다. 이러한 속성에 의해, 센서(100)는 필요하지 않을 때, 파워 오프될 수 있고(즉, 에너지 절약을 위해), 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 위치를 결정하기 위해, 개시되거나 보정될 필요 없이, 측정 또는 리딩을 할 수 있다.
이미징 장치(110)는 임의의 적절한 크기, 치수, 종횡비 및/또는 픽셀 카운트의 피셀 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 어레이는 행과 열로 배열된 픽셀의 어레이와 같이 일차원 어레이나 이차원 어레이일 수 있다. 일 태양에서, 센서의 움직임의 범위는, 복수의 이미징 장치들이 서로 인접하여 위치되어 센서에 대해 더 넓은 움직임 범위를 제공함에도 불구하고, 이미징 장치의 크기에 의해 제한될 수 있다. 또 다른 태양에서, 센서의 움직임의 범위는 광 소스의 로케이션 및/또는 크기에 의해 영향받을 수 있다. 그러므로, 광 소스는 광 부품과 이미징 장치간의 원하는 상대 위치를 수용할 수 있도록 위치되고, 및/또는 크기를 가질 수 있다. 또한, 본 개시물에 따른 센서는 각 자유도에서 실질적으로 동일한 레벨의 자유도를 생성할 수 있어야 한다는 것도 인식해야 한다.
일 태양에서, 이미징 장치(110)상의 광선들(123, 124)의 중심 로케이션은 이미징 장치(110)상의 광선들(123, 124)의 로케이션에 적용되는 통계적 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 이러한 연산은 포지션 모듈(140)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 광선들(123, 124)은 이미징 장치(110) 상의 많은 픽셀에 걸쳐 분포될 수 있고, 광선의 중심을 결정하기 위한 통계적 방법을 사용하열 분석될 수 있는 강도 그래디언트를 나타낼 수 있다.
또 다른 태양에서, 이미징 장치(110)는 단색(monochromatic) 또는 유채색(chromatic)일 수 있고, 광 소스(121, 122)는 흰색, 빨강색, 초록색 또는 파랑색과 같은 임의의 적절한 광 색깔을 생성할 수 있다. 특정 광선 파장에 대한 유채색 픽셀의 색 선택은 픽셀 파퓰레이션(pixel population)을 효과적으로 증가시키는데 사용될 수 있고, 이는 이미징 장치상의 이웃 광선으로부터의 퇴화(degradation)없이 광선의 중심의 로케이션을 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 단색의 이미징 장치를 가진 하나의 광 소스 대신에, 3개의 광 소스(빨강, 초록 및 파랑)는 유채색 이미징 장치와 서로 인접하여 사용되어, 서로의 간섭없이, 광 부품(120)과 이미징 장치(110)의 상대 운동을 결정할 수 있다. 유채색 이미징 장치는, 광선이 이미징 장치 상에서 오버랩되어도, 서로 다른 색광선을 분리하여 추적 또는 센싱할 수 있다. 서로 다른 색에 대응되는 이미징 장치의 서로 다른 부분은, 광 소스와 이미징 장치의 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있는 분리된 신호를 중복 및/또는 연산을 위한 추가 데이터 점을 제공하여 생성할 수 있다.
따라서, 일 태양에서, 이미징 장치는 색 분해 메카니즘(160)을 포함할 수 있다. 임의의 적절한 색 분해 메카니즘은, Bayer 센서(색 필터 어레이가 빨강, 초록 또는 파랑 광을 선택된 픽셀 센서에 통과시킴), Foveon X3 센서(레이어드 픽셀 센서의 어레이가 실리콘의 고유 파장-의존 흡수를 통해 광을 분리시켜서 모든 로케이션이 3개의 모든 채널을 센싱함) 또는 3CCD 센서(3개의 별개 이미지 센서를 가지고, 다이크로익 프리즘(dichroic prism)에 의해 색 분리가 행해짐)와 같은 것이 사용될 수 있다.
도 1 및 2를 계속 참조하면서, 도 4-7B은 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 겪는 센서(100)를 도시한다. 광선(123)이 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 정격 상대 배향에서 이미징 장치(110)에 수직 또는 실질적으로 수직이라는 점에서, 광 소스(121)는 일반적으로 "수직" 광선으로 언급될 수 있는 광선 (123)을 생성한다. 광선(124)이 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 정격 상대 배향에서 이미징 장치(110)에 수직이지도 않고, 평행하지도 않는다는 점에서, 광 소스(1212)는 일반적으로 "각이 진" 광선으로 언급될 수 있는 광선 (124)을 생성한다. 그러므로, 광 소스(121, 122)는 각각 수직 광 소스와 각이 진 광 소스로 불릴 수 있다.
일반적으로, 하나의 광 소스는 두 개의 병진 자유도에서 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있다. 가령, 도 4에 도시된 바와 같이, X 및 Y 병진 자유도에서 실질적으로 수직으로 광선(123)을 안내하는 광 소스(121)는 이들 두 개의 병진 자유도에서 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있다. 또한, 광선(123)과 평행하지 않은 광선(124)을 안내하는 광 소스(122)는 X 및 Y 병진 자유도에서 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있다. 광선(123, 124)에 의한 움직임은, 이미징 장치(110`)가 이미징 장치(의) 초기 포지션에서 최종 포지션으로 움직이면서, 이미징 장치(110)를 따라 각각 경로(125a, 126a)를 추적할 수 있다. 각각의 경로(125a, 126a)에 따른 픽셀은, 가령, 연산을 위한 중복 및/또는 추가 데이터 점을 제공함에 의해, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있다.
도 1 및 2를 더욱 참조하면서, 도 5에 도시된 바와 같이, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)은 회전 자유도(이 경우에는 Z 축에 대해)에서, 서로에 대해 상대적으로 이동가능하다. 광선(123, 124)에 의한 움직임은, 이미징 장치(110`)가 이미징 장치(의) 초기 포지션에서 최종 포지션으로 움직이면서, 이미징 장치(110)를 따라 각각 경로(125a, 126a)를 추적할 수 있다. 두 광선(123, 124)의 경로(125a, 126a)에 따른 픽셀은, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있는데, 이 경우에는 회전의 중심(101)을 가진다. 도시된 바와 같이, 광선(123)은 회전 자유도의 축에 실질적으로 평행하게 안내되고, 광선(124)는 광선(123)과 평행하지 않다. 다시 말해, 수직 광선과 각이 진 광선이 사용된다. 그러나, 도 5 및 6에 도시된 병진 자유도와 회전 자유도에서의 상대 운동은 두 개의 수직 광선과 두 개의 각이 진 광선으로 결정될 수 있다는 것을 인식해야한다.
도 6은 이미징 장치와 광 부품은 병진 자유도(이 경우에는 Z 축에 대해)에서, 서로에 대해 상대적으로 이동가능하다. 다시 말해, 수직 광선(123)은 병진 자유도의 축에 실질적으로 평행하게 안내되고, 각이 진 광선(124)은 광선(123)에 평행하지 않아서, 병진 자유도에서 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동에 의해 광선(123) 및/또는 광선(124)이 이미징 장치(110)의 서로 다른 로케이션으로 안내되도록 한다. 예를 들어, 이미징 장치(110)가 광 부품(120)을 향해 Z 축을 따른 방향(102)으로 움직이기 때문에, 각이 진 광선(124)은 이미징 장치(110)에 따른 방향(103)으로 움직인다. 각이 진 광선(124)의 이러한 움직임은 Z축을 따라 상대적인 병진 운동을 결정한다. 또한, 수직 광선(123)의 움직임의 결여(lack)는 Z 축을 따라 상대 병진 운동의 결정도 요인으로 포함할 수 있다. 그러므로, 광선의 하나의 각이 진 광선은 세 개의 직교 병진 자유도에서 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있다.
도 7a 및 7b는 회전 자유도(이 경우에는 Z 축에 대해)에서, 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 결정하는데 있어서, 각이 진 광선(124)의 추가 사용을 도시한다. 그러므로, 수직 광선(123)은 회전 자유도의 축에 대해 실질적으로 수직으로 안내된다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 각이 진 광선(124)은 이미징 장치(110)에 따른 방향(104)으로 움직이고, 수직 광선(123)은 이미징 장치(110)에 따라 반대 방향(105)으로 움직인다. 이미징 장치(110)상의 광선(123, 124)의 상대 로케이션은 물론 방향에서의 차이점, 그리고 각이 진 광선(124)의 각도(127)는 회전 중심(107a)에 대하여, 방향(106a)으로 광 부품(120)에 대해 상대적으로 회전된 이미징 장치(110)를 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 경우, 두 광선(123, 124)은 회전 중심(107a)의 "동일 측면(same side)"상에 있다.
한 편, 도 7b에 도시된 바와 같이, 각이 진 광선(124)은 이미징 장치(110)에 따른 방향(108)으로 움직이고, 수직 광선(123)은 이미징 장치(110)에 따른 동일한 방향(109)으로 움직인다. 이미징 장치(110)상의 광선(123, 124)의 상대 로케이션은 물론 방향에서의 유사성과 각이 진 광선(124)의 각도(127)는 회전 중심(107a)에 대하여, 방향(106a)으로 광 부품(120)에 대해 상대적으로 회전된 이미징 장치(110)를 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 경우, 두 광선(123, 124)은 회전 중심(107a)의 "반대편 측면(opposite side)"상에 있다. 그러므로, 이미징 장치(110)에 따른 각이 진 광선(124)과 수직 광선(123)의 움직임과 방향은 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 일부를 움직이는 경향을 가진 회전 자유도(가령, X 축에 대한 회전)에서 이미징 장치(110)와 광 부품(120)의 상대 운동을 결정하는데 사용될 수 있다.
본 개시물에 따른 센서가 복수 병진 자유도 및/또는 복수 회전 자유도를 가질 수 있다는 것을 인식해야 한다. 센서(100)의 두 개의 광 소스(121, 122) 위에, 추가적인 광 소스는, 특히, 복잡한 움직임이 복수의 병진 자유도와 회전 자유도에서 혼합될 때, 센서가 상대 운동을 부정확하게 결정하도록 "속일(trick)"수 있는 상황을 감소 또는 제거시킬 수 있다. 일반적으로, 추가적인 광 소스의 또 다른 이점은, 이미징 장치에 걸쳐 더 많은 광 움직임이 있어서, 데이터를 얻기 위한 더 많은 픽셀이 사용되어 이미징 장치와 광 부품의 상대 운동을 결정하는데 사용된다는 점에서, 센서의 레졸루션이 개선된다. 두 개의 광 소스 위에, 광 소스의 추가 이점은 간략화된 연산 알고리즘이다.
따라서, 도 8은, 특히 복수 자유도에서 상대 운동을 겪을 때, 광 소스의 갯수, 위치 및 배향에 의해 레졸루션을 개선은 물론, 잠재적인 연산 모호성을 제거할 수 있는 센서(400)의 실시예를 도시한다. 예를 들어, 센서(400)는 4개의 수직 광 소스(421a-d)와 4개의 각이 진 광 소스(422a-d)를 포함할 수 있다. 일 태양에서, 각이 진 광 소스(422a-d)는 광선(424a-d)이 자유도 축에 평행한 평면으로 안내하도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 광선(424a, 424b)은 Y축에 평행한 평면에 있고, 광선(424c, 424d)은 X 축에 평행한 평면에 있다. 그러나, 어떤 임의의 방향으로 배향된 광선(424a`)에 의해 도시된 바와 같이, 각이 진 광선은 임의의 방향으로 배향될 수 있다.
도면에서의 특정 배열은 광 부품(420)의 중심 부분에 위치된 수직 광 소스(421a-d) 및 수직 광 소스(421a-d)의 주변부에 일반적으로 위치된 각이 진 광 소스(422a-d)를 가진다. 이미징 장치(410)에 대한 이들의 정격 수직 배향 때문에, 수직 광 소스(421a-d)에 의해 생성된 광선은, 가령, Z 축 병진과 같은 Z 축 또는 X축과 Y축에 대한 회전에서, 이미징 장치(410)와 광 부품의 상대 위치를 바꾸는 움직임 동안 각이 진 광 소스(422a-d)의 광선(424a-d) 만큼, "휩쓸(sweep across)"지는 않을 것이다. 그러므로, 각이 진 광 소스(422a-d)와 같은 광 소스는 어떤 자유도에서 이미징 장치(410)와 광 부품(420)의 상대 운동에 대해 이미징 장치(410)에 걸쳐 더 많은 움직임을 제공하기 위해 배치 및/또는 배향될 수 있고, 이는 센서 데이터의 레졸루션을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 중심 부분에서의 수직 광 소스(421a-d)를 그룹 짓는 것과 수직 광 소스(421a-d)의 주변부에 대해 각이 진 광 소스(422a-d)를 배치시키는 것은, 광 소스(421a-d, 422a-d)의 증가된 갯수로 가능한 이미징 장치 영역의 최대 효율적인 사용을 위한, 효과적인 배치 컨피규레이션일 수 있다. 일 태양에서, 색깔 있는 광 소스와 색 분해 메카니즘도 센서의 성능 저하 없이, 광 소스의 증가된 갯수를 작은 영역으로 맞추기 위해 사용될 수 있다.
본 도면에 도시된 광 소스의 갯수와 배치 및 배향은, 이미징 장치와 광 부품의 상대 운동이 센서를 오류 또는 부정확한 리딩으로 "속일"수 없도록 보장하는데 사용될 수 있는 컨피규레이션의 단지 예시일 뿐이다. 그러므로, 임의의 수의 수직 광 소스나 각이 진 광 소스가 임의의 상대 위치나 배향으로 사용되어서, 중복이나 레졸루션의 레벨과 같이 원하는 결과를 달성할 수 있다는 것을 인식해야 한다.
도 9는 하나의 이미징 장치만을 사용하여, 넓은 범위의 움직임에 걸쳐 연속적인 측정을 제공하기 위해, 서로 인접하게 배치된 복수의 이미징 장치(510a-f)는 물론, 복수의 광 소스(510a-c)를 포함할 수 있는 또 다른 센서(500)를 도시한다. 예를 들어, 센서(500)는, 주어진 시간에 하나 이상의 이미징 장치(510a-f)로 광선(523a-c)을 각각 안내하는 광 소스(512a-c)(이는 수직 및/또는 각이 질 수 있음)를 지원하는 광 부품(520)과 같이, 본원에서 기술되는 임의의 특징 및 요소를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이미징 장치(510a-f)는, 센서가 없는 곳, 가령, 인접한 이미징 장치의 인터페이스에, 이미징 장치들 사이의 영역(514)과 비틀어진 컨피규레이션으로 배열된다. 광선(523a)은 인접한 이미지 장치(510a, 510b) 사이의 영역(514)에서 종결(529a)될 수 있는데, 이 경우, 광선(523a)은 센서(500)의 포지션 결정 기능에 기여하지 않을 것이다. 그러나, 이 경우에, 광선(523b, 523c)은 각각 이미징 장치(510b, 510e)상에서 종결(529b, 529c)되어서, 광선(523a)이 할 수 없어도, 센서(500)의 포지션 결정 기능에 기여할 수 있다. 다시 말해, 여전히 광선(523b, 523c)을 각각 수신하는 다른 이미징 장치(510b, 510e)는, 가령 521a와 같은 주어진 광소스로부터 신호의 손실을 보상할 수 있다. 일 태양에서, 이미징 장치 및/또는 광 소스의 갯수 및/또는 배열은 적어도 하나의 광 소스가 센서의 원하는 움직임 범위에 걸쳐서, 그리고, 센서의 임의의 자유도에서 이미징 장치 상에서 종결될 것이다. 따라서, 이러한 방식으로, 광 소스가 광선을 이미지 센서 없는 영역으로 안내할 때에도, 복수의 광 소스는 센서(500)가 광 부품(520)과 이미징 장치(510a-f)의 상대 위치를 결정할 수 있도록 보장하는데 사용될 수 있다.
도 10a와 10b를 참조하면, 도시된 것은, 본 개시물에 따른 두 개의 추가 센서이다. 예를 들어, 도 10a는 이미징 장치(610)와 광 부품(620)의 상대 운동을 가능하게 하기 위해, 이미징 장치(610)와 광 부품(620)과 결합된 탄성 부재(670, 671)를 가진 센서(600)를 도시한다. 탄성 부재(670, 671)는 이미징 장치(610)와 광 부품(620)에 대한 정격 상대 위치를 설립할 수 있고, 임의의 적절한 자유도에서 이미징 장치(610)와 광 부품(620)의 상대 운동을 가능하게 할 수 있다. 탄성 부재(670, 671)는 스프링을 포함할 수 있는데, 이는 임의의 적절한 금속 스프링 또는 탄성중합체 스프링으로 구성될 수 있다. 따라서, 일 태양에서, 탄성 부재(670, 671)는 이미징 장치(610)와 광 부품(620)을 위한 폴리머 서스펜션 시스템으로서의 역할을 할 수 있다.
일 태양에서, 탄성 부재(670, 671)는 광 소스(621, 622)의 외부에 배치될 수 있다. 또 다른 태양에서, 탄성 부재는 이미징 장치(610)와 광 부품(620) 사이에 배치된 투명 레이어를 포함할 수 있다. 일 태양에서, 탄성 부재는 이미징 장치(610)와 광 부품(620)사이의 분리기의 역할을 하는 실리콘 레이어를 포함할 수 있고, 이는 낮은 변위와 높은 레졸루션 센서를 제공한다. 일 태양에서, 센서(600)의 움직임 범위는 이미징 장치(610)의 크기, 서스펜션이나 분리 구조물의 타입에 의해 제한될 수 있는데, 이는 원하는 움직임 범위의 크기 및/또는 특정 센서의 활용 분야에 의존할 수 있다.
예를 들어, 센서(600)를 위한 하나의 활용 분야는 스트레인 게이지일 수 있다. 이러한 경우, 이미징 장치(610)는 로케이션(614)에서의 표면(613)에 고정될 수 있고, 광 부품은 로케이션(615)에서의 표면(613)에 고정될 수 있다. 표면(613)이 스트레인을 겪음에 따라, 이미징 장치(610)와 광 부품(620)은 서로에 대해 상대적으로 움직일 것이고, 이러한 움직임은 하나 이상의 자유도에서 스트레인의 측정을 가능하게 하는 역할을 할 수 있다.
도 10b는 광 부품(720)과 연결된 덩어리(780)를 가진 센서(700)의 또 다른 예시를 나타내는데, 이는 센서(700)가 가속도 및/또는 네비게이션 도움으로서의 기능을 측정할 수 있게 한다. 덩어리(780)와 광 부품(720)은 스프링과 같은 탄성 부재(770)에 의해 지지되어, 하나 이상의 자유도에서 이미징 장치(710)와 광 부품(720)의 상대 운동을 가능하게 할 수 있다. 일 태양에서, 탄성 부재(770)는 지지 구조물(790)에 결합될 수 있고, 상기 지지 구조물은 이미징 장치(710)에 결합될 수 있다. 광 부품(720)이 덩어리(780)와 연결되고, 탄성 부재(770)에 매달리게 도시되었지만, 이미징 장치(710)는 덩어리(780)와 연결될 수 있고, 탄성 부재(770)에 의해 매달릴 수 있다는 것을 인식해야 한다.
센서(미도시)의 또 다른 예시에서, 위스커(whisker)가 이미징 장치나 광 부품에 결합될 수 있고, 경계 레이어 두께를 결정하기 위해 흐름 범위(flow field)에 놓일 수 있다. 센서(미도시)의 또 다른 예시에서, 이미징 센서와 광 부품은 회전 포지션을 측정하기 위해 연속 상대 회전을 위해 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 변위 측정을 가능하게 하는 방법이 개시된다. 본 방법은 제1 광선을 안내하도록 구성된 제1 광 소스 및 제2 광선을 안내하도록 구성된 제2 광 소스를 지원하는 광 부품을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 방법은 상기 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환하도록 구성되는 이미징 장치를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여전히, 본 방법은 상기 이미징 장치 의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 본 방법은 상기 이미징 장치와 상기 광 부품의 상대 운동을 가능하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일 실시예에서 이들 방법이 순차적으로 수행될 수 있어도, 본 방법에서 특정 순서가 요구되지 않는다는 것을 주목한다.
방법의 일 태양에서, 상기 제2 광선은 상기 제1 광선과 평행하지 않는다. 본 방법의 또 다른 태양에서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품의 상대 운동을 가능하게 하는 단계는, 병진 자유도와 회전 자유도 중 적어도 하나에서 상대 운동을 가능하게 하는 것을 포함한다.
본 발명의 실시예는 본원에서 개시된 특정 구조, 절차 단계 또는 물질에 제한하려는 것이 아니라, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 이러한 것의 등가적인 것으로 확장된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 특정 실시예를 기술하는데에만 목적이 있는 것이지, 이를 제한하려는 의도는 없다는 것도 이해해야 한다.
명세서 전반에 걸친 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는 실시예와 함께 기술된 특정한, 특징, 구조물 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다. 따라서, 본 명세서 전반에서의 다양한 곳에서 출현하는 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"의 어구는 모두 동일한 실시예를 말할 필요는 없다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 복수의 아이템, 구조적 요소, 합성 요소 및/또는 물질은 편의상 공통 리스트에 존재할 수 있다. 그러나, 이들 리스트는, 각각의 리스트 부재들이 개별적으로 분리되고 고유의 부재로서 식별되는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 이러한 리스트의 개별 부재는, 반대의 표시가 없는 한, 공통 그룹에서의 이들의 제시에 근거하여, 동일한 리스트의 또 다른 부재와 사실상 등가로서 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예와 예시는 이들의 다양한 구성을 위해 대안예와 함께 본원에서 언급될 수 있다. 이러한 실시예, 예시 및 대안예는 서로 사실상 등가인 것으로 해석되지는 않으나, 본 발명의 분리되고 자율적인 표현으로 해석되어야한다는 것을 이해해야 한다.
게다가, 기술된 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의로 적절히 결합될 수 있다. 본 설명에서, 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 길이, 너비, 모양등의 예와 같이 많은 특정 세부 사항이 제공된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 하나 이상의 특정 세부 사항 없이도 실행될 수 있고, 또한 그 밖의 방법, 구성, 물질 등으로 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 예시에서, 잘 알려진 구조, 무질 또는 동작이 도시되지 않거나, 기술되지 않은 것은 본 발명의 태양을 애매하게 하는 것을 피하기 위함이다.
상기 예시가 하나 이상의 특정 적용에서 본 발명의 원리를 설명하는 동안, 형태, 사용 및 실행의 세부 사항에서 다양한 변형이 창의적인 시설의 사용 없이도, 본 발명의 원리와 개념에서 벗어나지 않으면서도 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 제시된 청구항에 의해 제한된다고 의도된다.
Claims (31)
- 제1 광선을 안내하도록 구성된 제1 광 소스 및 제2 광선을 안내하도록 구성된 제2 광 소스를 지원하는 광 부품 - 여기서 제2 광선은 제1 광선과 평행하지 않음 - 과,
상기 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환하도록 구성되는 이미징 장치 - 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 서로에 대해 상대적으로 이동가능함 - 와,
광 부품을 이미징 장치에 연결하는 하나 이상의 탄성 부재 - 하나 이상의 탄성 부재는 이미징 장치와 광 부품의 상대적 운동을 할 수 있도록 함 - 와,
상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 위치를 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈과,
상기 이미징 장치 상의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함하는 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 제1 병진 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능하고, 포지션 모듈은 제1 병진 자유도에 대한 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 더욱 구성되며,
제1 광선은 제1 병진 자유도의 축에 수직으로 안내되는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 2 항에 있어서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 제2 병진 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능하고, 포지션 모듈은 제2 병진 자유도에 대한 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 더욱 구성되며,
제1 광선은 제2 병진 자유도의 축에 수직으로 안내되는 것을 특징으로 하는 센서.
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- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 제1 회전 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능하고, 포지션 모듈은 제1 회전 자유도에 대한 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 더욱 구성되며,
제1 광선은 회전 자유도의 축에 수직으로 안내되는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 6 항에 있어서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 제2 회전 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능하고, 포지션 모듈은 제2 회전 자유도에 대한 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 더욱 구성되며,
제1 광선은 제2 회전 자유도의 축에 평행하게 안내되는 것을 특징으로 하는 센서.
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- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치상의 제1 및 제2 광선의 중심 로케이션은, 상기 이미징 장치의 제1 광선과 제2 광선의 로케이션에 적용되는 통계적 방법을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치는 전하-결합 장치(CCD) 또는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치는 색 분해 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치는 복수의 이미징 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 1 항에 있어서, 제1 광 소스는 LED, 레이저, 유기 LED, 전계 방출 디스플레이 소자, 면-전도 전자-방출 디스플레이 유닛, 양자점, 전기적으로 충전된 이온 가스를 포함하는 셀, 형광등, 광 방출의 평면의 외부에 위치된 대용량 광 소스로부터의 광이 통과할 수 있는 홀의 단독이나 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 1 항에 있어서, 제1 광 소스와 작동하는 콜리메이터와 렌즈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
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- 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품 중 적어도 하나와 연관된 덩어리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제1 항에 있어서, 시계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제1 광선을 안내하도록 구성된 제1 광 소스 및 상기 제1 광선과 평행하지 않은 제2 광선을 안내하도록 구성된 제2 광 소스를 지원하는 광 부품과,
상기 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 상기 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환하도록 구성되는 이미징 장치 - 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 적어도 두 개의 병진 자유도와 적어도 두 개의 회전 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능함 - 와,
광 부품을 이미징 장치에 연결하는 하나 이상의 탄성 부재 - 하나 이상의 탄성 부재는 이미징 장치와 광 부품의 상대적 운동을 할 수 있도록 함 - 와,
상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈과,
상기 이미징 장치 상의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함하는 복수 자유도 센서.
- 제 19 항에 있어서, 시계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 자유도 센서.
- 광선을 안내하도록 구성된 복수의 광 소스를 지원하는 광 부품 - 적어도 두 개의 광선은 서로 평행하지 않음 - 과,
상기 광 부품과 인접하여 위치되고, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하고, 광선을 전기 신호로 전환하도록 구성되는 이미징 장치 - 상기 이미징 장치와 상기 광 부품은 복수의 병진 자유도와 복수의 회전 자유도에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능함 - 와,
광 부품을 이미징 장치에 연결하는 하나 이상의 탄성 부재 - 하나 이상의 탄성 부재는 이미징 장치와 광 부품의 상대적 운동을 할 수 있도록 함 - 와,
상기 전기 신호를 수신하여, 이미징 장치 상의 광선들의 로케이션을 결정하도록 구성된 광 로케이션 모듈과,
상기 이미징 장치 상의 광선들의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하도록 구성된 포지션 모듈을 포함하는 복수 자유도 센서.
- 제 21 항에 있어서, 적어도 하나의 광선은 병진 자유도의 축에 실질적으로 수직으로 안내되는 것을 특징으로 하는 복수 자유도 센서.
- 제 21 항에 있어서, 적어도 하나의 광선은 회전 자유도의 축에 실질적으로 평행하게 안내되는 것을 특징으로 하는 복수 자유도 센서.
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- 제1 광 소스에 의해, 제1 광선을 안내하는 단계와,
제2 광 소스에 의해, 제2 광선을 안내하는 단계 - 상기 제1 광소스와 상기 제2 광 소스는 광 부품에 의해 지원됨 - 와,
상기 광 부품과 인접하여 위치된 이미징 장치에 의해, 제1 광선과 제2 광선을 직접 수신하는 단계와,
이미징 장치에 의해, 제1 광선과 제2 광선을 전기 신호로 전환하는 단계 - 제2 광선은 제1 광선과 평행하지 않음 - 와,
하나 이상의 탄성 부재에 의해, 광 부품을 이미징 장치에 연결하는 단계와,
광 로케이션 모듈에 의해 전기 신호를 수신하는 단계와,
광 로케이션 모듈에 의해, 이미징 장치 상의 제1 광선 및 제2 광선의 위치를 결정하는 단계와,
포지션 모듈에 의해, 상기 이미징 장치 상의 제1 광선과 제2 광선의 위치에 기초하여, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션을 결정하는 단계와,
하나 이상의 탄성 부재에 의해, 이미징 장치와 광 부품의 상대 운동을 할 수 있도록 하는 단계를 포함하는 변위 측정을 가능하게 하는 방법.
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- 제 25 항에 있어서, 상기 이미징 장치와 상기 광 부품의 상대 운동을 가능하게 하는 단계는, 병진 자유도와 회전 자유도 중 적어도 하나에서 상대 운동을 가능하게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 측정을 가능하게 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 이미징 장치는 표면에 고정되고,
포지션 모듈은, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션에 기초하여, 하나 이상의 자유도에서 표면상의 스트레인을 결정하도록 더욱 구성되는 것을 특징으로 하는 센서.
- 제 19 항에 있어서, 이미징 장치는 표면에 고정되고,
포지션 모듈은, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션에 기초하여, 하나 이상의 자유도에서 표면상의 스트레인을 결정하도록 더욱 구성되는 것을 특징으로 하는 복수 자유도 센서.
- 제 21 항에 있어서, 이미징 장치는 표면에 고정되고,
포지션 모듈은, 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션에 기초하여, 표면상의 스트레인을 결정하도록 더욱 구성되는 것을 특징으로 하는 복수 자유도 센서.
- 제 25 항에 있어서, 이미징 장치는 표면에 고정되고,
상기 방법은 이미징 장치와 광 부품의 상대 포지션에 기초하여, 하나 이상의 자유도에서 표면상의 스트레인을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 측정을 가능하게 하는 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150000644A KR101806102B1 (ko) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 광학 포지셔닝 센서 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150000644A KR101806102B1 (ko) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 광학 포지셔닝 센서 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170162936A Division KR102205683B1 (ko) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 광학 포지셔닝 센서 |
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|---|---|
| KR20160084130A KR20160084130A (ko) | 2016-07-13 |
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| KR1020150000644A KR101806102B1 (ko) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 광학 포지셔닝 센서 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770133C1 (ru) * | 2020-11-18 | 2022-04-14 | Олег Михайлович Орешкин | Способ измерения параметров волнистости поверхности материалов и устройство для измерения параметров волнистости поверхности деталей |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3433235B2 (ja) | 1992-10-02 | 2003-08-04 | チン、フィリップ、ケイ | 光変位センサ |
| US20040027586A1 (en) | 2002-08-07 | 2004-02-12 | Masayoshi Ichikawa | Processing apparatus, processing method and position detecting device |
-
2015
- 2015-01-05 KR KR1020150000644A patent/KR101806102B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3433235B2 (ja) | 1992-10-02 | 2003-08-04 | チン、フィリップ、ケイ | 光変位センサ |
| US20040027586A1 (en) | 2002-08-07 | 2004-02-12 | Masayoshi Ichikawa | Processing apparatus, processing method and position detecting device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2770133C1 (ru) * | 2020-11-18 | 2022-04-14 | Олег Михайлович Орешкин | Способ измерения параметров волнистости поверхности материалов и устройство для измерения параметров волнистости поверхности деталей |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20160084130A (ko) | 2016-07-13 |
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