KR101891581B1 - 반사판의 집광 정밀도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 관한 것으로, 태양광 발전이나 전파 수신용으로 사용되는 접시 형태의 집광용 반사판에 레이저광을 조사한 후 반사되는 광선이 집광면에 모이는 광점의 분포를 통해, 반사판의 집광 정밀도, 초점거리 및 곡률반경을 확인함으로써, 반사판의 제작 과정에서 발생될 수 있는 흠집이나 변형 등에 의해 불량이 발생한 부분을 정확하게 파악하여 보완할 수 있도록 하는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치를 개시한다.

Description

반사판의 집광 정밀도 측정 장치{Device for measuring accuracy of light concentration of reflector}

본 발명은 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 태양광의 집광이나 전파수신용으로 사용되는 접시 형태의 집광용 반사판에 레이저광을 조사한 후 반사되는 광선이 집광판에 집결되는 광점의 분포를 통해, 반사판의 구형도 및 집광 정밀도를 확인함으로써, 반사판의 제작 또는 사용 과정에서 발생될 수 있는 흠집이나 변형 등에 의해 불량이 발생한 정도와 위치를 정확하게 측정할 수 있는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 관한 것이다.

반사판(이하, 반사경 포함)은 태양광을 이용한 발전에서 집광 수단으로 사용되거나, 전파를 수신하기 위한 안테나로 사용되는 등 다양한 용도로 광범위하게 사용되고 있다.

이와 같은 반사판은 다양한 방식으로 제작되고 있는데, 높은 집광 또는 수신 효율을 구현하기 위하여, 호형 반사면을 가지는 접시 형태의 반사판이 주로 사용되고 있다.

일반적으로, 반사판은 반사 효과를 극대화하기 위하여, 알루미늄 등 반사 효율이 우수한 금속판으로 제작하거나, 반사경일 경우 오목하게 깎은 본체(일예로서, 유리) 표면에 알루미늄 금속막을 코팅하여 제작된다.

반사판은 표면의 곡률에 따라 평면, 오목면, 볼록면으로 구분되고, 이를 세분하여 오목 또는 볼록한 형태에 따라, 구형면, 타원면, 포물면, 쌍곡면 등으로 분류될 수 있다.

이러한 접시형 반사판은 밀도가 낮은 태양광 또는 전파를 한 점에 모아 고열을 얻거나 전파를 집속하기 위하여 넓은 면적으로 제작되는 것이 유리한데, 면적이 증감함에 따라 변형이나 왜곡이 발생할 가능성도 증가하게 된다.

또한, 정밀도가 요구되는 반사판의 제작 또는 사용 과정에서 반사판 표면에 비틀림이나 흠집 등의 불량이 발생하는 경우 조사된 광선이 초점에 제대로 모일 수 없는 문제점이 발생한다.

따라서, 반사판의 비틀림 또는 흠집 등을 정밀하게 측정하는 것은 반사판의 집광 및 전파수신 효율을 향상시키기 위해 매우 중요한 문제이다.

상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여, [선행기술문헌 1]은 레이저빔을 이용한 광디스크의 와블 측정장치에 관한 것으로서, 레이저빔을 반투과반사판과 반사판의 2중 구조를 통해 반사되어 기준각을 가지면서 피측정물의 한 점에 집광되도록 하여 피측정물의 기울기를 측정하는 기술이 개시하고 있다.

그러나, 상기 [선행기술문헌 1]에 개시된 장치는 2중구조의 반사판을 이용하여, 반사되는 레이저빔 각각의 경로를 확인하여 경로차를 계산하는 방식으로, 장치의 구성이 복잡하여 비용이 증가하고, 측정을 위한 계산 방식이 복잡하여 사용이 쉽지 않은 문제점이 있다.

[선행기술문헌 1] 한국등록특허 10-0525242 (2005. 10. 24 등록)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제작 또는 사용 과정에서 발생되는 반사판의 변형이나 왜곡에 따른 집광 또는 전파수신 효율의 저하를 개선하기 위하여, 반사판에 반사된 레이저광의 집결 분포를 통해 반사판에 불량이 발생한 정도 및 위치를 정확하게 파악할 수 있는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 종래 복잡한 장치 및 계산에 의한 집광도 측정 방식을 개선하기 위하여, 레이저광원에서 조사되어 반사판에 반사된 레이저광의 분포를 확인하는 간단한 장치를 이용하여 집광 정밀도를 측정할 수 있는 바, 장치 유지 비용이 현저히 감소하고, 사용이 용이한 반사판의 집광 정밀도 측정 장치를 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치는 상부판, 상기 상부판의 하부에 설치되고 피측정용 반사판이 놓여지는 하부판, 상기 상부판에 설치되어 상기 반사판 방향으로 광을 조사하는 복수의 광원 및 상기 반사판에서 반사되어 하부면에 집결되는 광의 분산 정도에 따라 상기 반사판의 불량 여부를 판단할 수 있도록, 상기 상부판과 하부판 사이에 설치되는 집광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집광판은 상기 반사판의 형상에 따라 상기 집광판에 집광되는 면적을 조절하여 원하는 수준의 집광도를 선택할 수 있도록 하기 위하여, 상기 상부판 및 하부판 사이에서 승강 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사판이 불량이라고 판단되는 경우 불량 위치를 검출할 수 있도록, 상기 복수의 광원은 독립적으로 점멸 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부판 일측에 설치되어, 상기 집광판의 하부면에 집결되는 광의 분포를 촬영하는 촬상수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집광판에 집광되는 면적을 산출하고, 산출된 집광 면적과 상기 반사판의 면적을 이용하여 집광도를 도출하는 집광도 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상부판, 상기 상부판의 하부에 설치되고 피측정용 반사판이 놓여지는 하부판, 상기 상부판의 상부에 이격되어 설치되고 상기 반사판 방향으로 광을 조사하는 광원 및 상기 반사판에서 반사되어 하부면에 집결되는 광의 분산 정도에 따라 상기 반사판의 불량 여부를 판단할 수 있도록, 상기 상부판과 하부판 사이에 설치되는 집광판을 포함하되, 상기 광원은 상기 상부판에 형성된 복수의 슬릿에 설치된 시준렌즈를 통해, 상기 반사판에 수직으로 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치는 상부판에 배열되어 조사된 레이저광이 반사판에 반사된 후, 집광판에 집결된 광점의 분포를 통해, 반사판에 불량이 발생한 정도 및 위치를 정확하고 용이하게 파악할 수 있는 바, 반사판의 변형이나 왜곡에 따른 집광 효율의 저하를 현저히 개선할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치는 반사판의 불량 발생 정도 및 위치를 신속하고 간단하게 확인할 수 있으므로, 반사판의 제작 또는 사용 과정에서 발생되는 불량을 실시간으로 확인하고 개선함으로써, 반사판의 제작 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있고, 생산성 및 사용 수명을 개선할 수 있는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치의 구성을 나타낸 하부 사시도,
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 반사판을 부착한 상태를 나타낸 상부 사시도,
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 반사판을 부착한 상태에서 광원의 조사를 나타내는 평면도 및 측단면도,
도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 집광판의 구성을 설명하기 위한 평면도,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 레이저광의 수직 조사를 설명하기 위한 사시도,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 반사판과 집광판의 중심점 일치 과정을 설명하기 위한 사시도,
도 3a는 본 발명에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 레이저광을 조사한 후, 집광판에 집결되는 광점의 분포 측정을 설명하기 위한 사시도,
도 3b는 본 발명에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 집광판에 집결되는 광점의 분포를 설명하기 위한 도 3a의 A부 사시도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치의 구성을 나타낸 하부 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 반사판을 부착한 상태를 나타낸 상부 사시도이며, 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에 반사판을 부착한 상태에서 광원의 조사를 나타내는 평면도 및 측단면도, 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 집광판의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치는 상부판, 상기 상부판의 하부에 설치되고 피측정용 반사판이 놓여지는 하부판, 상기 상부판에 설치되어 상기 반사판 방향으로 광을 조사하는 복수의 광원 및 상기 반사판에서 반사되어 하부면에 집결되는 광의 분산 정도에 따라 상기 반사판의 불량 여부를 판단할 수 있도록, 상기 상부판과 하부판 사이에 설치되는 집광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치(100)는 레이저광원(80)이 배치되는 상부판(10), 상기 상부판(10)의 하부로 일정 거리만큼 수직 프레임(30)에 의해 이격되어 구비되는 하부판(20), 상기 하부판(20)의 상면에 배치되는 반사판지지부(50), 상기 반사판지지부(50)에 배치되어 상기 레이저광원(80)에서 조사된 광을 반사시키는 반사판(60), 상기 반사판(60)에 의해 반사된 레이저광이 집결되는 집광판(40)을 포함하여 구성된다.

상기 상부판(10)과 하부판(20)은 재질이나 형태에 한정되지 않지만, 광점의 형성 및 집결 상태를 육안 및 별도의 촬상수단을 통해 용이하게 확인할 수 있도록 하기 위하여, 검정색 계열의 무반사 재질의 부재를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 상부판(10)의 중심에는 상기 집광판(40)을 지지하기 위한 지지봉(70)이 구비된다.

상기 지지봉(70)은 상기 상부판(10)의 중심에 형성된 관통공(75)에 체결되되, 스크류 등 공지의 방식을 이용하여 상기 관통공(75)의 상부 또는 하부로 승강이 가능하도록 설치된다.

이를 통해, 상기 지지봉(70)의 하단부에 체결된 상기 집광판(40)이 상기 상부판(10) 및 하부판(20) 사이에서 수직 이동이 가능하므로, 곡률반경이나 면적을 달리하는 상기 반사판(60)의 종류 또는 형상에 따라 높이를 용이하게 조절하여 집광되도록 할 수 있다.

또한, 상기 지지봉(70)을 승강 가능하도록 설치함에 따라, 상기 집광판(40)도 승강이 가능하므로 이를 이용하여 상기 반사판(60)의 실제 초점거리를 도출할 수 있다.

즉, 상기 지지봉(70)에 체결된 상기 집광판(40)을 상하로 승강시킴에 따라 상기 반사판(60)에서 반사된 반사광이 상기 집광판(40) 상에서 분산 또는 집결되는 양상을 보인다.

따라서, 상기 집광판(40) 상에 초점이 형성되는 지점에서 승강을 중지시킨 후, 상기 반사판(60)의 중심점으로부터 상기 집광판(40)의 중심점을 연결한 직선의 길이를 측정하면 상기 반사판의(60)의 실제 초점거리를 구할 수 있다.

이 때, 실제 초점거리는 상기 반사판(60)의 설계 사양에 의해 결정되는 계산상의 초점거리일수도 있으나, 상기 반사판(60)의 제작시 오차가 발생하는 경우에는 초점거리가 설계 사양과 달라질 수 있으므로, 제작된 반사판에서 오차를 포함한 초점거리가 될 수도 있다.

더불어, 후술하는 바와 같이 상기 집광판이 상기 상부판 및 하부판 사이에서 승강 가능하도록 설치됨에 따라, 사용자는 상기 반사판의 형상에 따라 상기 집광판에 집광되는 면적을 조절하여 원하는 수준의 집광도를 선택할 수도 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나 상기 지지봉(70)의 수직 이동은 스텝모터 등 공지의 방식을 이용하여 이동 거리를 정밀하고 신속하게 조절할 수 있도록 전동식으로 구성될 수도 있다.

상기 지지봉(70)을 상하로 수직 이동시키는 것은 후술하는 반사판의 곡률반경 및 초점거리에 따라 광점의 집결 지점 또는 범위가 달라지는 경우에도, 상기 집광판(40)의 내부 영역에 광점을 원활하게 집결시키기 위함이다.

상기 집광판(40)은 상기 지지봉(70)의 하단부에 결합되고, 상기 상부판(10) 및 하부판(20)과 평행하도록 설치되는 원판형 부재로서, 후술하는 바와 같이 반사판(60)에서 반사된 레이저광이 집결되는 광의 분산 정도에 따라 상기 반사판(60)의 불량 여부를 판단할 수 있도록 구비된다.

상기 집광판(40)은 재질이나 형태에 한정되지 않지만, 복수의 레이저광이 입사되어 집결되므로 과열되는 것을 방지하기 위하여 단열보드 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 집광판(40)은 광점이 집결되는 정도 및 산란되는 거리를 용이하게 파악할 수 있도록 하기 위하여, 도 1d에서 보는 바와 같이, 중심점을 기준으로 방사형(40a) 또는 그리드형(40b) 등 다양한 방식의 눈금이 표시될 수 있으며, 중심점으로부터 일정 영역에는 집결된 광점이 정상 범위 내에 포함되는지를 간편하게 확인할 수 있도록, 일예로 원형의 영역 표시(42)가 구비될 수 있다.

상기 반사판(60)의 집광도 즉, 집광비율은 상기 반사판(60)의 면적과 상기 집광판(40)에 집광되는 면적의 비율에 따라 결정되므로, 이를 통해 상기 반사판(60)의 집광도를 산출할 수 있다.

또한, 상기 반사판(60)과 상기 집광판(40)의 거리를 조절함에 따라 상기 집광판(40)에 집광되는 면적이 달라지므로, 이를 통해 원하는 수준의 집광도를 선택할 수 있다.

예를 들어, 상기 반사판(60)의 면적이 10m²이고 상기 집광판(40)에 집광되는 면적이 0.01m²일 때 집광도는 1000sun(선)으로 계산되는데, 500sun 수준의 집광도가 필요한 경우, 사용자는 상기 집광판(40)을 승강시킴으로써 상기 집광판(40)에 집광되는 면적을 증가시킬 수 있으므로 원하는 수준의 집광도를 얻을 수 있다.

한편, 상기 집광도는 상기 집광판(40)에 집광되는 면적을 사람의 육안에 의해 파악하고 이미 알고 있는 상기 반사판의 면적과의 연산을 통해 도출할 수 있다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치(100)는 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 촬상수단 등을 이용하여 상기 집광판(40)에 집광되는 면적을 산출하고, 산출된 집광 면적과 상기 반사판(60)의 면적을 이용하여 집광도를 도출하는 집광도 연산부(미도시)를 더 포함하는 것으로 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치(100)를 이용하여 상기 반사판(60)의 집광도를 미리 도출함으로써, 상기 반사판(60)을 외부의 태양광 발전 또는 전파 송수신 설비에 설치하는 경우, 목표로 하는 설계 사양에 따라 상기 반사판과 수광부(또는 수신부)와의 거리를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

또한, 후술하는 바와 같이, 상기 집광판(40)의 중심에는 상기 반사판(60)과 집광판(40)의 중심점을 정렬하기 위해 별도의 레이저광원(81)이 구비된다.

한편, 상기 상부판(10)에는 상기 집광판(40)의 중심부에 결합되는 지지봉(70)이 삽입되는 관통공(75)을 중심으로 복수 개의 체결공(85)이 형성된다.

상기 체결공(85)은 방사형으로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며, 상기 상부판(10) 상에 기준점이 명확히 지정된 경우 다양한 배열 방식으로 형성될 수 있다.

상기 체결공(85) 각각에는 레이저광을 조사할 수 있는 레이저광원(80), 일예로서 레이저포인터가 볼트 결합 등 공지의 방식을 이용하여 체결된다.

다만, 상기 레이저광원(80)은 후술하는 바와 같이 상기 하부판(20) 방향으로 수직으로 조사되어야 하므로, 상기 레이저광원(80)에서 조사된 레이저광이 수직으로 조사되지 않는 경우, 상기 레이저광원(80)의 방향을 용이하게 조절할 수 있도록 하기 위하여, 상기 체결공(85)에 레버형, 힌지형 또는 돌기형 등 공지의 광조사방향 조절수단(미도시)을 구비하여 체결되는 것이 더욱 바람직하다.

이에 따라, 상기 레이저광원(80)에서 조사된 레이저광이 상기 하부판(20) 방향으로 수직으로 조사될 수 있도록 상기 레이저광원(80)의 방향을 간편하게 조절할 수 있다.

상기 레이저광원(80)은 상기 상부판(10)에 배열된 각각의 레이저광원(80)을 모듈화하여 전체를 점멸하거나, 일부 또는 개별 광원을 독립적으로 점멸할 수 있도록 구비된다.

상기와 같은 광원의 독립적인 점멸을 통해, 후술하는 바와 같이 상기 반사판(60)에 불량이 발생하여 상기 집광판(40)에 집결되는 광점이 오차 범위를 벗어나 산란되는 경우, 산란된 광점의 위치를 신속하고 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예의 경우, 상기 상부판(10)의 상부로 일정 거리만큼 이격되어 광원이 설치되되, 상기 상부판(10)에 복수개의 슬릿(미도시)을 형성하고, 상기 슬릿에는 원통형의 시준(collimation) 렌즈 등 방사 광선을 발산시키지 않고 평행광으로 집속하여 경로를 변환시키는 공지의 렌즈를 구비함으로써, 상기 반사판(60)에 수직으로 광을 조사하는 것으로 구성될 수도 있다.

이 경우, 복수의 레이저광원(80)에 대한 개별적인 광로 정렬 등에 소모되는 시간을 단축시켜 반사판의 정밀도 측정을 위한 준비 절차를 더욱 간소화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 하부판(20)의 상면에는 반사판(60)을 지지하고 고정하는 반사판지지부(50)가 구비된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 반사판지지부(50)를 원통형의 띠 형상으로 설치하여 상기 반사판(60)을 그 상부에 적재하여 배치하는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 반사판을 지지할 수 있도록 공지의 방식이 적용될 수 있다.

또한, 상기 반사판지지부(50)는 다양한 크기의 반사판을 지지할 수 있도록 그 크기나 면적을 조절할 수 있고, 다양한 곡률반경을 가지는 반사판에 대해 상기 집광판(40)과의 거리를 용이하게 조절하기 위하여 그 높이를 조절할 수 있도록 구비된다.

상기 반사판지지부(50)의 상부에는 반사판(60)이 배치되는데, 상기 반사판(60)은 그 형태에 구애받지 않고 다양한 형태와 크기를 가지는 공지의 반사판이 적용될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해, 도 1c에서 보는 바와 같이 상기 상부판(10)에 설치된 레이저광원(80)에서 상기 반사판지지부(50)에 배치된 상기 반사판(60)에 수직으로 레이저광(110)이 조사되고, 상기 레이저광(110)은 상기 반사판(60)에 입사되어 해당 표면(120)의 곡률반경에 따라 반사되어 상기 집광판(40)에 집결된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치의 작동 및 측정 방법을 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 레이저광의 수직 조사를 설명하기 위한 사시도이다.

반사판의 집광 정밀도를 측정하기 전에, 먼저 상기 상부판(10)에 배치된 레이저광원(80)에서 조사되는 레이저광(110)이 상기 하부판(20)에 수직으로 입사되는지를 확인한다.

이를 위해, 반사판이 없는 상태에서, 상기 집광판(40)의 중심부에 체결되는 지지봉(70)이 삽입되는 관통공(75)을 기준으로 상기 상부판(10)에 배치된 상기 레이저광원(80)을 이용하여 레이저광(110)을 상기 하부판(20)에 조사한다.

상기 하부판(20)은 사전에 정밀한 계측을 통하여 상기 각 레이저광원(80)이 배치되는 점 및 레이저광이 조사되는 점과 기하학적 수직인 위치에 X 표시 등 별도의 마킹을 통해 수직점(82a, 82b)을 표시하여 준비된다.

이는, 상기 레이저광원(80)으로부터 조사된 상기 레이저광(110)이 상기 하부판(20)에 표시된 수직점(82a)에 입사되어 상기 수직점(82a)과 일치되는 광점(120a)이 형성되어야 측정의 정확도를 확보할 수 있기 때문이다.

이에 따라, 상기 광점(120a)이 상기 상부판(10) 상의 레이저광원(80a)에서 조사된 레이저광(110a)이 상기 하부판(20) 상의 수직점(82a)과 일치하여 형성되는 경우, 상기 레이저광(110a)이 상기 상부판(10)으로부터 상기 하부판(20)으로 수직으로 조사된다고 판단할 수 있다.

반면, 상기 하부판(10)에 형성되는 광점이 상기 레이저광원(80b)에 대응되는 상기 하부판(20) 상의 수직점(82b)과 일치하지 않고 다른 위치(120b)에 형성되는 경우, 상기 레이저광(110b)은 수직으로 조사된다고 볼 수 없으므로, 해당되는 상기 레이저광원(80b)의 체결 불량 또는 광원의 방향 변화 여부를 조사하여 개선한다.

이 때, 상기 레이저광원(80b)은 상술한 바와 같은 광조사방향 조절수단(미도시)을 이용하여 상기 체결공(85)에 결합되므로 방향을 조절하여 광점과 일치하는 수직점을 용이하게 찾을 수 있다.

이와 같은 과정을 통해, 상기 레이저광원(80)이 상기 상부판(10)에 체결될 때 정상적으로 체결되었는지 및 광원의 방향이 변화되었는지 여부를 확인할 수 있고, 상기 레이저광(110)이 상기 하부판(20)에 수직으로 조사되는지를 판단할 수 있는 바, 상기 반사판(60)의 집광 정밀도에 대한 측정 오차를 현저히 감소시킬 수 있다.

도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 반사판과 집광판의 중심점 일치 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

상술한 바와 같이, 상기 레이저광의 수직 조사 여부가 확인되면, 상기 반사판(60)을 상기 반사판지지부(50)에 배치하되, 상기 반사판(60)의 중심점(61)이 상기 집광판(40)의 중심점(41)과 일치하는지 여부를 확인한다.

이를 위하여, 상기 집광판(40)의 중심점(41)에는 상기 상부판(10)에 설치된 상기 레이저광원(80)과는 별도의 레이저광원(81)을 구비하고, 이를 상기 반사판(60)에 수직으로 조사함으로써, 상기 반사판(60)의 중심점(61)과 상기 집광판(40)의 중심점(41)을 용이하게 일치시킬 수 있다.

또한, 이와 같은 중심점의 일치 여부는 상기 상부판(10)에 설치된 복수의 레이저광원(80) 중 십자형으로 배열된 광원의 일부를 점등하여 상기 반사판(60)에 조사하여, 상기 반사판(60)의 상부에 배열된 십자형 광점들의 배열이 상기 반사판(60)의 중심점(61)을 통과하는지를 확인하는 방식 등 다양한 방식으로 수행될 수 있다.

이를 통해, 상기 반사판(60)을 상기 반사판지지부(50)에 배치할 때, 측정자의 실수나 외부의 영향에 의해 상기 반사판(60)이 반사판지지부(50)의 중심에 배치되지 않은 경우에도 이를 보정하여 정밀하게 정렬할 수 있는 장점이 있다.

도 3a는 본 발명에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 레이저광을 조사한 후, 집광판에 집결되는 광점의 분포 측정을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치에서 집광판에 집결되는 광점의 분포를 설명하기 위한 도 3a의 A부 사시도이다.

상기와 같이, 집광 정밀도를 측정하려는 상기 반사판(60)과 상기 집광판(40)의 중심점이 일치하는 것으로 확인되면, 레이저광(110)을 조사하여 상기 집광판(40)에 집결되는 광점의 분포를 확인한다.

이를 위해, 상기 상부판(10)에 배치된 상기 레이저광원(80)을 이용하여 레이저광(110)을 상기 반사판(60)에 수직으로 조사한다.

이 때, 상기 레이저광(110)은 상기 상부판(10)에 배열된 위치에 따라 독립적으로 조사될 수 있으며, 전체 레이저광원(80)이 일시에 조사될 수도 있는 바, 조사되는 순서와 방식에 구애받지 않는다.

상기 레이저광(110)은 상기 반사판(60) 내에서 각각 해당되는 수직점(82)과 일치되는 광점(120)을 형성한 후, 상기 광점(120)이 형성된 부분의 곡률반경에 따라 반사된다.

상기 반사된 레이저광(130)은 상기 집광판(40)의 하부면에 입사되어 광점(121, 122)을 형성하며 집결된다.

이때, 상기 반사판(60)이 이상적으로 제작된 경우라면, 상기 광점(121)들은 상기 집광판(40)의 중심점(41)에 모두 집결되어야 하며, 오차 허용 범위 내에서 제작된 경우에는 상기 광점(121)들이 상기 집광판(40) 중심부의 정상구역(42)에 집결되어야 한다.

따라서, 상기 집광판(40) 상에 거리 및 방향 표시를 위한 눈금과 상기 집광판(40)에 집결된 상기 광점(121, 122)들이 표시된 지역을 비교하여 상기 정상구역(42)에서 이탈된 광점(122)들의 위치를 파악함으로써, 상기 반사판(60)의 곡률이 변화된 정도 즉, 반사판의 불량이 발생한 부분의 위치(좌표)를 확인할 수 있다.

즉, 상기 집광판(40)에 집결된 광점(121)의 위치가 상기 정상구역(42) 내부에 분포하면 상기 반사판(60)의 곡률(즉, 구형도)은 정상이라고 판단할 수 있으며, 상기 광점(122)의 위치가 상기 정상구역(42)을 벗어나서 분포하면 상기 반사판(60) 내의 해당 광점(122)의 위치에서 곡률이 왜곡되어 있다고 판단할 수 있다.

이 때, 상기 레이저광원(80)을 독립적으로 점멸하여 상기 집광판(40)에 형성되는 광점의 위치 변화를 확인함으로써, 상기 정상구역(42)을 벗어나서 분포하는 광점(122)이 상기 반사판(60) 내에서 어느 부분에 위치하고 있는지를 정확히 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 집광판(40)에 형성되는 광점의 분포를 통해 상기 반사판(60)의 불량을 판단하는 과정은 측정자가 수동으로 진행하거나, 측정값을 산출하고 표시하는 별도의 제어부(미도시)를 구비하여 자동적으로 수행될 수 있다.

한편, 상기 집광판(40)에 집결된 광점의 집광 정밀도 산출은, 상기 반사판(60)이 배치된 하부판(20) 일측에 촬상수단(미도시)을 설치하고, 상기 촬상수단으로 집광판(40)의 하부면에 집결되는 광의 분포를 촬영하여, 촬영된 이미지와 상기 집광판(40)에 미리 설정된 좌표의 비교를 통해 상기 반사판(60)의 불량 위치를 실시간으로 검출하는 것으로 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반사판의 집광 정밀도 측정 장치는 상부판에 배열되어 조사된 복수의 레이저광이 반사판에 반사되어 집결된 광점의 분포를 통해, 반사판에 불량이 발생한 위치를 정확하고 용이하게 파악할 수 있는 바, 반사판의 변형이나 왜곡에 따른 집광 효율의 저하를 현저히 개선할 수 있는 장점이 있다.

또한, 반사판의 불량 발생 정도 및 위치를 신속하고 간단하게 확인할 수 있으므로, 반사판의 제작 또는 사용 과정에서 불량을 실시간으로 확인하여 개선함으로써, 반사판의 제작 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있고, 생산성을 개선할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 아래 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용하여 통상의 기술자에 의한 다양한 변형 및 개량도 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 상부판 20: 하부판
30: 프레임 40: 집광판
50: 반사판지지대 60: 반사판
70: 지지봉 80, 81: 레이저광원
100: 집광 정밀도 측정 장치

Claims (6)

1. 상부판;
   상기 상부판의 하부에 설치되고 피측정용 반사판이 놓여지는 하부판;
   상기 상부판에 설치되어 상기 반사판 방향으로 광을 조사하는 복수의 광원; 및
   상기 반사판에서 반사되어 하부면에 집결되는 광의 분산 정도에 따라 상기 반사판의 불량 여부를 판단할 수 있도록, 상기 상부판과 하부판 사이에 설치되는 집광판을 포함하되,
   상기 집광판은 상기 반사판의 형상에 따라 상기 집광판에 집광되는 면적을 조절하여 원하는 수준의 집광도를 선택할 수 있도록 하기 위하여, 상기 상부판 및 하부판 사이에서 승강 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 반사판이 불량이라고 판단되는 경우 불량 위치를 검출할 수 있도록, 상기 복수의 광원은 독립적으로 점멸 가능한 것을 특징으로 하는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부판 일측에 설치되어, 상기 집광판의 하부면에 집결되는 광의 분포를 촬영하는 촬상수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 집광판에 집광되는 면적을 산출하고, 산출된 집광 면적과 상기 반사판의 면적을 이용하여 집광도를 도출하는 집광도 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치.
   
6. 상부판;
   상기 상부판의 하부에 설치되고 피측정용 반사판이 놓여지는 하부판;
   상기 상부판의 상부에 이격되어 설치되고 상기 반사판 방향으로 광을 조사하는 광원; 및
   상기 반사판에서 반사되어 하부면에 집결되는 광의 분산 정도에 따라 상기 반사판의 불량 여부를 판단할 수 있도록, 상기 상부판과 하부판 사이에 설치되는 집광판을 포함하되,
   상기 광원은 상기 상부판에 형성된 복수의 슬릿에 설치된 시준렌즈를 통해, 상기 반사판에 수직으로 광을 조사하고,
   상기 집광판은 상기 반사판의 형상에 따라 상기 집광판에 집광되는 면적을 조절하여 원하는 수준의 집광도를 선택할 수 있도록 하기 위하여, 상기 상부판 및 하부판 사이에서 승강 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반사판의 집광 정밀도 측정 장치.

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