KR102103600B1

KR102103600B1 - Logistics system

Info

Publication number: KR102103600B1
Application number: KR1020190170562A
Authority: KR
Inventors: 송용제
Original assignee: 송용제
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-04-22

Abstract

An apparatus for measuring length according to an embodiment of the present invention can display a result value measured by measuring the length of an object to be measured while the object is horizontally seated. The apparatus includes a base plate, a fixed frame, a sliding frame, a pair of distance measuring units, and a display device.

Description

Length measuring device {Logistics system}

본 발명은 길이 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물건을 길이를 자동으로 정밀하게 측정할 수 있는 길이 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a length measuring device, and more particularly, to a length measuring device capable of automatically and accurately measuring the length of an object.

파이프라인 작업 또는 기둥부재와 같이 대형길이를 갖는 부재들은, 설계도에 정해진 치수로 절단되어 설치될 수 있도록 미리 준비된다. 이처럼 대형 길이를 갖는 부재들을 정확한 치수로 절단 또는 가공하기 위해서는 대형길이를 갖는 부재들에 대해 정확한 치수를 표시할 수 있어야 한다.Members with large lengths, such as pipeline work or column members, are prepared in advance so that they can be cut and installed to the dimensions specified in the design. In order to cut or process members having a large length to an accurate dimension, it is necessary to be able to display accurate dimensions for the members having a large length.

이를 위해서는, 대형 길이를 갖는 부재들의 길이를 정확하게 측정할 수 있는 길이측정장치가 사용된다. 기존의 길이측정장치로는, 줄자, 막대자와 같은 기본적인 길이측정도구뿐만 아니라 측정될 부재를 지지대 상에 올려 놓고 길이를 측정할 수 있는 장치가 있다.To this end, a length measuring device capable of accurately measuring the length of members having a large length is used. Existing length measuring devices include a basic length measuring tool such as a tape measure and a rod, as well as a device capable of measuring a length by placing a member to be measured on a support.

일 예로 기존의 길이측정장치는 표준 측정 도구로서, 측정될 부재의 고정 및 장착용 지그, 장치대 리니어 스케일 및 센서, 인디케이터로 구성될 수 있다.For example, the existing length measuring device is a standard measuring tool, and may be composed of a jig for fixing and mounting a member to be measured, a device-to-linear scale and a sensor, and an indicator.

하지만, 이러한 종래의 길이측정장치는, 대형화된 길이의 측정에 적합하지 못하며, 측정될 부재의 안정적인 지지를 위한 부가장치 및 지그가 별도로 설치되어야 하므로 장비가격이 상승되는 문제점이 있었다.However, such a conventional length measuring device is not suitable for the measurement of a large-sized length, and an additional device and a jig for stable support of the member to be measured have to be separately installed, thereby increasing the equipment price.

한편, 다양한 기술 분야에서 길이의 측정은 매우 기본적인 것으로서, 제품 생산, 건설 등과 같은 일반 산업 분야에서는 대략 m 단위의 길이를 측정하고, 반도체 기술이 적용되어 나노머신 제작이 이루어진다든가 초정밀 가공을 실현하기 위해 각종 전자 제어가 적용되는 등과 같은 식이다. 이와 같은 분야의 경우 여타 분야에 비하여 길이 측정에서 요구되는 정확도가 μm나 nm 단위 정도인 초고도의 수준으로 요구되는 등 분야에 따라 측정하고자 하는 길이 범위도 다양하다. On the other hand, in various technical fields, measurement of length is very basic, and in general industrial fields such as product production and construction, it measures approximately m units of length, and semiconductor technology is applied to realize nano-machine manufacturing or ultra-precision processing. It is the same formula as when various electronic controls are applied. In the case of such a field, the length range to be measured varies depending on the field, such as the accuracy required in the length measurement compared to other fields is required at an ultra-high level of about μm or nm.

하지만, 종래의 길이 측정 장치는 하나의 장치에서 측정할 수 있는 범위가 정해져있어 사용 용도 외에서의 길이 측정의 신뢰성이 떨어질 수 밖에 없다는 문제점이 있다.However, the conventional length measuring device has a problem in that the range that can be measured by one device is determined, and thus the reliability of measuring the length outside the intended use is deteriorated.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.On the other hand, the above-mentioned background technology is the technical information acquired by the inventor for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the general public before filing the present invention. .

한국등록특허 제 10-1299853 호Korean Registered Patent No. 10-1299853 한국등록실용신안 제 20-0480237 호Korean Registered Utility Model No. 20-0480237

본 발명의 일측면은 베이스 플레이트에 안착된 피측정물의 길이를 자동으로 측정할 수 있으며, 정밀한 측정이 요구되는 경우 기 설정된 측정 공정에 따라 정밀하게 피측정물의 길이를 측정함으로써 측정값의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 길이 측정 장치를 제공하다.One side of the present invention can automatically measure the length of the object to be seated on the base plate, and when precise measurement is required, the reliability of the measured value is improved by precisely measuring the length of the object to be measured according to a preset measurement process. It provides a length measuring device that can be made.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치는, 피측정물을 지면과 수평하게 안착시킨 상태에서 피측정물의 길이를 측정하여 측정된 결과값을 표시할 수 있다.The apparatus for measuring a length according to an embodiment of the present invention may display the result value measured by measuring the length of the object to be measured while the object to be measured is placed horizontally on the ground.

상기 길이 측정 장치는, 피측정물이 안착되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일단에 설치되며, 상기 베이스 플레이트의 상부면으로부터 지면과 수직한 방향으로 돌출 형성되는 고정 프레임; 상기 베이스 플레이트에 결합되며, 피측정물의 길이를 측정하기 위해 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동하여 피측정물과 접촉하는 슬라이딩 프레임; 상기 슬라이딩 프레임에 설치되어 상기 슬라이딩 프레임과 상기 고정 프레임간의 이격 거리를 측정하는 한 쌍의 거리 측정 유닛; 및 상기 거리 측정 유닛으로부터 수신된 거리 정보를 길이 정보로 변환하여 화면에 표시하는 디스플레이 장치를 포함하고,The length measuring device includes: a base plate on which the object to be measured is seated; A fixed frame installed at one end of the base plate and protruding from a top surface of the base plate in a direction perpendicular to the ground; A sliding frame which is coupled to the base plate and slides along the length direction of the base plate to contact the object to be measured to measure the length of the object; A pair of distance measuring units installed on the sliding frame to measure a separation distance between the sliding frame and the fixed frame; And a display device that converts the distance information received from the distance measurement unit into length information and displays it on the screen.

상기 베이스 플레이트는, 길이 방향을 따라 형성되는 두 개의 가이드 레일이 형성되어, 상기 가이드 레일에 상기 슬라이딩 프레임이 체결되어 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 상기 슬라이딩 프레임이 좌우로 이동하고,In the base plate, two guide rails formed along the longitudinal direction are formed, the sliding frame is fastened to the guide rail, and the sliding frame moves left and right along the longitudinal direction of the base plate,

상기 측정 유닛은, 제1 파장을 갖는 제1 측정광을 상기 고정 프레임으로 조사하는 제1 광원부; 및 제2 파장을 갖는 제2 측정광을 상기 고정 프레임으로 조사하는 제2 광원부를 포함하고, The measurement unit includes: a first light source unit that irradiates a first measurement light having a first wavelength to the fixed frame; And a second light source unit irradiating a second measurement light having a second wavelength to the fixed frame,

상기 제1 광원부 및 상기 제2 광원부는, 조사되는 측정광이 피측정대상에 의해 산란 또는 반사되는 것을 방지하기 위해, 상기 슬라이딩 프레임의 양 측면에 각각 설치되고,The first light source unit and the second light source unit are respectively installed on both sides of the sliding frame to prevent the irradiated measurement light from being scattered or reflected by the measurement target,

상기 길이 측정 장치는, 상기 제1 광원부 또는 상기 제2 광원부 중 어느 하나의 광원부만 이용하여 피측정물의 길이를 측정하는 기본 측정 모드; 및 상기 제1 광원부와 상기 제2 광원부를 순차적으로 점등시켜 피측정물의 길이를 측정하는 정밀 측정 모드 중 어느 하나로 동작하고,The length measurement device includes: a basic measurement mode for measuring the length of an object to be measured using only one of the first light source part or the second light source part; And a precision measurement mode in which the first light source part and the second light source part are sequentially turned on to measure the length of the object to be measured.

상기 길이 측정 장치는, 상기 정밀 측정 모드로 동작하기 위한 정밀 측정부를 더 포함하고,The length measuring device further includes a precision measuring unit for operating in the precision measuring mode,

상기 정밀 측정부는, 상기 고정 프레임과 상기 슬라이딩 프레임 사이의 위치에 배치되면서, 상기 제1 광원부 및 상기 제2 광원부로부터 조사되는 측정광의 광 경로상에 배치되어 측정광의 일부는 반사시키고 나머지 일부는 통과시켜 광을 분할하는 광 분할 모듈; 상기 광 분할 모듈에 의해 분할된 측정광 및 참조광을 수집하는 광 감지부; 및 상기 광 감지부로 입사된 상기 측정광 및 상기 참조광에 기초하여 상기 고정 프레임과 상기 슬라이딩 프레임 간의 거리를 산출하는 제어 모듈을 포함하고,The precision measurement unit is disposed on a position between the fixed frame and the sliding frame, and is disposed on the optical path of the measurement light emitted from the first light source unit and the second light source unit to reflect a part of the measurement light and pass the remaining part An optical splitting module that splits light; A light detector configured to collect measurement light and reference light divided by the light splitting module; And a control module for calculating a distance between the fixed frame and the sliding frame based on the measurement light and the reference light incident on the light sensor,

상기 광 분할 모듈은, 상기 제1 광원부로부터 조사되는 제1 측정광의 광 경로상에 배치되는 제1 광 분할 모듈 및 상기 제2 광원부로부터 조사되는 제2 측정광의 광 경로상에 배치되는 제2 광 분할 모듈을 포함하고,The optical splitting module includes a first optical splitting module disposed on the optical path of the first measurement light irradiated from the first light source unit and a second optical splitting disposed on the optical path of the second measurement light irradiated from the second light source unit. Including modules,

상기 광 감지부는, 상기 제1 광원부측에 설치되는 제1 광 감지부와, 상기 제2 광원부측에 설치되는 제2 광 감지부를 포함하고,The light detector includes a first light detector installed on the first light source unit side and a second light detector installed on the second light source unit side,

상기 제1 광 감지부는, 상기 제2 광원부를 통해 조사된 상기 제2 측정광이 상기 제2 광 분할 모듈에서 굴절된 후, 상기 제1 광 분할 모듈에서 굴절되는 참조광을 감지하여 제1 길이 정보를 생성하고, 상기 제2 광원부를 통해 조사된 제2 측정광이 상기 제2 광 분할 모듈에서 투과되어 상기 고정 프레임에서 반사된 후, 상기 제2 광 분할 모듈에서 굴절되어 상기 제2 광 분할 모듈 측에 구비된 반사 미러에서 반사된 후, 상기 제2 광 분할 모듈을 투과하여 상기 제1 광 분할 모듈에서 굴절되는 측정광을 감지하여 제2 길이 정보를 생성하고,The first light detector, after the second measurement light irradiated through the second light source unit is refracted by the second light splitting module, detects reference light refracted by the first light splitting module to receive first length information. After generating, the second measurement light irradiated through the second light source unit is transmitted from the second light splitting module and reflected from the fixed frame, then refracted by the second light splitting module to the second light splitting module side After being reflected by the provided reflection mirror, the second light splitting module transmits the second light splitting module and detects the measurement light refracted by the first light splitting module to generate second length information.

상기 제2 광 감지부는, 상기 제1 광원부를 통해 조사된 상기 제1 측정광이 상기 제1 광 분할 모듈에서 굴절된 후, 상기 제2 광 분할 모듈에서 굴절되는 참조광을 감지하여 제3 길이 정보를 생성하고, 상기 제1 광원부를 통해 조사된 상기 제1 측정광이 상기 제1 광 분할 모듈에서 투과되어 상기 고정 프레임에서 반사된 후, 상기 제1 광 분할 모듈에서 굴절되어 상기 제1 광 분할 모듈 측에 구비된 반사 미러에서 반사된 후, 상기 제1 광 분할 모듈을 투과하여 상기 제2 광 분할 모듈에서 굴절되는 측정광을 감지하여 제4 길이 정보를 생성하고,The second light detector, after the first measurement light irradiated through the first light source unit is refracted by the first light splitting module, detects the reference light refracted by the second light splitting module to receive third length information. After generating, the first measurement light irradiated through the first light source unit is transmitted from the first light splitting module and reflected from the fixed frame, and then refracted by the first light splitting module to the first light splitting module side After being reflected by the reflection mirror provided in the sensor, the measured light transmitted through the first optical splitting module is refracted by the second optical splitting module to generate fourth length information,

상기 제어 모듈은, 상기 제1 길이 정보 및 상기 제2 길이 정보를 이용하여 상기 제1 측정광에 대한 제1 후보 길이 정보를 산출하고, 상기 제3 길이 정보 및 상기 제4 길이 정보를 이용하여 상기 제2 측정광에 대한 제2 후보 길이 정보를 산출한 후, 상기 제1 후보 길이 정보와 상기 제2 후보 길이 정보에 기초하여 피측정물의 길이를 산출할 수 있다.The control module calculates first candidate length information for the first measurement light using the first length information and the second length information, and uses the third length information and the fourth length information to After calculating the second candidate length information for the second measurement light, the length of the object to be measured may be calculated based on the first candidate length information and the second candidate length information.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 베이스 플레이트에 안착된 피측정물의 길이를 자동으로 측정할 수 있으며, 특정 요인에 의해 측정값의 오차가 발생되었을 것으로 추정되면 정밀한 길이 측정 공정을 통해 최초 측정된 길이 정보를 자체적으로 보정할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, it is possible to automatically measure the length of the object to be seated on the base plate, and if it is estimated that an error in the measured value has occurred due to a specific factor, it is first measured through a precise length measurement process. The length information can be corrected by itself.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 4 및 도 5는 제1 후보 길이 정보를 생성하는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.
도 6 및 도 7은 제2 후보 길이 정보를 생성하는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a length measuring device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a schematic configuration of a length measuring device according to another embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams illustrating a specific example of generating first candidate length information.
6 and 7 are diagrams illustrating a specific example of generating second candidate length information.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and properties described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions across various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a length measuring device according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치(1)는 상기 길이 측정 장치는, 피측정물이 안착되는 베이스 플레이트(100); 상기 베이스 플레이트(100)의 일단에 설치되며, 상기 베이스 플레이트(100)의 상부면으로부터 지면과 수직한 방향으로 돌출 형성되는 고정 프레임(200); 상기 베이스 플레이트(100)에 결합되며, 피측정물의 길이를 측정하기 위해 상기 베이스 플레이트(100)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동하여 피측정물과 접촉하는 슬라이딩 프레임(300); 상기 슬라이딩 프레임(300)에 설치되어 상기 슬라이딩 프레임(300)과 상기 고정 프레임(200)간의 이격 거리를 측정하는 한 쌍의 거리 측정 유닛(400); 및 상기 거리 측정 유닛(400)으로부터 수신된 거리 정보를 길이 정보로 변환하여 화면에 표시하는 디스플레이 장치(500)를 포함할 수 있다.Specifically, the length measuring device 1 according to an embodiment of the present invention, the length measuring device, the base plate 100 on which the object to be measured is seated; A fixed frame 200 installed at one end of the base plate 100 and protruding from a top surface of the base plate 100 in a direction perpendicular to the ground; A sliding frame 300 that is coupled to the base plate 100 and slides along the longitudinal direction of the base plate 100 to contact the object to be measured to measure the length of the object to be measured; A pair of distance measuring units 400 installed on the sliding frame 300 to measure the separation distance between the sliding frame 300 and the fixed frame 200; And a display device 500 that converts the distance information received from the distance measurement unit 400 into length information and displays it on the screen.

상기 베이스 플레이트(100)는 지면과 수평한 안착면이 형성된 부재로, 안착면의 상부에 피측정물이 안착될 수 있으며, 이와 동시에 안착면의 상부에는 후술하는 고정 프레임(200) 및 슬라이딩 프레임(300)이 설치될 수 있다.The base plate 100 is a member having a horizontal seating surface and a surface, and an object to be measured can be mounted on the seating surface, and at the same time, a fixed frame 200 and a sliding frame (described later) are mounted on the seating surface. 300) can be installed.

베이스 플레이트(100)의 상부 안착면의 하부에는 길이 방향을 따라 형성되는 두 개의 가이드 레일이 형성되어, 상기 가이드 레일에 상기 슬라이딩 프레임(300)이 체결되어 상기 베이스 플레이트(100)의 길이 방향을 따라 상기 슬라이딩 프레임(300)이 좌우로 이동할 수 있도록 한다.Two guide rails formed along the longitudinal direction are formed below the upper seating surface of the base plate 100, and the sliding frame 300 is fastened to the guide rail along the longitudinal direction of the base plate 100. The sliding frame 300 is allowed to move from side to side.

고정 프레임(200) 및 슬라이딩 프레임(300)은 베이스 플레이트(100)에 설치되어 서로 마주보는 L자 형상의 부재로, 그 형상은 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며 서로 마주보도록 대향된 한 쌍의 벽면이 구비되기만 한다면 다양한 형태로 마련될 수 있다.The fixed frame 200 and the sliding frame 300 are installed on the base plate 100 and are L-shaped members facing each other, the shape of which is not limited to the illustrated embodiment, and is paired to face each other. As long as the wall surface is provided, it can be provided in various forms.

한편, 고정 프레임(200)은 베이스 플레이트(100)의 기준위치에 고정 설치되는 것을 특징으로 하며, 이 상태에서 슬라이딩 프레임(300)이 베이스 플레이트(100)를 길이 방향을 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the fixed frame 200 is characterized in that it is fixedly installed in the reference position of the base plate 100, in this state, the sliding frame 300 is installed so that the base plate 100 can be freely moved along the longitudinal direction It is characterized by.

상기 측정 유닛(400)은, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 파장을 갖는 제1 측정광을 고정 프레임(200)으로 조사하는 제1 광원부(410)와, 제2 파장을 갖는 제2 측정광을 고정 프레임(200)으로 조사하는 제2 광원부(420)를 포함할 수 있다.The measurement unit 400, as shown in Figure 2, a first light source unit 410 for irradiating a first measurement light having a first wavelength to the fixed frame 200, and a second measurement light having a second wavelength It may include a second light source unit 420 for irradiating the fixed frame 200.

즉, 측정 유닛(400)은 조사되는 측정광이 피측정대상에 의해 산란 또는 반사되는 것을 방지하기 위해, 상기 슬라이딩 프레임(300)의 양 측면에 각각 상기 제1 광원부(410) 및 상기 제2 광원부(420)가 설치되는 것을 특징으로 한다.That is, the measurement unit 400, the first light source unit 410 and the second light source unit respectively on both sides of the sliding frame 300, to prevent the irradiated measurement light is scattered or reflected by the object to be measured Characterized in that 420 is installed.

여기서, 측정 유닛(400)은 상술한 바와 같이 측정광을 조사하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저, 적외선 등 파장을 가진 다양한 입자들로 대체될 수도 있다.Here, the measurement unit 400 irradiates the measurement light as described above, but is not limited thereto, and may be replaced with various particles having a wavelength such as laser and infrared.

디스플레이 장치(500)는 측정 유닛(400)으로부터 수신되는 길이값을 사용자 또는 작업자가 인지할 수 있도록 화상 정보로 출력하는 장치로, 예를 들어 모니터, 터치스크린 등과 같은 형태일 수 있다.The display device 500 is a device that outputs the length value received from the measurement unit 400 as image information so that a user or operator can recognize it, and may be in the form of, for example, a monitor or a touch screen.

상술한 바와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치(1)를 이용하여 피측정물의 길이를 측정하는 방법은 다음과 같다.As described above, a method of measuring the length of an object to be measured using the length measuring device 1 according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 작업자는 피측정물을 베이스 플레이트(100)에 안착시킨 상태에서 피측정물의 한쪽 끝을 고정 프레임(200)에 닿도록 배치할 수 있다. 이후, 작업자는 슬라이딩 프레임(300)을 이동시켜 피측정물의 다른쪽 끝에 닿도록 한다. 이러한 경우, 슬라이딩 프레임(300)에 설치된 측정 유닛(400)이 고정 프레임(100)과의 거리를 측정함으로써 피측정물의 길이에 대한 정보를 생성하여 디스플레이 장치(500)로 전달하고, 디스플레이 장치(500)는 이 수치를 화면에 표시하여 피측정물의 길이를 작업자에게 알릴 수 있다.First, an operator can place one end of the object to be in contact with the fixed frame 200 in a state where the object to be measured is seated on the base plate 100. Thereafter, the operator moves the sliding frame 300 to contact the other end of the object to be measured. In this case, the measurement unit 400 installed on the sliding frame 300 measures the distance from the fixed frame 100 to generate information about the length of the object to be measured and transmits it to the display device 500, and then displays the display device 500 ) Can display this value on the screen to inform the operator of the length of the object to be measured.

설명의 편의를 위해, 상술한 바와 같은 계측 방법을 기본 측정 모드로 정의하여 설명하기로 한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치(1)는 기본적으로는 기본 측정 모드로 동작하여 피측정물의 길이를 측정할 수 있다.For convenience of description, a measurement method as described above will be defined and described as a basic measurement mode. That is, the length measuring device 1 according to an embodiment of the present invention basically operates in a basic measuring mode to measure the length of an object to be measured.

한편, 몇몇 다른 실시예에서 본 발명에 따른 길이 측정 장치는 기본 측정 모드 외에 정밀 측정 모드로 피측정물의 길이를 측정할 수도 있다. 이와 관련하여, 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.On the other hand, in some other embodiments, the length measuring device according to the present invention may measure the length of an object in a precision measurement mode in addition to the basic measurement mode. In this regard, it will be described with reference to FIG. 3 together.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치(1a)가 도시된 도면이다.3 is a view showing a length measuring device 1a according to another embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치(1a)는, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치(1)에서 정밀 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the length measuring device 1a according to another embodiment of the present invention may further include a precision measuring unit in the length measuring device 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1. have.

이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치(1a)는 상기 길이 측정 장치는, 상기 제1 광원부(410) 또는 상기 제2 광원부(420) 중 어느 하나의 광원부만 이용하여 피측정물의 길이를 측정하는 기본 측정 모드와, 상기 제1 광원부(410)와 상기 제2 광원부(420)를 순차적으로 점등시켜 피측정물의 길이를 측정하는 정밀 측정 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있게 된다.Accordingly, in the length measuring device 1a according to another embodiment of the present invention, the length measuring device uses only one light source part of the first light source part 410 or the second light source part 420 to be measured. The basic measurement mode for measuring the length, and the first light source unit 410 and the second light source unit 420 are sequentially turned on to operate in one of a precision measurement mode for measuring the length of the object to be measured.

이를 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치(1a)는 상술한바와 같이 상기 정밀 측정 모드로 동작하기 위한 정밀 측정부를 더 포함할 수 있으며, 상기 정밀 측정부는, 상기 고정 프레임(200)과 상기 슬라이딩 프레임(300) 사이의 위치에 배치되면서, 상기 제1 광원부(410) 및 상기 제2 광원부(420)로부터 조사되는 측정광의 광 경로상에 배치되어 측정광의 일부는 반사시키고 나머지 일부는 통과시켜 광을 분할하는 광 분할 모듈(611, 612)과, 상기 광 분할 모듈(611, 612)에 의해 분할된 측정광 및 참조광을 수집하는 광 감지부(621, 622) 및 상기 광 감지부(621, 622)로 입사된 상기 측정광 및 상기 참조광에 기초하여 상기 고정 프레임(200)과 상기 슬라이딩 프레임(300) 간의 거리를 산출하는 제어 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.To this end, the length measurement device 1a according to another embodiment of the present invention may further include a precision measurement unit for operating in the precision measurement mode as described above, and the precision measurement unit, the fixed frame 200 It is disposed on the position between the and the sliding frame 300, is disposed on the optical path of the measurement light irradiated from the first light source unit 410 and the second light source unit 420 to reflect a portion of the measurement light and the rest of the passage The light splitting modules 611 and 612 for dividing the light by dividing the light, and the light detecting units 621 and 622 and the light detecting units 621 for collecting measurement light and reference light divided by the light splitting modules 611 and 612 , A control module (not shown) for calculating a distance between the fixed frame 200 and the sliding frame 300 based on the measurement light and the reference light incident to 622.

광 분할 모듈(611, 612)는 입사는 광을 투과 또는 반사시키는 부재로, 빔 스플리터(beam spliter)라고도 하며, 상술한 바와 같이 측정광의 광 경로상에 배치되어 측정광의 일부는 반사시키고 나머지 일부는 통과시켜 광을 분할할 수 있다.The light splitting modules 611 and 612 are members that transmit or reflect light, and are also referred to as beam splitters. As described above, they are disposed on the optical path of the measurement light to reflect a part of the measurement light and reflect the other part Light can be split by passing.

구체적으로, 상기 광 분할 모듈은, 상기 제1 광원부(410)로부터 조사되는 제1 측정광의 광 경로상에 배치되는 제1 광 분할 모듈(611) 및 상기 제2 광원부(420)로부터 조사되는 제2 측정광의 광 경로상에 배치되는 제2 광 분할 모듈(612)을 포함할 수 있다.Specifically, the light splitting module, the first light splitting module 611 disposed on the optical path of the first measurement light irradiated from the first light source unit 410 and the second irradiated from the second light source unit 420 And a second optical splitting module 612 disposed on the optical path of the measurement light.

이때, 제1 광 분할 모듈(611)과 제2 광 분할 모듈(612)은 도시된 바와 같이 피측정물을 기준으로 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있다.At this time, the first optical splitting module 611 and the second optical splitting module 612 may be disposed at positions facing each other based on the object to be measured.

몇몇 다른 실시예에서, 제1 광 분할 모듈(611)과 제2 광 분할 모듈(612)은 베이스 플레이트(100) 내측으로 삽입되거나 베이스 플레이트(100)의 안착면으로부터 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. In some other embodiments, the first light splitting module 611 and the second light splitting module 612 may be inserted into the base plate 100 or protrude in a vertical direction from the seating surface of the base plate 100. .

예컨대, 제1 광 분할 모듈(611)과 제2 광 분할 모듈(612)은 길이 측정 장치(1a)가 기본 측정 모드로 동작되는 경우, 지면 방향으로 하강하여 베이스 플레이트(100) 내측으로 삽입될 수 있다. 이러한 경우 제1 광원부(410) 또는 제2 광원부(420)는 제1 광 분할 모듈(611)과 제2 광 분할 모듈(612)에 의해 광 경로에 제약을 받지 않아 고정 프레임(100)에 반사되는 광을 이용하여 바로 피측정물의 길이를 측정하는 기본 측정 모드로 길이를 측정할 수 있다.For example, when the length measuring device 1a is operated in a basic measurement mode, the first optical splitting module 611 and the second optical splitting module 612 may be lowered in the ground direction and inserted into the base plate 100. have. In this case, the first light source unit 410 or the second light source unit 420 is not restricted by the optical path by the first light splitting module 611 and the second light splitting module 612 and is reflected on the fixed frame 100 The length can be measured using a basic measurement mode that directly measures the length of an object using light.

한편, 제1 광 분할 모듈(611)과 제2 광 분할 모듈(612)은 길이 측정 장치(1a)가 정밀 측정 모드로 동작되는 경우에는 베이스 플레이트(100)로부터 상승하여 제1 광원부(410) 또는 제2 광원부(420)의 광 경로상에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 광 분할 모듈(611)과 제2 광 분할 모듈(612)은 제1 광원부(410) 또는 제2 광원부(420)로부터 조사되는 제1 측정과 또는 제2 측정광을 분산시켜 길이를 측정하는 정밀 측정 모드로 동작되도록 할 수 있다.Meanwhile, when the length measuring device 1a is operated in the precision measurement mode, the first light splitting module 611 and the second light splitting module 612 rise from the base plate 100 and the first light source unit 410 or It may be disposed on the light path of the second light source unit 420. In this case, the first light splitting module 611 and the second light splitting module 612 are distributed by dispersing the first measurement light or the second measurement light emitted from the first light source unit 410 or the second light source unit 420 to length. It can be operated in a precision measurement mode for measuring.

정밀 측정 모드로 동작되는 구체적인 일 예는 다음과 같다.A specific example of operating in the precision measurement mode is as follows.

정밀 측정 모드로 동작되면, 제어 모듈(미도시)는 피측정물이 제거된 상태에서 제1 광원부(410) 또는 제2 광원부(420) 중 어느 하나를 먼저 점등시킨 상태에서의 길이 정보를 측정한 후(이하 제1 단계), 제1 광원부(410)는 소등시키고 제2 광원부(420)를 점등시킨 상태에서의 길이 정보를 측정할 수 있다(이하 제2 단계). 이후 제1 단계와 제2 단계에서 독립적으로 측정된 길이 정보에 기초하여 피측정물의 최종 길이를 산출할 수 있다.When operated in the precision measurement mode, the control module (not shown) measures length information in a state in which either the first light source unit 410 or the second light source unit 420 is first lit while the object to be measured is removed. After (hereinafter, the first step), the first light source unit 410 is turned off and the second light source unit 420 can measure length information in a state in which it is lit (hereinafter, the second step). Thereafter, the final length of the object to be measured may be calculated based on the length information measured independently in the first step and the second step.

제1 단계에서, 상기 제1 광 감지부(621)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2 광원부(420)를 통해 조사된 상기 제2 측정광이 상기 제2 광 분할 모듈에서 반사 - 상기 제1 광 분할 모듈에서 반사되는 광을 감지하여 제1 길이 정보를 생성할 수 있다. 즉, 제1 길이 정보는 제2 측정광에 대한 참조광으로 정의될 수 있다.In the first step, the first light detector 621, as shown in Figure 4, the second measurement light irradiated through the second light source unit 420 is reflected from the second light splitting module-the The first length information may be generated by sensing light reflected from the first optical splitting module. That is, the first length information may be defined as a reference light for the second measurement light.

이후, 제1 광 감지부(621)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2 광원부(420)를 통해 조사된 제2 측정광이 상기 제2 광 분할 모듈에서 투과 - 상기 고정 프레임(200)에서 반사 - 상기 제2 광 분할 모듈에서 반사 - 상기 제2 광 분할 모듈 측에 구비된 반사 미러에서 반사 - 상기 제2 광 분할 모듈에서 투과 - 상기 제1 광 분할 모듈에서 반사되는 측정광을 감지하여 제2 길이 정보를 생성할 수 있다. 즉, 제2 길이 정보는 제2 측정광에 대한 측정광으로 정의될 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 5, the first light detector 621 transmits the second measurement light irradiated through the second light source unit 420 in the second light splitting module-in the fixed frame 200. Reflection-Reflection from the second optical division module-Reflection from the reflection mirror provided on the second optical division module-Transmission from the second optical division module-Measurement light reflected from the first optical division module is detected 2 Length information can be generated. That is, the second length information may be defined as measurement light for the second measurement light.

즉, 제1 단계에서는 제2 파장을 갖는 제2 측정광을 분산시켜 제2 측정광에 대한 측정광 및 참조광을 이용하여 제1, 2 길이 정보를 생성할 수 있다.That is, in the first step, first and second length information may be generated by using the measurement light and the reference light for the second measurement light by dispersing the second measurement light having the second wavelength.

이와 유사한 방법으로, 제 2단계에서는 제1 측정광에 대한 측정광 및 참조광을 발생시켜 이들에 대한 길이 정보인 제3, 4 길이 정보를 획득할 수 있다.In a similar manner, in the second step, the measurement light and the reference light for the first measurement light may be generated to obtain third and fourth length information, which are length information for them.

구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제2 광 감지부(622)는, 상기 제1 광원부(410)를 통해 조사된 상기 제1 측정광이 상기 제1 광 분할 모듈에서 반사 - 상기 제2 광 분할 모듈에서 반사되는 참조광을 감지하여 제3 길이 정보를 생성할 수 있다.Specifically, as illustrated in FIG. 6, the second light detector 622 reflects the first measurement light irradiated through the first light source unit 410 from the first light splitting module-the second The third length information may be generated by sensing the reference light reflected from the light splitting module.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 제2 광 감지부(622)는 상기 제1 광원부(410)를 통해 조사된 상기 제1 측정광이 상기 제1 광 분할 모듈에서 투과 - 상기 고정 프레임(200)에서 반사 - 상기 제1 광 분할 모듈에서 반사 - 상기 제1 광 분할 모듈 측에 구비된 반사 미러에서 반사 - 상기 제1 광 분할 모듈에서 투과 - 상기 제2 광 분할 모듈에서 반사되는 측정광을 감지하여 제4 길이 정보를 생성할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 7, the second light detector 622 transmits the first measurement light irradiated through the first light source unit 410 through the first light splitting module-the fixed frame 200 Reflected in-Reflected in the first light splitting module-Reflected in the reflection mirror provided on the side of the first light splitting module-Transmitted in the first light splitting module-By detecting the measurement light reflected from the second light splitting module The fourth length information can be generated.

이후, 상기 제어 모듈(미도시)은, 상기 제1 길이 정보 및 상기 제2 길이 정보를 이용하여 상기 제1 측정광에 대한 제1 후보 길이 정보를 산출하고, 상기 제3 길이 정보 및 상기 제4 길이 정보를 이용하여 상기 제2 측정광에 대한 제2 후보 길이 정보를 산출할 수 있다.Thereafter, the control module (not shown) calculates first candidate length information for the first measurement light by using the first length information and the second length information, and the third length information and the fourth The second candidate length information for the second measurement light may be calculated using the length information.

측정광 및 참조광을 이용하여 물체의 거리를 측정하는 기술은, 일본특허공개 제2009-288159호("거리 측정 장치 및 이것을 가진 광학 간섭계, 광학 현미경", 2009.12.1) 등에 상세히 개시되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The technique of measuring the distance of an object using measurement light and reference light is disclosed in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-288159 ("Distance measuring device and optical interferometer having the same, optical microscope", 2009.12.1), etc. The description will be omitted.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치(1a)는 서로 다른 파장을 갖는 두 개의 측정광에 대하여 독립적으로 피측정물에 대한 길이 정보를 추정하고, 추정된 제1 후보 길이 정보와 상기 제2 후보 길이 정보에 기초하여 피측정물의 길이를 산출할 수 있다.On the other hand, the length measuring apparatus 1a according to another embodiment of the present invention independently estimates length information for an object to be measured for two measurement lights having different wavelengths, the estimated first candidate length information and the The length of the object to be measured may be calculated based on the second candidate length information.

즉, 측정광 및 참조광의 위상 차이를 측정함으로써 광경로 차이를 산출할 수 있고, 이로부터 피측정물까지의 길이를 높은 정밀도로써 측정할 수 있게 된다. 제1 후보 길이 정보와 상기 제2 후보 길이 정보를 이용한 피측정물의 길이는 아래의 수학식에 따라 산출될 수 잇다.That is, it is possible to calculate the optical path difference by measuring the phase difference between the measurement light and the reference light, and it is possible to measure the length from this to the object to be measured with high precision. The length of the object to be measured using the first candidate length information and the second candidate length information may be calculated according to the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

여기서, A₁, A₂는 각각 하기 수학식 2 및 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.Here, A ₁ and A ₂ may be calculated by Equation 2 and Equation 3 below, respectively.

[수학식 2][Equation 2]

[수학식 3][Equation 3]

수학식 2 및 수학식 3에서, d₁은 제1 후보 길이 정보, d2는 제2 후보 길이 정보이다.In Equations 2 and 3, d ₁ is first candidate length information and d2 is second candidate length information.

k1 및 k2는 증폭률(amplification factor)로서, 수학식 4와 같이 나타난다. 이 때, 건조 공기 환경일 경우(즉 습도 값이 0에 가까운 경우), 증폭률은 파장이 1555 nm 또는 777.5nm의 광원을 이용하였을 때 상수값인 141.41로 나타난다는 점이 잘 알려져 있다. 다른 파장의 광원을 사용할 경우 증폭률 값은 141.41이 아닌 다른 값으로 나타날 수도 있겠으나, 어쨌든 증폭률 값이 상수값으로 나타난다는 것은 마찬가지이다.k1 and k2 are amplification factors, and are represented by Equation (4). At this time, it is well known that in a dry air environment (ie, when the humidity value is close to 0), the amplification factor is a constant value of 141.41 when a light source having a wavelength of 1555 nm or 777.5 nm is used. If a light source of a different wavelength is used, the amplification factor value may appear as a value other than 141.41, but the amplification factor value is a constant value anyway.

즉 종래의 레이저 간섭계를 이용한 기하학적 거리 측정 방식의 경우, 기하학적 거리 산출을 위해서는 매질(공기)의 굴절률이 필요하였으나, 두 파장 레이저 간섭계를 이용하여 기하학적 거리를 측정할 경우에는 건조 공기 환경이기만 하다면 굴절률을 측정하지 않아도 된다. 즉 수학식 4에 따르면, 굴절률 n(

1) 및 n(

2) 값과는 관계없이 제1파장에 의하여 측정된 광로길이 D1 및 제2파장에 의하여 측정된 광로길이D2 이 두 값만 가지고도 기하학적 거리 L을 산출할 수 있는 것이다.That is, in the case of the conventional geometric distance measurement method using a laser interferometer, the refractive index of the medium (air) was required to calculate the geometric distance. However, when measuring the geometric distance using a two-wavelength laser interferometer, the refractive index was calculated as long as it was a dry air environment. No need to measure. That is, according to Equation 4, the refractive index n (

1) and n (

2) Regardless of the value, the geometrical distance L can be calculated with only these two values: the optical path length D1 measured by the first wavelength and the optical path length D2 measured by the second wavelength.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments, those skilled in the art understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Will be able to.

Claims

In the length measuring device for displaying the result of measurement by measuring the length of the object to be measured while the object to be measured is mounted horizontally to the ground,
The length measuring device includes: a base plate on which the object to be measured is seated; A fixed frame installed at one end of the base plate and protruding from a top surface of the base plate in a direction perpendicular to the ground; A sliding frame which is coupled to the base plate and slides along the length direction of the base plate to contact the object to be measured to measure the length of the object; A pair of distance measuring units installed on the sliding frame to measure a separation distance between the sliding frame and the fixed frame; And a display device that converts the distance information received from the distance measurement unit into length information and displays it on the screen.
In the base plate, two guide rails formed along the longitudinal direction are formed, the sliding frame is fastened to the guide rail, and the sliding frame moves left and right along the longitudinal direction of the base plate,
The measurement unit includes: a first light source unit that irradiates a first measurement light having a first wavelength to the fixed frame; And a second light source unit irradiating a second measurement light having a second wavelength to the fixed frame,
The first light source unit and the second light source unit are respectively installed on both sides of the sliding frame to prevent the irradiated measurement light from being scattered or reflected by the measurement target,
The length measurement device includes: a basic measurement mode for measuring the length of an object to be measured using only one of the first light source part or the second light source part; And a precision measurement mode in which the first light source part and the second light source part are sequentially turned on to measure the length of the object to be measured.
The length measuring device further includes a precision measuring unit for operating in the precision measuring mode,
The precision measurement unit is disposed on a position between the fixed frame and the sliding frame, and is disposed on the optical path of the measurement light emitted from the first light source unit and the second light source unit to reflect a part of the measurement light and pass the remaining part An optical splitting module that splits light; A light detector configured to collect measurement light and reference light divided by the light splitting module; And a control module for calculating a distance between the fixed frame and the sliding frame based on the measurement light and the reference light incident on the light sensor,
The optical splitting module includes a first optical splitting module disposed on the optical path of the first measurement light irradiated from the first light source unit and a second optical splitting disposed on the optical path of the second measurement light irradiated from the second light source unit. Including modules,
The light detector includes a first light detector installed on the first light source unit side and a second light detector installed on the second light source unit side,
The first light detector, after the second measurement light irradiated through the second light source unit is refracted by the second light splitting module, detects reference light refracted by the first light splitting module to receive first length information. After generating, the second measurement light irradiated through the second light source unit is transmitted from the second light splitting module and reflected from the fixed frame, then refracted by the second light splitting module to the second light splitting module side After being reflected by the provided reflection mirror, the second light splitting module transmits the second light splitting module and detects the measurement light refracted by the first light splitting module to generate second length information.
The second light detector, after the first measurement light irradiated through the first light source unit is refracted by the first light splitting module, detects the reference light refracted by the second light splitting module to receive third length information. After generating, the first measurement light irradiated through the first light source unit is transmitted from the first light splitting module and reflected from the fixed frame, and then refracted by the first light splitting module to the first light splitting module side After being reflected by the reflection mirror provided in the sensor, the measured light transmitted through the first optical splitting module is refracted by the second optical splitting module to generate fourth length information,
The control module calculates first candidate length information for the first measurement light using the first length information and the second length information, and uses the third length information and the fourth length information to After calculating the second candidate length information for the second measurement light, the length measurement device calculates the length of the object to be measured based on the first candidate length information and the second candidate length information.

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