KR19980052449A - Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor - Google Patents

Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor Download PDF

Info

Publication number
KR19980052449A
KR19980052449A KR1019960071438A KR19960071438A KR19980052449A KR 19980052449 A KR19980052449 A KR 19980052449A KR 1019960071438 A KR1019960071438 A KR 1019960071438A KR 19960071438 A KR19960071438 A KR 19960071438A KR 19980052449 A KR19980052449 A KR 19980052449A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
displacement
measured
specular
specimen
Prior art date
Application number
KR1019960071438A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
위현곤
이응석
Original Assignee
김종진
포항종합제철 주식회사
신창식
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김종진, 포항종합제철 주식회사, 신창식, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 김종진
Priority to KR1019960071438A priority Critical patent/KR19980052449A/en
Publication of KR19980052449A publication Critical patent/KR19980052449A/en

Links

Abstract

본 발명은 정반사형 레이저 삼각법 센서의 사용에 있어 피측정물 또는 센서 헤드가 기울어져 있는 경우 그 기울기각에 따른 측정오차를 보상하는 방법의 제공에 관한 것이다.The present invention relates to the provision of a method for compensating for a measurement error according to an inclination angle when an object to be measured or a sensor head is inclined in use of a specular laser triangulation sensor.

본 발명의 방법은 피측정물 또는 센서 헤드가 기울어진 경우 참변위 A-B가 아닌 기울기각 θ로 인한 부가의 값 X가 더하여진 변위가 측정된다는 것을 감안하여 상기 기울기각 θ를 레이저 삼각법 센서의 기하학적 관계로부터 구하고, 구하여진 기울기각 θ에 의해 측정변위와 참변위간의 차이값을 구한 다음 그 차이값을 측정변위로부터 제하여 참변위를 구하도록 하는 것을 특징으로 한다.The method of the present invention takes into account the geometric angle of the laser triangular sensor with the inclination angle θ taking into account that the displacement is added with an additional value X due to the inclination angle θ rather than the true displacement AB when the object to be measured or the sensor head is tilted. The difference between the measured displacement and the true displacement is obtained from the obtained inclination angle θ, and then the true displacement is obtained by subtracting the difference value from the measured displacement.

Description

정반사형 레이저 삼각법 센서의 시편 또는 센서의 각도 오차 보상방법Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor

본 발명은 정반사형 레이저 삼각법 센서의 사용에 있어 시편 또는 센서의 기울기 각도에 의한 오차를 보상하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for compensating for errors caused by the tilt angle of a specimen or sensor in the use of a specular laser trigonometry sensor.

레이저를 이용한 삼각법 센서(이하에서 센서로 약칭)는 그 원리의 특징상 작동거리(시편과 센서와의 거리)를 다른 종류의 정밀센서들에 비해 크게할 수 있기 때문에 실제 온라인프로세스(On-line Process)에서 많이 사용되고 있다. 삼각법 센서 중 정반사형은 난반사형과는 달리 0.01㎛급의 초정밀 측정용으로 사용되고, 도 1과 같이 측정대상 물체에 레이저를 정반사로 조사하고, 그 반사된 빛의 결상위치에서 변위를 구하는 방법을 사용하며, 소형화를 도모하기 위해 반도체 레이저가 사용되고 있다.Triangular sensors using a laser (hereinafter abbreviated as sensor) are characterized by the principle that the working distance (distance between the specimen and the sensor) can be larger than other types of precision sensors. It is used a lot in). Unlike the diffuse reflection type, the specular reflection type is used for ultra-precision measurement of 0.01 μm class, and as shown in FIG. 1, the laser is irradiated to the measurement target with specular reflection, and the displacement is calculated from the image formation position of the reflected light. In order to reduce the size, a semiconductor laser is used.

원리를 보면, 구동회로(1)에 의해 구동된 반도체 레이저(2)에서 나온 빛은 렌즈(3)를 통과하여 피측정물에 조사된다. 피측정물의 A점에서 반사된 빛은 집광렌즈(4)를 통하여 디텍터(5)상의 A'에 결상된다. 피측정물이 만일 A-B만큼 이동하였다면 광원으로부터 빛은 B점에 닿으며 산란광은 디텍서(5)상에서 A'-B'만큼 어긋난 B'점에 결상된다. 변위 A-B와 편차량 A'-B'의 관계를 기하학적 구할 수가 있다. 레이저(2), 렌즈(3)(4), 디텍터(5)등은 고정된 위치이기 때문에 변하지 않고 미리 A-B와 A'-B'의 관계를 교정하여 직선적인 출력을 얻을 수가 있다.In principle, light emitted from the semiconductor laser 2 driven by the drive circuit 1 passes through the lens 3 and is irradiated to the object under test. The light reflected at the point A of the object under test is imaged at A 'on the detector 5 through the condenser lens 4. If the measured object moves by A-B, the light from the light source reaches point B and the scattered light is imaged at point B 'which is shifted by A'-B' on the detector 5. The relationship between the displacement A-B and the deviation A'-B 'can be obtained geometrically. Since the lasers 2, the lenses 3, 4, the detectors 5, etc. are fixed positions, the outputs of the lasers 2, the lenses 3, 4, and the like are not changed, and the linear relationship can be obtained by correcting the relationship between A-B and A'-B 'in advance.

그러나, 정반사형 삼각법 센서는 도 1의 경우와 같이 피측정물이 센서와 수직으로 놓여지고 수평상태를 유지할 때에만 A-B변위를 정확하게 구할 수 있다. 만약, 피측정물이나 센서헤드가 약간이라도 기울어져 있다면, 도 2에서 보는 것처럼 A-B의 변위를 구할 수 없게 되며, 측정되어지는 변위는 A-B+X가 된다.However, the specular triangulation sensor can accurately obtain the A-B displacement only when the object to be measured is placed vertically and horizontally as in the case of FIG. 1. If the object to be measured or the sensor head is slightly inclined, the displacement of A-B cannot be obtained as shown in FIG. 2, and the measured displacement is A-B + X.

본 발명은 이러한 배경에서 연구된 것으로, 정반사형 레이저 삼각법 센서의 사용에 있어 피측정물이나 센서가 기울기 각도를 가지는 경우에도 그에 따른 오차를 보상할 수 있는 방법을 제공하여 정확한 측정이 가능하도록 하려는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been studied in the background, to provide a method for compensating for errors in the use of a specular laser triangulation sensor even when the object or sensor has a tilt angle to enable accurate measurement Has its purpose.

도 1은 레이저를 이용한 정반사형 삼각법 센서의 구조도.1 is a structural diagram of a specular triangular sensor using a laser.

도 2는 시편 또는 센서가 기울어진 경우의 실제변위를 구하기 위한 기하학적 관계도,2 is a geometrical relationship diagram for obtaining the actual displacement when the specimen or sensor is tilted,

도 3은 시편 또는 센서 헤드의 기울기를 구하기 위한 기하학적 관계도,3 is a geometrical relationship diagram for obtaining a slope of a specimen or a sensor head,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 구동회로2 : 레이저1: driving circuit 2: laser

3,4 : 렌즈5 : 디텍터3,4 Lens 5: Detector

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the method of the present invention for achieving the above object will be described in detail.

정반사형 레이저 삼각법 센서의 사용에 있어 피측정물이나 센서헤드가 도 2, 도 3과 같은 기울기각 θ를 가질 경우 참변위 A-B가 측정되지 않고 실제 측정되어지는 변위는 A-B에 X를 더한 값이 된다.In the use of the specular laser triangulation sensor, if the measured object or the sensor head has the same inclination angle θ as shown in FIGS. 2 and 3, the true displacement AB is not measured and the actual measured displacement is the value of AB plus X. .

따라서, 참변위인 A-B를 구하기 위해서는 X를 구하여 측정되어지는 변위값 A-B+X로부터 빼주어야 한다.Therefore, to find the true displacement A-B, X must be subtracted from the displacement A-B + X, which is measured by X.

본 발명의 방법은 다음의 절차에 따라 상기 X값을 구하는 단계와, 이와 같이 구하여진 X값을 측정변위값 A-B+X로부터 빼주는 단계로 이루어진다.The method of the present invention comprises the steps of obtaining the X value according to the following procedure and subtracting the X value thus obtained from the measured displacement value A-B + X.

1) 도 3에서와 같이 피측정물을 X1위치에 고정시킨 후 센서 값 Z1을 측정하고, 정반사형 센서를 X2-X1만큼 이동시켜 센서 값 Z2를 측정한다.1) After fixing the object to be measured at the X1 position as shown in FIG. 3, the sensor value Z1 is measured, and the specular sensor is moved by X2-X1 to measure the sensor value Z2.

2) 기울기 θ는 다음과 같은 식에 의해 구할 수 있다.2) The slope θ can be obtained by the following equation.

θ= arctan[|Z2-Z1|/(X2-X1)]θ = arctan [| Z2-Z1 | / (X2-X1)]

3) 기울기 θ가 구해지면 도 2의 기하학적 관계에서 다음 식에 의해 Y를 구할 수 있다.3) When the slope θ is obtained, Y can be obtained by the following equation in the geometric relationship of FIG. 2.

Y = X * tan(90-θ)Y = X * tan (90-θ)

4) Y가 구해지면 X를 다음 식으로 구할 수 있다.4) If Y is found, X can be found as

[X * tan(90-θ)]/(A-B) = tan(M/2)[X * tan (90-θ)] / (A-B) = tan (M / 2)

X = [tan(M/2) * (A-B) / tan(90-θ)X = [tan (M / 2) * (A-B) / tan (90-θ)

5) X가 구해지면 측정되어진 변위(A-B+X)에서 X를 빼줌으로써 구하고자 하는 참변위인 (A-B)를 구할 수 있다.5) Once X is found, subtract X from the measured displacement (A-B + X) to find the true displacement (A-B).

따라서, 본 발명의 방법은 정반사형 레이저 삼각법 센서를 사용할 때 피측정물이나 센서 헤드가 기울어져 있는 경우에도 그에 따른 측정오차를 보상하여 정확한 측정이 가능하게 된 효과를 지닌다.Therefore, the method of the present invention has the effect of making accurate measurement possible by compensating for the measurement error according to the measurement object or the sensor head when the specular laser triangulation sensor is tilted.

Claims (1)

정반사형 레이저 삼각법 센서의 사용에 있어 피측정물이나 센서 헤드가 기울기를 가지는 경우 그 기울기각 θ를 구하는 단계와, 구하여진 θ값으로 측정변위와 참변위간의 차이를 구하는 단계와, 그 차이값을 측정변위로부터 제하여 참변위를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정반사형 레이저 삼각법 센서의 시편 또는 센서의 각도 오차 보상방법.In the use of the specular laser triangulation sensor, if the measured object or the sensor head has an inclination, obtaining the inclination angle θ, obtaining the difference between the measurement displacement and the true displacement with the obtained θ value, and calculating the difference value. Comprising a true displacement by subtracting from the measurement displacement of the specular laser triangular sensor, characterized in that the compensation method for the angle error of the sensor or sensor.
KR1019960071438A 1996-12-24 1996-12-24 Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor KR19980052449A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960071438A KR19980052449A (en) 1996-12-24 1996-12-24 Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960071438A KR19980052449A (en) 1996-12-24 1996-12-24 Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19980052449A true KR19980052449A (en) 1998-09-25

Family

ID=66383812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960071438A KR19980052449A (en) 1996-12-24 1996-12-24 Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR19980052449A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7877227B2 (en) Surface measurement instrument
US8321167B2 (en) Surveying instrument and surveying compensation method
EP0150408A2 (en) Dimension measuring apparatus
JP2004531739A (en) Apparatus and method for optically monitoring thickness
US5379105A (en) Roof surface measuring apparatus
JPS63292005A (en) Detecting apparatus of amount of movement corrected from running error
JP2000121324A (en) Thickness measuring apparatus
JPH01314907A (en) Method and device for zero-point correction in measuring thickness
US20040263840A1 (en) Calibration of reconfigurable inspection machine
JPH0123041B2 (en)
JP2746511B2 (en) Method for measuring orientation flat width of single crystal ingot
KR19980052449A (en) Specimen of specular laser triangulation sensor or compensation method of angle error of sensor
Okuyama et al. Investigation of an optical noncontact gear geometry measurement system: measurement of pitch errors and tooth profiles
KR100380133B1 (en) Method for compensating error according to intensity of rays reflected on subject in optical sensor
JPS603502A (en) Non-contacting type distance measuring method
JPH01235807A (en) Depth measuring instrument
JP3192461B2 (en) Optical measuring device
JPH09189545A (en) Distance measuring device
JPS62272107A (en) Inspecting method for packaging component
JPH0575051B2 (en)
JP2002206920A (en) Inclination detection method and device thereof
FI88204B (en) Arrangement for determining the surface shape of an object
JPS62105002A (en) High-precision measuring method for center position of light
JPH0534120A (en) Method and apparatus for measuring shape of surface
JPH08166209A (en) Polygon mirror evaluating device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination