KR20030015920A - 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치 - Google Patents

전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 성능 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정하고자 하는 페이퍼센서에서 나오는 빛을 감지하기 위해 상기 페이퍼센서의 발광부와 수광부의 전면 부분에서 서보모터를 이용하여 반사판을 전·후진시키면, 상기 발광부에서 조사된 빛이 일정 거리에 놓인 반사판에서 투사된 후 상기 수광부로 입사되고, 이때 상기 수광부에 입사되는 빛에 의해 페이퍼센서 내부에서 전압 차가 발생하게 되며, 제어장치에서 이러한 전압 차가 발생된 위치에서의 서보모터 내부의 인코더 값을 읽어 들인 후, 그 값을 미터단위로 환산하여 상기 센서의 검출거리 및 비검출거리와 검출범위를 측정할 수 있는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의하여 페이퍼센서의 발광부에서 빛을 조사하고 그 반사광을 수광부에서 수신하여 물체를 감지할 수 있는 거리인 페이퍼센서의 검출거리와, 상기 페이퍼센서에서 물체를 인지하고 검출할 수 있는 검출가능영역인 검출범위를 측정할 수 있는 장점이 있다

Description

전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치{DEVICE OF MEASUREMENT FOR OPTICAL PERFORMANCE USING VOLTAGE DIFFERENCE}
본 발명은 광학 성능 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정하고자 하는 페이퍼센서에서 나오는 빛을 감지하기 위해 상기 페이퍼센서의 발광부와 수광부의 전면 부분에서 서보모터를 이용하여 반사판을 전·후진시키면, 상기 발광부에서 조사된 빛이 일정 거리에 놓인 반사판에서 투사된 후 상기 수광부로 입사되고, 이때 상기 수광부에 입사되는 빛에 의해 페이퍼센서 내부에서 전압 차가 발생하게 되며, 제어장치에서 이러한 전압 차가 발생된 위치에서의 서보모터 내부의 인코더 값을 읽어 들인 후, 그 값을 미터단위로 환산하여 상기 센서의 검출거리 및 비검출거리와 검출범위를 측정할 수 있는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 복사기 등에서 용지의 유무나 용지의 크기 등을 검사하는데 사용되는 페이퍼센서는 발광부에서 조사되는 빛이 복사용지 등 소정의 물체에 반사된 후 수광부로 입력되어 상기 복사용지의 유무 및 용지의 크기를 검사하게 되는 것이 보편적이다.
종래에는 이러한 페이퍼센서의 제조 후 그 성능을 점검하기 위한 검사장치로써, 일련의 자동화시스템에 의하여 제조된 페이퍼센서를 검사장치로 이동시키고, 상기 검사장치에는 상기 페이퍼센서가 사용되는 조건과 유사하게 소정의 거리에 반사판 등의 물체가 위치하게 되고, 이러한 반사판의 상부에 놓인 페이퍼센서의 발광부에서 빛이 조사되면 상기 조사된 빛이 반사판에서 반사된 후 상기 페이퍼센서의 수광부로 올바르게 전달되는 가를 판단함으로써 상기 페이퍼센서의 품질을 검사하는 것이 보편적이다.
이와 같이, 종래의 검사장치는 제조공정에서 생산된 페이퍼센서의 성능이 미리 규정된 조건에 적합한가를 검사할 필요가 있는 경우, 즉 생산공장에서 다수의 페이퍼센서를 대량생산하여 신속한 검사가 요구되는 경우에 사용되는 것이 보편적이다.
그러나, 상기 종래의 검사장치에서 발광부에서 조사된 빛이 수광부로 입사되어 정상품질로 판단된 페이퍼센서의 경우에도, 상기 페이퍼센서가 사용되는 환경에 따라 요구되는 다양한 검출거리 및 검출범위를 충족시키지 못하게 되어 실제 복사기 등에서의 사용시 불량을 일으키게 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 검사장치에서는 소정의 규격에 적합한 페이퍼센서를 추출하기에는 적합하지만, 각 페이퍼센서에서 물체를 인지하여 검출할 수 있는 검출가능범위인 광학 검출거리 및 검출범위를 측정하기에는 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 페이퍼센서의 발광부에서 조사되는 빛을 수신하는 반사판을상기 발광부의 전면에서 전·후로 이동시킬 수 있는 서보모터에 연결하고, 상기 페이퍼센서의 발광부에서 빛을 조사한 후 상기 반사판에 반사되어 수광부에 입사되는 빛에 의하여 상기 센서에서 발생되는 전압 차를 제어장치에서 감지하여, 상기 전압 차가 발생되는 상기 반사판의 위치를 상기 서보모터의 내부 인코더 값을 읽어 들인 후 이를 거리단위인 미터단위로 환산함으로써, 상기 페이퍼센서의 검출거리를 측정할 수 있는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 페이퍼센서의 발광부와 수광부로 이루어지는 평면에 평행한 감지부가 부가된 반사판이 구성되고, 상기 반사판에 상기 발광부와 수광부로 이루어지는 평면에 평행하게 상·하, 좌·우로 이동할 수 있는 서보모터를 연결한 후, 상기 발광부에서 조사된 후 상기 반사판에서 반사되어 상기 수광부에 빛이 도달되는 범위인 상기 페이퍼센서의 검출범위를, 상기 반사판을 상·하, 좌·우로 이동시키면서 상기 감지부에의 빛의 도달여부를 상기 페이퍼센서의 내부 전압 차를 이용하여 측정할 수 있는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 페이퍼센서의 발광부 전면에 자그마한 슬릿과 광다이오드를 갖는 슬릿패널을 위치시키고, 이러한 슬릿패널에 상기 페이퍼센서의 발광부와 수광부로 이루어지는 평면에 평행하게 이동시킬 수 있는 서보모터를 연결시킨 후, 상기 발광부에서 조사된 빛이 상기 슬릿을 통과한 후 상기 광다이오드에 도달되도록 상기 슬릿패널을 이동시켜서, 상기 슬릿을 통과한 빛이 상기 광다이오드에 도달되는 것을 감지함으로써, 상기 발광부에서 빛이 조사되는 방향인 발광소자 지향각 및 빛의 분포범위를 측정할 수 있는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치의 A부분의 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 전압 차를 이용하여 광학 검출범위를 측정하기 위한 반사판의 정면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 전압 차를 이용한 광학 검출범위의 측정과정을 나타내는 반사판의 정면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전압 차를 이용하여 발광소자의 지향각을 측정하기 위한 반사판의 정면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 - 페이퍼센서11 - 발광부
12 - 수광부20 - 유리판
30 - 반사판31 - 감지부
32 - 검출영역33 - 슬릿
34 - 광다이오드40 - X축 로봇
50 - Y축 로봇60 - Z축 로봇
100 - 제어장치200 - 측정장치
300 - 이동수단
전술한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 페이퍼센서의 발광부 및 수광부와 접지되도록 페이퍼센서의 저면에 위치되는 유리판과, 상기 발광부에서 상기 유리판을 향하여 조사된 빛이 상기 유리판을 통과한 후 도달되도록 상기 유리판의 하부에 이격되어 설치된 반사판과, 상기 반사판을 3방향으로 이동시키도록 상기 반사판에 설치된 X축 로봇, Y축 로봇, Z축 로봇과, 상기 X축 로봇, Y축 로봇, Z축 로봇을 전·후, 좌·우, 상·하로 이동시키는 서보모터, 및 상기 반사판에서 반사되어 상기 페이퍼센서의 수광부로 입사되는 빛에 의한 상기 페이퍼센서 내부의 전압 차를 감지하고 그 지점에서의 상기 반사판의 위치를 나타내는 검출거리를 구하는 제어장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어장치는 상기 수광부에 입사되는 빛에 의하여 상기 페이퍼센서에서 발생되는 전압 차를 감지하고 그러한 전압 차가 발생되는 부분에서의 서보모터의 위치를 나타내는 서보모터 내부의 인코더 값을 읽어들인 후 그 값을 미터단위로 환산할 수 있는 연산장치가 구비된 마이크로프로세서와, 상기 페이퍼센서의 전압 차를 나타내는 값 및 상기 미터단위로 변환된 서보모터의 값을 디스플레이할 수 있는 모니터가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 발광부에서 조사되어 상기 수광부로 입사될 수 있는 빛의 상기 반사판 도달영역의 좌·우 및 상·하 범위인 상기 반사판에서의 검출범위를 측정할 수 있는 판 형태의 감지부가 구비된 반사판이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 반사판에 빛이 통과되는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빛을 수신하도록 상기 슬릿의 후면에 광다이오드가 구비되어 있는 슬릿패널 형태의 반사판이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 감지부가 구비된 반사판을 시계방향으로 회전시킬 수 있는 θ축 로봇이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 슬릿패널의 슬릿을 통과한 빛이 상기 광다이오드에 감지될 때의 상기 슬릿패널의 위치를 나타내는 값을 상기 서보모터의 내부 인코더 값을 미터단위로 환산하여 구한 후, 상기 페이퍼센서에서 상기 슬릿패널간의 거리와 상기 발광부의 수직축에서 상기 슬릿간의 거리를 나타내는 값을 이용하여 상기 발광부에서 조사되는 빛의 발광소자 지향각을 구할 수 있는 연산장치가 상기 제어장치에 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 유리판을 지난 빛의 검출거리를 측정하기 위한 반사판과, 상기 유리판을 지난 빛의 검출범위를 측정하기 위한 감지부가 구비된 반사판과, 상기 유리판을 지난 빛의 발광소자 지향각을 측정하기 위한 슬릿 및 상기 슬릿을 통과한 빛을 감지하는 광다이오드가 구비된 슬릿패널 형태의 반사판을 모두 연결하는 축과, 이러한 반사판의 연결 축을 이동시키는 로봇이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 측정장치에서 페이퍼센서와 반사판을 확대하여 나타낸 것이고, 도 3은 페이퍼센서의 검출범위를 측정하는 것을 나타낸 것이다.
본 발명은 측정대상인 페이퍼센서(10)와, 상기 페이퍼센서(10)에서 조사된 빛이 통과되는 유리판(20)과, 상기 유리판(20)을 통과한 빛이 반사되는 반사판(30)과, 상기 반사판(30)을 X축, Y축, Z축으로 이동시킬 수 있는 서보모터에 연결되어 있는 X축 로봇(40), Y축 로봇(50), Z축 로봇(60)과, 상기 반사판(30)에서 반사된 후 상기 페이퍼센서의 수광부로 전달되는 빛에 의해 상기 페이퍼센서(10)에서 발생되는 전압 차를 감지하여 상기 페이퍼센서(10)와 상기 반사판(30)과의 거리인 검출거리를 미터단위로 환산하여 디스플레이하는 제어장치(100)로 구성된다.
상기 페이퍼센서(10)는 복사기 등에서 용지의 유무나 용지의 크기 등을 검사하는데 사용되는 광센서로써, 소정 위치로 빛을 조사하는 발광부(11)와, 상기 발광부(11)에서 조사된 빛이 복사용지 등 소정의 물체에 반사되어 그 물체의 존재여부를 감지할 수 있는 수광부(12)로 구성된다.
상기 유리판(20)은 상기 페이퍼센서(10)가 실제 사용되는 환경과 동일한 조건에서 상기 페이퍼센서(10)의 광학 검출거리, 검출범위 등을 측정할 수 있도록, 통상의 복사기 등에 사용되는 유리판(20)으로 구성되며, 상기 페이퍼센서(10)와 후술하는 측정장치(200)의 반사판(30) 사이에 위치되도록 구성된다.
상기 반사판(30)은 상기 페이퍼센서(10)에서 조사된 빛이 상기 유리판(20)을통과하여 도달되는 판으로써, 상기 발광부(11)와 수광부(12)의 전면 부분에 위치하도록 구성된다.
또한, 상기 반사판(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(11)에서 조사된 빛이 반사판(30)에 도달되어 반사되는 부분인 감지부(31)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 발광부(11)에서 조사된 빛이 상기 반사판(30)에 도달된 후 반사되어 상기 수광부(12)로 입사될 때의 상기 반사판(30)에 도달되는 빛은, 도 3에 도시된 바와 같이 일정영역의 검출범위인 검출영역(32)을 상기 감지부(31)내에서 갖게되며, 후술하는 서보모터에 의하여 X축 로봇(40), Y축 로봇(50)을 이동시켜서 상기 감지부(31)가 구비된 반사판(30)을 이동시킴으로써, 상기 검출영역(32)의 상·하 범위 및 좌·우 범위를 측정할 수 있게 된다.
또한, 상기 반사판(30)이 0.3파이(φ) 정도의 작은 지름을 갖는 슬릿(33)과, 상기 슬릿(33)을 통과한 빛을 감지할 수 있는 광다이오드(34)가 상기 슬릿(33)의 후면에 구비되어 있는 슬릿패널로 구성될 경우, 상기 발광부(11)에서 조사되는 빛의 지향각을 측정할 수 있게 된다.
이와 같이, 구성되는 세 가지 형태의 반사판(30), 즉 상기 발광부(11)와 수광부(12)로 이루어지는 평면에 평행한 면을 갖는 반사판과, 상기 감지부(31)가 구비된 반사판과, 상기 슬릿(33)과 광다이오드(34)가 구비된 슬릿패널 형태의 반사판을 모두 연결한 후, 상기 각 반사판(30)을 순차적으로 이동시킬 수 있는 로봇과, 그러한 로봇을 이동시키는 서보모터가 포함되어 구성됨으로써, 특정의 위치에서 각반사판(30)을 이용하여 페이퍼센서(10)의 광학 검출거리와 검출범위 및 발광소자 지향각이 순차적으로 측정될 수도 있다.
상기 X축 로봇(40), Y축 로봇(50), Z축 로봇(60)은 서보모터에 의하여 그 위치가 이동될 수 있도록, 서보모터에 연결되어 구성된다.
상기 서보모터(servo motor)는 물체의 위치, 방위 등을 제어량으로 하여 목표값의 임의의 변화에 따르도록 구성된 기구로서, 제어 대상이 되는 장치의 입력이 임의로 변화할 때 출력인 위치나 방향, 각도 등을 미리 설정한 값이 되도록 자동적으로 변화시키는 기구를 구동하는 모터를 말한다.
본 발명에서는 상기 발광부(11)에서 조사되는 빛이 상기 반사판(30)에서 반사된 후 상기 수광부(12)로 입사되어, 상기 페이퍼센서(10)에서 전압 차가 발생되도록 상기 서보모터의 입력값을 제어하고, 그러한 제어값을 맞추기 위해 상기 서보모터가 상기 X축 로봇(40), Y축 로봇(50), Z축 로봇(60)을 이동시키도록 상기 각 로봇(40, 50, 60)에 연결되어 구성된다.
따라서, 상기 서보모터는 상기 페이퍼센서(10)의 발광부(11)에서 조사되는 빛이 상기 반사판(30)에서 반사되어 상기 수광부(12)에 입사되는 위치에 상기 반사판(30)이 위치될 때까지 상기 X축 로봇(40), Y축 로봇(50), Z축 로봇(60)을 이동시키게 된다.
상기 X축 로봇(40)은 도 1에 도시된 바와 같이, 측정장치(200)내의 제일 하단에 위치되어 상기 반사판(30)이 연결되어 있는 Z축을 상기 서보모터의 작동에 의하여, 도면에서 앞으로 나오는 방향과 도면에서 안으로 들어가는 방향으로 전·후로 이동시킬 수 있도록 Y축 로봇(50)의 저면에 연결되어 구성된다.
상기 Y축 로봇(50)은 상기 X축에 의하여 이동되고, 상기 반사판(30)이 연결되어 있는 Z축을 상기 서보모터의 작동에 의하여 도면상 좌·우로 이동시킬 수 있도록, 상기 Y축 로봇(50)의 상면이 Z축 로봇(60)의 하단에 연결되어 구성된다.
상기 Z축 로봇(60)은 상기 X축 로봇(40)과 Y축 로봇(50)에 의하여 이동된 위치에서 상기 반사판(30)이 상기 서보모터의 작동에 의하여 상기 Z축을 따라 상·하로 이동될 수 있도록, 상기 반사판(30)이 부착되어 구성된다.
상기 제어장치(100)는 상기 페이퍼센서의 발광부(11)에서 빛이 조사된 후 상기 반사판(30)에 의하여 반사되어 상기 수광부(12)로 입사되는 빛에 의하여 상기 페이퍼센서에서 전압차가 발생되면, 그러한 전압차가 발생되는 부분에서의 서보모터의 위치를 나타내는 서보모터 내부의 인코더 값을 읽어들인 후, 그 값을 미터단위로 환산할 수 있는 연산장치가 구비된 마이크로프로세서와 상기 페이퍼센서(10)의 전압 차를 나타내는 값 및 상기 미터단위로 변환된 서보모터의 값을 디스플레이할 수 있는 모니터 등이 포함되어 구성된다.
이러한 측정장치(200)의 이동을 용이하게 하기 위하여, 상기 측정장치(200)의 외부 하단에는 바퀴 등으로 이루어진 이동수단(300)이 구비되는 것이 바람직하다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치의 작용을 설명한다.
광학 검출거리를 특정하고자 하는 페이퍼센서(10)의 발광부(11)와수광부(12)가 측정장치의 상면에 있는 유리판(20)과 접촉되어 놓인다.
이 후, 상기 페이퍼센서(10)의 수직 하면에 반사판(30)이 위치되도록 서보모터를 이용하여 X축 로봇(40)을 전·후로 이동시키며, 또한 Y축 로봇(50)을 좌·우로 이동시킨다.
상기 발광부(11)에서 전원에 의하여 빛이 조사되어 상기 유리판(20)을 통과하게 된다.
상기 유리판(20)에서는 상기 페이퍼센서(10)가 통상적으로 사용되는 복사기 등에서의 환경과 동일한 굴절이 발생되면서 상기 유리판(20)을 통과하게 된다.
이처럼, 상기 유리판(20)을 통과한 빛은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 발광부(11)와 수광부(12)로 이루어진 면에 대하여 일정한 각도로 조사된다.
이 후, 서보모터를 이용하여 X축 로봇(40)과 Y축 로봇(50)을 이동시켜서, 상기 발광부(11)에서 조사되는 빛이 반사판(30)에 도달되어 반사되도록, 상기 반사판(30)의 위치를 이동시킨다.
상기 발광부(11)에서 조사되는 빛이 상기 유리판(20)을 통과하여 진행한 후 반사되는 위치에 상기 반사판(30)이 놓이게 되면, 서보모터를 이용하여 Z축 로봇(60)을 상·하로 이동시켜서 상기 반사판(30)에서 반사된 빛이 상기 페이퍼센서(10)의 수광부(12)로 입사되는 위치에 오도록 한다.
이때, 상기 수광부(12)로의 반사광의 입사는 상기 페이퍼센서(10)의 내부 전압 차가 발생되는 것을 감지함으로써 확인하게 된다.
그리고, 이와 같이 상기 페이퍼센서(10)의 내부에서 전압 차가 발생되는 것이 감지될 때의 상기 반사판(30)의 위치를 나타내는 상기 서보모터의 내부 인코더 값이 제어장치(100)에서 수신된 후, 상기 제어장치(100)내의 연산장치인 마이크로프로세서 등에서 거리단위인 미터단위로 환산되어 상기 페이퍼센서(10)의 광학 검출거리를 측정할 수 있게된다.
상기 제어장치(100)의 연산장치에서 미터단위로 환산된 상기 페이퍼센서(10)의 광학 검출거리가 모니터 등의 디스플레이 장치를 통하여 표출된다.
이 후, 상기 서보모터를 이용하여 상기 Z축 로봇을 계속 상승시키며, 상기 센서내부의 전압 차를 측정하고, 그에 따른 검출거리를 측정한다.
이와 같이, 상기 반사판(30)을 계속 상승시켜서 반사판(30)이 도 2에 도시된 b지점을 지나면, 상기 반사판(30)에서 반사된 빛이 상기 수광부(12)로 입사되지 않게 된다.
따라서, 상기 측정장치를 이용하여 상기 페이퍼센서(10)의 광학 검출거리의 상하범위인 상기 페이퍼센서(11)의 저면에서 a지점까지의 거리와 b지점까지의 거리를 측정할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 측정장치에 의하여 구해진 검출거리는 상기 검출거리에 감지하고자 하는 물체가 놓여질 경우 상기 페이퍼센서가 그 물체의 존재 유무를 감지할 수 있음을 의미한다.
이때, 상기 페이퍼센서(10)내의 전압 차를 나타내는 값도 상기 디스플레이 장치에 상기 검출거리와 함께 표출되도록 할 수 있음은 물론이다.
그리고, 상기 검출거리 내에서의 검출범위를 측정하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 해당 검출거리에서 반사판(30)에 구비된 감지부(31)에 일정한 검출영역(32)이 생성된다.
이 후, 상기 서보모터를 이용하여 해당 검출거리에서, 즉 Z축 로봇(60)을 고정시킨 상태에서 X축 로봇(40)과 Y축 로봇(50)을 이동시킴으로써, 상기 반사판(30)의 감지부(31)에 도달된 후 반사되어 상기 페이퍼센서(10)의 수광부(12)로 빛이 입사될 수 있는 빛의 감지부(31)에의 도달범위인 검출범위가 측정된다.
따라서, 상기 서보모터를 이용하여 상기 Y축 로봇(50)을 이동시킴으로써, 상기 반사판(30)을 도 3에 도시된 상태에서 우측으로 이동시키면, 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 검출영역(32)이 상기 감지부(31)의 맨 좌측으로 이동된다.
그리고, 상기 반사판(30)이 우측으로 더 이동되면, 상기 감지부(31)에서 감지되는 광량이 감소되고, 그에 따라 상기 수광부(12)로 입사되는 광량이 감소되어 상기 페이퍼센서(10) 내부에서 전압 차가 발생된다.
상기 제어장치(100)에서 이러한 상기 페이퍼센서(10) 내부의 전압 차를 감지하고, 그 때의 상기 반사판(30)의 위치를 나타내는 상기 서보모터 내부의 인코더 값을 미터단위로 환산하여, 상기 검출영역(32)의 좌측 범위가 측정된다.
이 후, 상기 서보모터를 이용하여 상기 Y축 로봇(50)을 좌측으로 이동시켜서, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 검출영역(32)의 우측 범위 값이 측정된다.
그리고, 이와 동일한 방법으로 상기 서보모터를 이용하여 상기 X축 로봇을 도 1에서의 지면에서 나오는 방향, 즉 도 3에서의 아래 방향으로 이동시켜서 도 4c에 도시된 바와 같이 상기 검출영역(32)의 윗쪽 범위가 측정되고, 상기 X축로봇(40)을 도 1에서의 지면으로 들어가는 방향, 즉 도 3에서의 윗 방향으로 이동시켜서 도 4d에 도시된 바와 같이 상기 검출영역(32)의 아래쪽 범위가 측정된다.
이와 같이 상기 감지부(31)가 구비되어 있는 반사판(30)을 이동시킴으로써, 상기 발광부(11)에서 조사된 후 상기 반사판(30)에서 반사되어 상기 수광부(12)에 입사될 수 있는 상기 반사판(30)에의 도달영역인 상기 페이퍼센서(10)의 검출범위가 측정된다.
또한, 상기 반사판(30)에 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전할 수 있는 θ축 로봇이 연결되고, 이러한 θ축 로봇을 서보모터를 이용하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킴으로써, 상기 발광부(11)에서 조사된 빛이 상기 반사판(30)에 도달되는 곡선형태의 검출범위가 보다 정확하게 측정될 수 있다.
그리고, 상기 발광부(11)에서 조사되는 빛의 발광소자 지향각을 측정할 때는, 중앙에 자그마한 슬릿(33)이 있고, 이 슬릿(33)을 통과한 빛을 감지할 수 있는 광다이오드(34)가 상기 슬릿(33)의 후면에 구비되어 있는 반사판(30)인 슬릿패널을 상기 발광부(11)와 수광부(12)의 전면에서 서보모터를 이용하여 이동시킨다.
상기 발광부(11)에서 조사되어 상기 슬릿을 통과한 빛이 상기 광다이오드(34)에서 감지된다.
상기 광다이오드(34)에 상기 빛이 도달되면, 상기 광다이오드(34)에는 전류가 흐르게 되며, 이를 제어장치(100)에서 감지하게 된다.
또한, 상기 제어장치(100)에서 이때의 상기 슬릿패널의 위치 및 상기 슬릿(33)의 위치를 상기 서보모터의 내부 인코더 값을 미터단위로 환산함으로써 얻을 수 있다.
이와 같이, 상기 제어장치(100)에서 계산된 상기 슬릿패널의 위치는 상기 발광부(11)에서 슬릿패널까지의 수직거리를 의미하며, 상기 슬릿(33)의 위치는 상기 발광부(11)에서 수직한 축에서 상기 슬릿(33)까지의 수직거리를 의미한다.
이 후, 상기 제어장치(100)에서 상기 슬릿패널의 위치 값 및 상기 슬릿(33)의 위치 값을 이용하여 상기 발광부(11)에서 조사되어 상기 슬릿(33)으로 입사되는 빛의 상기 발광부(11)와 수광부(12)로 이루어지는 평면에 대한 조사각인 발광소자 지향각이 계산된다.
이러한, 상기 페이퍼센서(10)의 광학 검출거리, 검출범위 및 발광소자 지향각은, 상기 발광부(11)와 수광부(12)로 이루어지는 평면에 평행한 판 형태의 반사판과, 상기 감지부(31)가 구비된 반사판과, 상기 슬릿(33)과 광다이오드(34)가 구비된 슬릿패널 형태의 반사판이 모두 연결되어 있는 로봇의 작동에 의하여, 특정의 위치에서 상기 반사판이 순차적으로 이동되어 상기 발광부(11)와 수광부(12)로 이루어지는 평면에 평행하게 놓임으로써, 특정 검출거리에서의 상기 페이퍼센서(10)의 검출거리, 검출범위 및 발광소자 지향각이 측정될 수 있다.
본 발명은 이와 같이 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 페이퍼센서의 발광부에서 빛을 조사하고 그 반사광을 수광부에서 수신하여 물체를 감지할 수 있는 거리인 상기 발광부와 수광부로 이루어지는 평면에 대한 이격 거리인 상기 페이퍼센서의 검출거리를 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 효과는, 페이퍼센서의 발광부에서 조사되는 빛의 분포에 의하여 상기 페이퍼센서에서 물체를 인지하고 검출할 수 있는 검출가능영역인 검출범위를 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는, 페이퍼센서의 발광부에서 조사되는 빛의 조사각도인 발광소자 지향각을 측정함으로써, 상기 페이퍼센서의 기능을 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는, 페이퍼센서의 발광부와 수광부로 이루어지는 평면에 평행한 판 형태의 반사판과, 감지부가 구비된 반사판과, 슬릿과 광다이오드가 구비된 슬릿패널 형태의 반사판을 모두 연결하고 이러한 상기 각 반사판을 이동시키는 로봇과 서보모터를 포함하여 구성함으로써, 특정의 위치에서의 상기 페이퍼센서의 검출거리, 검출범위 및 발광소자 지향각을 별도의 추가적인 장비 없이 모두 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는, 제조과정에 의하여 생산된 페이퍼센서의 일정한 기준에의 적부만을 판단하는 것이 아니라, 각 페이퍼센서의 기능을 나타내는 지표인 광학적 검출거리, 검출범위 및 발광소자 지향각을 측정함으로써, 그러한 측정자료들을 상기 페이퍼센서의 기능 및 용도의 연구, 개발에 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 페이퍼센서의 발광부 및 수광부와 접지되도록 페이퍼센서의 저면에 위치되는 유리판;
    상기 발광부에서 상기 유리판을 향하여 조사된 빛이 상기 유리판을 통과한 후 도달되도록 상기 유리판의 하부에 이격되어 설치된 반사판;
    상기 반사판을 3방향으로 이동시키도록 상기 반사판에 설치된 X축 로봇, Y축 로봇, Z축 로봇;
    상기 X축 로봇, Y축 로봇, Z축 로봇을 전·후, 좌·우, 상·하로 이동시키는 서보모터; 및
    상기 반사판에서 반사되어 상기 페이퍼센서의 수광부로 입사되는 빛에 의한 상기 페이퍼센서 내부의 전압 차를 감지하고 그 지점에서의 상기 반사판의 위치를 나타내는 검출거리를 구하는 제어장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 수광부에 입사되는 빛에 의하여 상기 페이퍼센서에서 발생되는 전압 차를 감지하고 그러한 전압 차가 발생되는 부분에서의 서보모터의 위치를 나타내는 서보모터 내부의 인코더 값을 읽어들인 후 그 값을 미터단위로 환산할 수 있는 연산장치가 구비된 마이크로프로세서와, 상기 페이퍼센서의 전압 차를 나타내는 값 및 상기 미터단위로 변환된 서보모터의 값을 디스플레이할 수 있는 모니터가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발광부에서 조사되어 상기 수광부로 입사될 수 있는 빛의 상기 반사판 도달영역의 좌·우 및 상·하 범위인 상기 반사판에서의 검출범위를 측정할 수 있는 판 형태의 감지부가 구비된 반사판이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 반사판에 빛이 통과되는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빛을 수신하도록 상기 슬릿의 후면에 광다이오드가 구비되어 있는 슬릿패널 형태의 반사판이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 반사판을 시계방향으로 회전시킬 수 있는 θ축 로봇이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 슬릿패널의 슬릿을 통과한 빛이 상기 광다이오드에 감지될 때의 상기 슬릿패널의 위치를 나타내는 값을 상기 서보모터의 내부 인코더 값을 미터단위로 환산하여 구한 후, 상기 페이퍼센서에서 상기 슬릿패널간의 거리와 상기 발광부의 수직축에서 상기 슬릿간의 거리를 나타내는 값을 이용하여 상기 발광부에서 조사되는 빛의 발광소자 지향각을 구할 수 있는 연산장치가 상기 제어장치에 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 유리판을 지난 빛의 검출거리를 측정하기 위한 반사판과, 상기 유리판을 지난 빛의 검출범위를 측정하기 위한 감지부가 구비된 반사판과, 상기 유리판을 지난 빛의 발광소자 지향각을 측정하기 위한 슬릿 및 상기 슬릿을 통과한 빛을 감지하는 광다이오드가 구비된 슬릿패널 형태의 반사판을 모두 연결하는 축과, 이러한 반사판의 연결 축을 이동시키는 로봇이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 차를 이용한 광학 성능 측정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103196657A (zh) * 2013-03-19 2013-07-10 重庆交通大学 隧道照明质量环境试验装置

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