KR20090007172A - 판유리 두께측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판유리의 두께를 측정하는 장치에 관한 것으로, 판유리(G)의 상부에 배치되는 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)를 이용해서 비접촉식으로 판유리(G)의 두께를 자동으로 측정하는 방식이므로, 특정 위치에 제한되지 않고, 판유리(G)의 모든 곳을 자유롭게 두께 측정할 수 있고, 정밀하게 폴리싱된 유리표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제는 초래되지 않으며, 판유리(G)의 두께 측정 작업이 매우 편리할 뿐만 아니라 두께 측정작업의 정밀도가 크게 향상되는 효과가 있다.
판유리, 두께 측정, 레이저광
Description
도 1은 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치의 다른 일예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치의 또 다른 일예를 도시한 도면이다.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -
10 ; 레이저광출력기, 20,20' ; 영상촬영기,
30 ; 제어유닛, 40 ; 입력유닛,
50 ; 출력유닛, 60 ; 스크린,
70 ; 베이스패널, 80 ; 이송장치,
G ; 판유리, G1 ; 상면,
G2 ; 하면, L1 ; 입사광,
L2 ; 제1반사광, L3 ; 제2반사광,
S1 ; 제1스폿, S2 ; 제2스폿,
S3 ; 제3스폿, S4 ; 제4스폿.
본 발명은 판유리의 두께를 측정하는 장치에 관한 것으로, 판유리의 두께를 비접촉식으로 측정위치에 제한되지 않고 자유롭게 측정할 수 있는 판유리 두께측정장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 두께측정장치는 측정물의 형태에 따라서 다양한 것들이 개발되어 사용되고 있는데, 통상 제조공정 중에 측정물의 두께를 연속적으로 측정하는 주간(走間) 두께측정장치와, 단품 형태의 측정물(시료)의 두께를 측정하는 두께측정장치로 구별된다.
상기 주간 두께측정장치로는 두께에 따른 코일의 인덕턴스의 변화를 이용하는 것, 공기마이크로미터에 의하는 것, 방사선이 투과되는 강도변화나 산란선(散亂線)의 강도변화를 이용하는 것, 초음파를 이용하는 것 등이 있다.
반면, 상기 시료의 두께를 측정하는 두께측정장치로는 마이크로미터가 대표적이며, 일정한 압력의 공기를 내뿜게 하여 그 유출량(流出量)과 압력변화를 매개로 두께를 측정하는 공기 마이크로미터나, 도막이나 도금 부분과 기재(基材)와의 전자기적 성질의 차를 이용해서 두께를 측정하는 전기 마이크로미터 등의 것이 있다.
일반적으로 판유리의 두께는 상기 마이크로미터를 이용해서 측정하고 있지만, 마이크로미터를 이용해서 판유리의 두께를 측정하는 경우에는, 마이크로미터의 구조상의 문제로 인해서 판유리 테두리부분의 두께만을 측정할 수 있을 뿐, 판유리의 중심부분은 마이크로미터를 이용한 두께 측정이 사실상 불가능하다.
또한, 상기 마이크로미터를 이용한 판유리의 두께 측정은 접촉방식이므로, 정밀하게 폴리싱(Polishing)된 유리 표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제가 발생된다.
또한, 상기 마이크로미터를 이용한 판유리의 두께 측정은 측정자의 수작업에 의한 측정이므로, 측정작업이 번거로울 뿐만 아니라, 측정값에 대한 신뢰도가 낮을 수밖에 없다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해서 발명된 것으로, 비접촉식으로 판유리의 두께를 손쉬우면서도 정밀하게 측정할 수 있는 판유리 두께측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입사광을 일정 각도만큼 경사지게 판유리의 상면으로 조사하는 레이저광출력기와 ; 판유리의 상면에 형성되는 제1스폿과 제2스폿간의 이격거리를 촬영하는 영상촬영기 ; 레이저광출력기와 영상촬영기의 작동을 제어하고, 영상촬영기로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리의 두께를 산출하는 제어유닛 ; 제어유닛의 작동을 제어하는 입력유닛 및; 제어유닛에 의해 작동 제어되어, 제어유닛의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.
또한 본 발명은, 입사광을 일정 각도만큼 경사지게 판유리의 상면으로 조사하는 레이저광출력기와 ; 일정 각도만큼 경사지게 배치되어, 판유리로부터의 제1반사광과 제2반사광이 조사되는 스크린 ; 스크린에 형성되는 제3스폿과 제4스폿간의 이격거리를 촬영하는 영상촬영기 ; 레이저광출력기와 영상촬영기의 작동을 제어하고, 영상촬영기로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리의 두께를 산출하는 제어유닛 ; 제어유닛의 작동을 제어하는 입력유닛 및; 제어유닛에 의해 작동 제어되어, 제어유닛의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1에 의하면, 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치는, 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 레이저광출력기(10)와 ; 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 촬영하는 영상촬영기(20) ; 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)의 작동을 제어하고, 영상촬영기(20)로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리(G)의 두 께(t)를 산출하는 제어유닛(30) ; 제어유닛(30)의 작동을 제어하는 입력유닛(40) 및; 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어, 제어유닛(30)의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛(50)으로 이루어진 구조로 되어 있다.
본 실시예의 경우, 상기 레이저광출력기(10)로는 레이저광선을 외부로 출력할 수 있는 공지의 것을 적용하였다.
또한, 상기 영상촬영기(20)로는 CCD 카메라를 적용하였지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고 촬영된 영상을 디지털 데이터화 하는 공지의 어떠한 것이어도 무방하다.
또한, 상기 제어유닛(30)으로는 데스크톱 컴퓨터를, 입력유닛(40)으로는 키보드나 마우스를, 출력유닛(50)으로는 모니터를 적용하였지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치의 작동 상태를 설명해 보면 다음과 같다.
우선, 측정 시료인 판유리(G)가 측정 위치에 놓여진 상태에서, 측정자가 입력유닛(40)을 조작하여 두께 측정을 시작하면, 레이저광출력기(10)가 제어유닛(30)에 의해 작동되어서 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사한다.
상기 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사된 입사광(L1)은, 판유리(G)의 상면(G1)을 통해서 직접 반사되는 제1반사광(L2)과 ; 판유리(G)의 내부로 굴절되어서 판유 리(G)의 하면(G2)을 통해 반사된 후, 다시 판유리(G)의 상면(G1)을 통해 판유리(G)의 외부로 굴절되는 제2반사광(L3)으로 구분된다. 이때, 상기 판유리(G)의 상면(G1)에는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)이 밝게 표시된다.
이러한 상태에서, 상기 영상촬영기(20)가 제어유닛(30)에 의해 작동되어서 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 촬영하고, 촬영된 영상을 제어유닛(30)으로 출력한다.
상기 제어유닛(30)은 영상촬영기(20)로부터의 촬영 영상을 영상처리하여 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 구한 다음, 다음의 수학식 1을 적용하여 판유리(G)의 두께(t)를 구한다.
여기서, "n"은 대기상태에서의 판유리(G)의 굴절율을 나타낸다.
이후, 상기 출력유닛(50)이 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어서 판유리(G)의 두께(t)를 외부로 출력한다.
본 발명에 따르면, 상기 판유리(G)의 상부에 배치되는 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)를 이용해서 판유리(G)의 두께를 측정하는 방식이므로, 특정 위치에 제한되지 않고, 판유리(G)의 모든 곳을 자유롭게 두께 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 비접촉방식이므로, 정밀하게 폴리싱된 유리표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제는 초래되지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면, 판유리(G)의 두께 측정 작업이 판유리 두께측정장치에 의해서 자동으로 수행되므로, 판유리(G)의 두께 측정 작업이 매우 편리할 뿐만 아니라, 정밀한 두께 측정작업이 가능하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치의 다른 일예를 도시하고 있다.
이에 따르면, 본 실시예에 따른 판유리 두께측정장치는, 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 레이저광출력기(10)와 ; 일정 각도(θ2)만큼 경사지게 배치되어, 판유리(G)로부터의 제1반사광(L2)과 제2반사광(L3)이 조사되는 스크린(60) ; 스크린(60)에 형성되는 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4)간의 이격거리(x)를 촬영하는 영상촬영기(20') ; 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20')의 작동을 제어하고, 영상촬영기(20')로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리(G)의 두께(t)를 산출하는 제어유닛(30) ; 제어유닛(30)의 작동을 제어하는 입력유닛(40) 및; 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어, 제어유닛(30)의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛(50)으로 구성된다.
본 실시예에 따른 판유리 두께측정장치는, 스크린(60)에 형성되는 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4)간의 이격거리(x)를 매개로, 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 간접적으로 측정하여, 판유리(G) 의 두께(t)를 구할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 스크린(60)에 형성되는 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4)은 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)에 비해 매우 선명하므로, 제어유닛(30)에서의 영상처리시에 스폿간의 거리측정을 보다 정확하게 할 수 있게 된다.
본 실시예의 경우, 판유리(G)의 두께(t)는 다음의 수학식 2 및 수학식 3에 의해서 구해진다.
본 실시예에 따른 판유리 두께측정장치의 작동 상태는 상기 도 1에 따른 판유리 두께측정장치와 사실상 동일하므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치의 또 다른 일예를 도시하고 있 다.
본 실시예에 따른 판유리 두께측정장치의 경우, 상기 판유리(G)가 얹혀져 고정되는 베이스패널(70)과 ; 제어유닛(30)에 의해 작동제어되어, 베이스패널(70)을 두께 측정위치로 이송하는 이송장치(80)가 보강 구비되어진 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 경우, 상기 이송장치(80)로는 공지의 볼스크류 장치를 적용하였지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고, 베이스패널(70)을 X축 방향이나 Y축 방향이나 Z축 방향으로, 혹은 XY축 방향이나 XZ축 방향이나 YZ축 방향이나 XYZ축 방향으로 위치 이동시킬 수 있는 공지의 모든 것들이 적용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 두께를 측정할 판유리(G)를 베이스패널(70)에 얹어 고정한 후, 이송장치(80)를 작동 제어해서 두께 측정할 부위를 두께 측정 위치에 정확하게 위치 셋팅할 수 있으므로, 판유리 두께측정 작업이 보다 편리하게 되는 잇점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서, 보다 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
일예로, 본 발명은 상기 실시예에서와 같이 대기상태에서의 판유리(G)의 굴절율(n)을 미리 알고 있는 상태에서, 판유리(G)의 두께를 측정하는데 이용될 수 있지만, 필요에 따라서는 판유리(G)의 두께를 미리 알고 있는 상태에서, 대기상태에서의 판유리(G)의 굴절율(n)을 측정하는데 이용될 수도 있음은 물론이다.
또한 본 발명에 따른 판유리 두께측정장치는, 판유리의 두께 측정에만 그 사 용이 한정되지 않고, 투명한 재질의 판재 두께 측정이나 굴절율(n) 측정에 사용될 수 있음은 물론이다.
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 판유리(G)의 상부에 배치되는 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)를 이용해서 비접촉식으로 판유리(G)의 두께를 자동으로 측정하는 방식이므로, 특정 위치에 제한되지 않고, 판유리(G)의 모든 곳을 자유롭게 두께 측정할 수 있고, 정밀하게 폴리싱된 유리표면이 간섭에 의해서 손상되거나 더럽혀지는 문제는 초래되지 않으며, 판유리(G)의 두께 측정 작업이 매우 편리할 뿐만 아니라 두께 측정작업의 정밀도가 크게 향상되는 효과가 있다.
Claims (3)
- 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 레이저광출력기(10)와 ; 판유리(G)의 상면(G1)에 형성되는 제1스폿(S1)과 제2스폿(S2)간의 이격거리(k)를 촬영하는 영상촬영기(20) ; 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20)의 작동을 제어하고, 영상촬영기(20)로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리(G)의 두께(t)를 산출하는 제어유닛(30) ; 제어유닛(30)의 작동을 제어하는 입력유닛(40) 및; 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어, 제어유닛(30)의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛(50)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 판유리 두께측정장치.
- 입사광(L1)을 일정 각도(θ1)만큼 경사지게 판유리(G)의 상면(G1)으로 조사하는 레이저광출력기(10)와 ; 일정 각도(θ2)만큼 경사지게 배치되어, 판유리(G)로부터의 제1반사광(L2)과 제2반사광(L3)이 조사되는 스크린(60) ; 스크린(60)에 형성되는 제3스폿(S3)과 제4스폿(S4)간의 이격거리(x)를 촬영하는 영상촬영기(20') ; 레이저광출력기(10)와 영상촬영기(20')의 작동을 제어하고, 영상촬영기(20')로부터 입력되는 촬영 영상을 영상처리하여 판유리(G)의 두께(t)를 산출하는 제어유닛(30) ; 제어유닛(30)의 작동을 제어하는 입력유닛(40) 및; 제어유닛(30)에 의해 작동 제어되어, 제어유닛(30)의 데이터처리 결과값을 외부로 출력하는 출력유닛(50) 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 판유리 두께측정장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판유리(G)가 얹혀져 고정되는 베이스패널(70)과 ; 제어유닛(30)에 의해 작동제어되어, 베이스패널(70)을 두께 측정위치로 이송하는 이송장치(80)가 보강 구비되어진 것을 특징으로 하는 판유리 두께측정장치.
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| KR1020070070874A KR20090007172A (ko) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | 판유리 두께측정장치 |
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| KR100942241B1 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-02-16 | 충북대학교 산학협력단 | 경사면을 갖는 판유리의 형상검사방법 |
| KR100942236B1 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-02-16 | 충북대학교 산학협력단 | 판유리 두께의 측정오차 보정방법 |
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2007
- 2007-07-13 KR KR1020070070874A patent/KR20090007172A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100942235B1 (ko) * | 2007-07-13 | 2010-02-16 | 충북대학교 산학협력단 | 판유리 두께측정방법 |
| KR100942241B1 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-02-16 | 충북대학교 산학협력단 | 경사면을 갖는 판유리의 형상검사방법 |
| KR100942236B1 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-02-16 | 충북대학교 산학협력단 | 판유리 두께의 측정오차 보정방법 |
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