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레이저 광원;상기 레이저 광원의 출력광을 평행광으로 변경하는 제1 렌즈;상기 평행광을 반사시키어 측정 대상에 제공하고 상기 측정 대상에서 반사된 반사광을 투과시키는 빔 분리기;상기 빔 분리기를 투과한 광을 전달받아 회절시키어 2차원 도트 배열 패턴을 생성하는 회절 광학 소자; 상기 회절 광학 소자의 후단에 배치된 이미징 렌즈;상기 이미징 렌즈를 투과하여 결상되는 상기 2차원 도트 배열 패턴을 촬상하여 회절 이미지를 형성하는 카메라; 및상기 회절 이미지를 분석하여 상기 측정 대상의 기울어진 이차원 각도를 측정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치
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제1 항에 있어서,상기 레이저 광원의 검출 파장은 균일한 주기적 2차원 도트 배열 패턴을 형성하기 위한 설계 파장로부터 다른 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치
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제1 항에 있어서,상기 2차원 도트 배열 패턴은 그 중심에 0차 회절 패턴과 상기 0차 회절 패턴의 주위에 배열된 균일한 고차 회절 패턴을 포함하고,상기 0차 회절 패턴의 세기는 상기 고차 회절 패턴의 세기 보다 큰 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치
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제1 항에 있어서,상기 제1 렌즈와 상기 빔 분리기 사이에 배치된 제1 거울을 더 포함하고,상기 평행광은 상기 제1 거울을 통하여 반사되어 상기 빔 분리기에 제공되는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치
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제1 항에 있어서,상기 레이저 광원은 레이저 다이오드와 상기 레이저 다이오드에 연결된 단일 모드 광섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치
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제1 항에 있어서,상기 측정 대상과 상기 회절 광학 소자 사이의 거리를 측정하는 거리 측정부를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 회절 광학 소자와 상기 측정 대상 사이의 거리에 따라 이차원 각도를 교정하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치
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레이저 광원;상기 레이저 광원의 출력광을 평행광으로 변경하는 제1 렌즈;상기 평행광을 반사시키어 측정 대상에 제공하고 상기 측정 대상에서 반사된 반사광을 투과시키는 빔 분리기;상기 빔 분리기를 투과한 광을 전달받아 회절시키어 2차원 도트 배열 패턴을 생성하는 회절 광학 소자; 상기 회절 광학 소자의 후단에 배치된 이미징 렌즈;상기 이미징 렌즈를 투과하여 결상되는 상기 2차원 도트 배열 패턴을 촬상하여 회절 이미지를 형성하는 카메라; 및상기 회절 이미지를 분석하여 상기 측정 대상의 기울어진 이차원 각도를 측정하는 제어부를 포함하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법에 있어서,균일한 주기적인 2차원 도트 배열 패턴을 형성하기 위한 설계 파장과 다른 검출 파장에서 상기 회절 광학 소자에 수직 입사하여 형성된 비균일 2차원 도트 배열 패턴에 기반하여 상기 회절 광학 소자의 x축 방향의 유효 피치와 y축 방향의 유효 피치를 추출하는 단계;상기 회절 광학 소자에 검출 파장에서 수직 입사하여 형성된 비균일 2차원 도트 배열 패턴에 기반하여 각 회절 차수에 대응하는 설계 피크 위치를 산출하는 단계;상기 검출 파장에서 상기 측정 대상에서 반사된 반사광을 이용하여 비균일 2차원 도트 배열 패턴을 촬상한 상기 회절 이미지를 생성하는 단계;상기 회절 이미지에서 0차 회절 패턴의 위치를 검출하는 단계;상기 회절 이미지에서 상기 0차 회절 패턴의 위치를 기준으로 고차 회절 패턴의 위치를 계산하는 단계; 및상기 0차 회절 패턴의 위치 및 상기 고차 회절 패턴의 위치를 이용하여 상기 측정 대상의 이차원 각도를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법
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제7 항에 있어서,상기 회절 이미지에서 0차 회절 패턴의 위치를 검출하는 단계는:상기 회절 이미지의 최대 강도값을 가지는 픽셀을 검출하여 0차 회절 패턴의 예비 위치를 검출하는 단계;상기 예비 위치 주위에 0차 관심 영역을 설정하고 상기 0차 관심 영역 내에서 제1 방향으로 평균한 후 상기 0차 회절 패턴의 제2 방향의 최종 위치를 추출하는 단계; 및상기 0차 관심 영역 내에서 상기 1 방향에 수직한 제2 방향으로 평균한 후 상기 0차 회절 패턴의 제1 방향의 최종 위치를 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법
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제7 항에 있어서,상기 회절 이미지에서 상기 0차 회절 패턴의 위치를 기준으로 고차 회절 패턴의 위치를 계산하는 단계는:각 회절 차수에 대응하는 상기 설계 피크 위치를 상기 회절 이미지의 상기 0차 회절 패턴의 위치를 기준으로 이동시키어 상기 고차 회절 패턴의 예비 위치를 설정하는 단계;상기 예비 위치를 기준으로 고차 관심 영역들을 설정하는 단계;각각의 상기 고차 관심 영역들 내에서 제1 방향으로 평균한 후 상기 고차 회절 패턴의 제2 방향의 최종 위치를 추출하는 단계; 및각각의 상기 고차 관심 영역들 내에서 상기 1 방향에 수직한 제2 방향으로 평균한 후 상기 고차 회절 패턴의 제1 방향의 최종 위치를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법
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제7 항에 있어서,상기 고차 관심 영역들은 4차 이상 13 차 이하인 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법
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제7 항에 있어서,상기 0차 회절 패턴의 위치 및 상기 고차 회절패턴의 위치를 이용하여 상기 측정 대상의 이차원 각도를 추출하는 단계는:상기 0차 회절 패턴의 위치에 대응하는 파동 벡터의 방향각 및 상기 고차 회절 패턴의 위치에 대응하는 파동 벡터의 방향각을 평균하여 상기 측정 대상의 이차원 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법
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제7 항에 있어서,상기 측정 대상과 상기 회절 광학 소자 사이의 거리를 측정하는 단계; 및상기 회절 광학 소자와 상기 측정 대상 사이의 거리에 따라 이차원 각도를 교정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차원 각도 측정 장치의 동작 방법
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