A Noncontact Optical Sensor Development for Measuring the Thickness of Transparent Plates

The noncontact optical sensor using the hologram laser and automatic power controller is developed to measure a thickness of transparent objects and achieve excellent performance. Due to the contact between the tip of the sensor and the surface of objects, the tip is abraded. In addition the casting glass under high temperature results in extending the size of sensor body. The accuracy of the sensor is degraded due to these reasons. In this paper, to overcome these problems, we proposed a low cost non-contact optical sensor that is composed of a hologram laser unit used for optical pickup of CD player and a plastic lens. Therefore the problems caused by the contact sensor are solved by using the noncontact sensor. The noncontact sensor has to move toward the objects and obtain the focus error signal to measure a position of transparent objects. While the internal temperature of the sensor is controlled under ${\pm}0.1^{\circ}$, many trials shows ${\pm}2{\mu}m$ measurement error as excellent performance.

투명판의 두께 측정용 비접촉식 광센서 개발

경면물체의 형상과 두께를 측정하는데 있어 접촉식 센서가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 홀로그램 레이저 다이오드와 자동 전력 제어를 이용하여 성능이 좋은 비접촉식 광센서를 개발하였다. 접촉식 센서에서는 센서 프로브가 측정 대상체와 계속해 접촉하므로 프로브의 마모로 인한 측정왜곡이 발생하게 된다. 이를 극복하기 위해 플라스틱렌즈와 CD 플레이어의 광학 픽업장치를 홀로그램 레이저로 구성하는 저가의 비접촉 센서를 제안한다. 비접촉식 광센서는 대상물체 쪽으로 움직이면서 포커스 에러 신호를 얻어 투명판의 형상과 두께를 측정할 수 있다. 센서 내부 온도를 ${\pm}0.1^{\circ}$ 제어한 상태에서 다수의 실험 측정을 수행하여 ${\pm}2{mu}m$의 측정 오차를 가지는 우수한 결과를 보이고 있다.