KR100501397B1 - 3차원형상 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미러를 갖는 1개 이상으로 구성될 수 있는 투영부의 이용하여 측정대상물에 그림자 영역이 발생되지 않게 함으로써, 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있는 3차원형상 측정장치에 관한 것이다. 본 발명의 3차원형상 측정장치는 측정대상물이 설치되는 워크스테이지와; 광원과, 화이버번들과, 회절격자와, 투영광학계와, 미러를 갖는 미세회전기구로 이루어진 투영부와; 조망광학계와, 디텍터어레이와, 프레임 그레버와, 이미지 프로세서와, 제어부로 이루어진 결상부로 구성되며, 상기 투영부는 1개 이상으로 구성될 수 있으며, 상기 투영부는 제어부에 의해 제어되어 측정대상물의 주변을 소정의 각도로 회전하여 광을 주사할 수 있다. 이와 같이 구성된 본 발명은 측정대상물에 발생될 수 있는 그림자 영역을 제거하여 보다 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있다.

Description

3차원형상 측정장치{Three-dimensional image measuring apparatus}
본 발명은 회절격자의 이미지를 이송시킬 수 있는 미러를 갖는 1개 이상으로 구성될 수 있는 투영부에 의해 광삼각법의 단점인 그림자 영역을 제거함으로써, 보다 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있는 3차원형상 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 자유곡면형태의 삼차원 형상을 측정하는 기술은 크게 접촉식과 비접촉식으로 나뉘어지고 있다.
먼저, 삼차원 측정기를 사용하여 접촉식으로 곡면상의 한 점씩 측정하여 전체 곡면형상을 측정하는 방식이 오래 전부터 널리 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 방식은 측정시간이 과다하게 소요되는 단점이 있었다.
한편, 비접촉 3차원 측정법이 연구되고 있으며, 적용분야는 자동화, 품질관리, 의학, 로보스틱스, 3차원 모델링분야 등에서 중요한 역할을 수행하고 있으며, 비접촉 3차원 측정법은 측정원리에 따라 크게 광간섭법과, 광삼각법으로 나뉘어진다.
광간섭법은 레이저와 같은 단색광을 이용하는 광위상 간섭법과 광을 이용하는 광 주사간섭법이 있으며, nm(nano meter)의 정밀한 측정이 가능하나 넓은 영역을 빠르게 측정하기는 어렵고 고가의 정밀한 스테이지(Stage)가 필요하게 되는 문제점이 있다.
또한, 광삼각법은 정해진 일정 광을 측정 표면에 임의의 정해진 각도로 투영하고 다른 각도에서 표면의 형상에 따라 변형된 광의 밝기를 추출하여 표면의 형상 정보를 해석하는 방법이다.
상기 광삼각법에서 투영법에 따라 레이저 포인터 또는 레이저 슬릿빔을 이용하는 장치와, 모아레 무늬를 이용하는 장치로 나뉘어질 수 있다. 레이저 포인터 또는 레이저 슬릿빔을 이용하여 스캔하는 장치는 측정부 구성은 간단하나 스캔을 위한 기구 구성이 필요하며 정밀도가 높을수록 스캔 시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.
근래에 와서는 모아레법이라는 비접촉식으로 측정하는 광학식이 많이 사용되고 있는데, 이는 3차원 측정기를 사용하는 접촉식에 비해 측정시간이 월등히 단축된다.
모아레법은 측정대상물의 3차원형상정보를 가지는 모아레 무늬를 얻기 위하여 측정대상물에 일정한 간격의 직선줄무늬를 형성시켜야 하고, 이를 정밀하게 이송시켜야 한다.
이를 위한 종래의 방법에서는 유리의 한쪽 표면에 크롬으로 일정한 간격의 직선무늬를 새겨넣은 직선유리격자를 영사광학계를 이용하여 측정대상물에 투영하게 된다.
또한, 측정대상물에 형성된 직선줄무늬를 일정한 간격으로 이송시키기 위해 직선유리격자 이송장치를 사용하고 있다.
복수개의 직선줄무늬가 일정간격으로 구성되어 있는 직선유리격자를 측정대상물에 투영하면 측정대상물의 표면에 복수개의 줄무늬가 형성되는데, 이 줄무늬들은 측정대상물의 높이에 따라 휘어지게 된다.
줄무늬가 형성되어 있는 측정대상물을 직선유리격자와 겹치면 복수개의 곡선으로 이루어진 물결무늬의 형상을 볼수 있는데, 이 무늬를 '모아레무늬'라 한다. 이 모아레무늬는 측정대상물의 높이에 따라 형성되는 등고선이기 때문에, 이 모아레무늬를 해석하여 측정대상물의 형상을 측정하게 된다.
이하, 종래의 위상천이 모아레법 측정기를 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광원(1)과, 상기 광원(1)의 일측에 소정간격으로 설치된 집광렌즈(2)와, 상기 집광렌즈(2)의 일측에 설치된 투영격자(3)와, 상기 투영격자(3)의 일측에 설치된 투영격자이송장치(4)와, 투영격자이송장치(4)의 일측에 설치된 투영렌즈(5)와, 상기 투영렌즈(5)로부터 소정간격으로 측정대상물(6)이 위치되어 있다.
그리고, 상기 투영렌즈(5)의 일측에는 결상렌즈(7)가 설치되어 있고, 상기 결상렌즈(7)의 일측에는 기준격자(8)가 설치되어 있고, 상기 기준격자(8)의 일측에는 릴레이렌즈(9)가 설치되어 있고, 상기 릴레이렌즈(9) CCD카메라(10)가 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 위상천이 모아레법 측정기는 다음과 같은 동작에 의해 영상을 얻을 수 있다.
먼저, 광원(1)으로부터 주사된 광이 집광렌즈(2)와, 상기 집광렌즈(2)의 일측에 설치된 투영격자(3)를 통과하게 된다. 이때, 상기 투영격자(3)는 그 일측에 설치된 투영격자이송장치(4)에 의해 3 내지 5스텝(Step)정도 등간격으로 이송될 수 있다.
상기 광(11)이 투영격자(3)를 통과하고 투영렌즈(5)를 통하여 측정대상물(6)에 투영되면, 상기 측정대상물(6)에 변형된 줄무늬가 형성된다. 상기 측정대상물(6)에 형성된 변형된 줄무늬는 결상렌즈(7)를 통과하고, 기준격자(8)를 거쳐 릴레이렌즈(9)를 통과하여 CCD카메라(10)에 물결무늬 즉, 모아레무늬의 영상이 맺히게 된다.
그런데, 상기와 같이 구성되어 작동되는 모아레법 측정기에서 얻어진 영상은 측정대상물의 높이정보를 나타내는 모아레무늬와 CCD카메라(10) 앞에 놓여 있는 기준격자의 무늬가 동시에 나타나게 된다.
따라서, 기준격자의 영상을 제거하기 위한 별도의 수단이 필요하게 되어 구조가 복잡해지게 되는 문제점이 있다.
또한, 광삼각법을 이용하는 모든 측정법은 측정원리상 측정이 불가능한 그림자 영역이 생기는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 회절격자의 격자이미지를 이송시킬 수 있는 미러를 갖는 1개 이상으로 구성될 수 있는 투영부에 의해 광삼각법의 단점인 그림자 영역을 제거함으로써, 보다 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있는 3차원형상 측정장치를 제공하려는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원형상 측정장치는 측정대상물이 설치될 수 있는 워크스테이지와; 상기 워크스테이지의 상부에 설치되며, 광을 발산하는 광원과, 상기 광이 전달되는 화이버번들과, 상기 전달된 광이 통과되는 회절격자와, 상기 통과된 광이 투과되는 투영광학계와, 상기 투과된 광이 반사되는 미러를 갖는 미세회전기구로 이루어진 투영부와; 상기 투영부의 일측에 설치되며, 측정대상물로부터 반사되는 광을 수광하는 조망광학계와, 상기 수광된 광을 감지하는 디텍터어레이와, 상기 감지된 광을 영상처리하여 저장하는 프레임 그래버와, 상기 처리된 영상의 위상을 계산하는 이미지 프로세서와, 제어부로 이루어진 결상부로 구성되며, 상기 투영부는 1개 이상으로 구성될 수 있으며, 상기 투영부는 제어부에 의해 제어되어 측정대상물의 주변을 소정의 각도로 회전하여 광을 주사할 수 있다.
상기 미세회전기구는 그 일측에 설치된 미러를 회전시켜 광의 광경로를 변경시킬 수 있다.
측정대상물이 설치될 수 있는 워크스테이지와; 상기 워크스테이지의 상부에 설치되며, 광을 발산하는 제1 및 제2광원과, 상기 광이 전달되는 제1 및 제2화이버번들과, 상기 전달된 광이 통과되는 제1 및 제2회절격자와, 상기 통과된 광이 투과되는 제1 및 제2투영광학계와, 상기 투과된 광이 반사되는 제1 및 제2미러를 갖는 제1 및 제2미세회전기구로 이루어진 제1 및 제2투영부와; 상기 제1 및 제2투영부의 일측에 설치되며, 측정대상물로부터 반사되는 광을 수광하는 조망광학계와, 상기 수광된 광을 감지하는 디텍터어레이와, 상기 감지된 광을 영상처리하여 저장하는 프레임 그래버와, 상기 처리된 영상의 위상을 계산하는 이미지 프로세서와, 제어부로 이루어진 결상부로 구성되며, 상기 제1 및 제2투영부는 측정대상물의 상부의 수직 선상에 소정의 각도로 대칭되게 설치되며, 상기 제1 및 제2투영부는 제어부에 의해 제어되어 측정대상물에 광을 교대로 주사할 수 있다.
상기 제1 및 제2미세회전기구는 각각의 일측에 설치된 제1 및 제2미러를 회전시켜 광경로를 변경시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2투영부는 제어부에 의해 제어되는 제 1 및 제2셔터에 의해 측정대상물에 광을 교대로 주사할 수 있다.
이하, 본 발명의 3차원형상 측정장치를 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a는 본 발명의 3차원형상 측정장치를 나타낸 도면이고, 도 2b는 투영부의 회전방향을 보인 도면이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원형상 측정장치는 크게 워크스테이지(20)와, 상기 워크스테이지(20)의 상부 일측에 설치되는 투영부(30)와, 상기 투영부(30)의 타측에 설치되는 결상부(50)로 구성된다.
상기 워크스테이지(20)는 그 상부 표면에는 측정대상물(22)이 설치될 수 있다.
상기 투영부(30)는 상기 워크스테이지(20)의 상부에 설치되며, 광을 발산하는 광원(31)과, 상기 광원(31)의 일측에 설치되어 상기 광원(31)에서 발산되는 광을 자유롭게 전달시킬 수 있는 화이버번들(32)과, 상기 화이버번들(32)의 일측에 설치되어 광이 투과되는 회절격자(33)와, 상기 회절격자(33)의 일측에 설치되어 상기 투과된 광을 투영하는 투영광학계(34)와, 상기 투영광학계(34)의 일측에 설치되는 미세회전기구(35)와, 상기 미세회전기구(35)에 설치되어 투영되는 광의 광경로를 각도조절 할 수 있는 미러(36)로 구성된다.
상기 회절격자(33)는 광이 투과되면서 격자이미지가 발생되고, 상기 발생된 격자이미지는 투영광학계(34)를 거쳐 미세회전기구(35)의 미러(36)에 전달된다.
상기 미세회전기구(35)는 그 일측에 설치된 미러(36)의 각도를 미세하게 4번 변환시켜 격자이미지가 측정대상물(22)에 4번 주사될 수 있다.
상기 결상부(50)는 상기 투영부(30)의 일측 워크스테이지(20)의 상부에 설치되며, 측정대상물(22)로부터 반사되는 격자이미지를 수광하는 조망광학계(51)와, 상기 조망광학계(51)에서 전달된 격자이미지에 의해 형성된 영상을 감지하는 디텍터어레이(52)와, 상기 감지된 영상을 프레임 단위로 저장하는 프레임 그래버(53)와, 상기 감지된 영상을 이용하여 위상계산을 하는 이미지 프로세서(54)와, 제어부(55)로 구성된다.
상기 회절격자(33) 또는 미세회전기구(35)는 각기 미세하게 4번 움직이게 되어, 이에 의해 광경로는 4번 바뀌게 되면서, 디텍터어레이(52)는 결과적으로 4번의 영상을 감지하고, 이에 의해 프레임 그래버(53)는 4장의 영상을 저장하게 되고, 상기 프레임 그래버(53)의 일측에 설치된 이미지 프로세서(54)는 감지한 영상을 이용하여 위상을 계산하게 되므로써, 결과적으로 측정대상물(22)의 3차원 형상을 회득할 수 있게 된다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 투영부(30)는 제어부(55)에 의해 측정대상물(22)의 주변으로 소정의 각도로 회전한 후, 소정의 위치에서 광을 측정대상물(22)에 주사시킬 수 있다. 여기서, 투영부(30)는 일반적인 모터, 구동풀리, 피동풀리 및 벨트(미도시됨)를 이용하여 회전되며, 그 구성은 모터의 회전축의 일측에 구동풀리, 그 타측에 피동풀리를 각기 설치하고, 상기 구동 및 피동풀리에 벨트를 게재함에 의해 투영부(30)를 소정방향으로 회전시키도록 구성된다."로 보다 명료하게 정정하였습니다.
상기와 같이 본 발명을 이용하여 광을 주사하면 측정대상물(22)에 그림자영역(23)이 발생되지 않게 되고, 결과적으로 측정대상물(22)에 대해 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다. 도 3a는 본 발명의 다른 실시예의 제1 및 제2투영부를 보인 도면이고, 도 3b는 제1 및 제2투영부의 셋팅 상태를 보인 도면이다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원형상 측정장치는 크게 워크스테이지(20)와, 상기 워크스테이지(20)의 상부 일측에 소정의 각도로 대칭되게 설치되는 제1 및 제2투영부(130,140)와, 상기 제1 및 제2투영부(130,140)의 사이에 설치되는 결상부(50)로 구성된다.
상기 워크스테이지(20)는 그 상부 표면에는 측정대상물(22)이 설치될 수 있다.
상기 제1 및 제2투영부(30)는 상기 워크스테이지(20)의 상부에 설치되며, 광을 발산하는 제1 및 제2광원(131,141)과, 상기 제1 및 제2광원(131,141)의 일측에 설치되어 상기 제1 및 제2광원(131,141)에서 발산되는 광을 자유롭게 전달시킬 수 있는 제1 및 제2화이버번들(132,142)과, 상기 제1 및 제2화이버번들(132,142)의 일측에 설치되어 광에 의해 격자이미지가 생성되는 제1 및 제2회절격자(133,143)와, 상기 제1 및 제2회절격자(133,143)의 일측에 설치되어 상기 투과된 격자이미지를 투영하는 제1 및 제2투영광학계(134,143)와, 상기 제1 및 제2투영광학계(134,144)의 일측에 설치되는 제1 및 제2미세회전기구(135,145)와, 상기 제1 및 제2미세회전기구(135,145)에 설치되어 투영되는 격자이미지의 각도를 조절할 수 있는 제1 및 제2미러(136,146)와, 상기 제1 및 제2미러(136,146)의 일측에 설치되어 상기 반사된 격자이미지를 통과시키거나 차단시킬 수 있는 제1 및 제2셔터(137,147)로 구성된다.
상기 제1 및 제2회절격자(133,143)는 투과되는 광에 의해 격자이미지가 생성되고, 상기 생성된 격자이미지가 제1 및 제2투영광학계(134,144) 제1 및 제2미세회전기구(135,145)의 제1 및 제2미러(136,146)에 전달된다.
상기 제1 및 제2미세회전기구(135,145)는 그 일측에 설치된 제1 및 제2미러(136,146)의 각도를 미세하게 4번 변환시켜 격자이미지가 측정대상물(22)에 4번 주사된다.
상기 결상부(50)는 상기 투영부(30)의 일측 워크스테이지(20)의 상부에 설치되며, 측정대상물(22)로부터 반사되는 격자이미지를 수광하는 조망광학계(51)와, 상기 조망광학계(51)에서 전달된 격자이미지에 의해 형성된 영상을 감지하는 디텍터어레이(52)와, 상기 감지된 영상을 프레임 단위로 저장하는 프레임 그래버(53)와, 상기 감지된 영상을 이용하여 위상계산을 하는 이미지 프로세서(54)와, 제어부(55)로 구성된다.
상기 제어부(55)는 제1 및 제2미세회전기구(135,145)를 구동시키고, 상기 제1 및 제2미세회전기구(135,145)에 의해 제1 및 제2미러(135,145)를 미세하게 4번 소정의 각도로 회전시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2미세회전기구(35)의 제1 및 제2미러(135,145)가 각기 미세하게 4번 움직이게 되어, 격자이미지는 4번 측정대상물(22)에 주사되고, 상기 측정대상물(22)에 반사되는 격자이미지를 디텍터어레이(52)는 4번의 영상을 감지한다.
상기 디텍터어레이(52)의 4번의 영상의 감지에 의해 프레임 그래버(53)는 4장의 영상을 저장하게 되고, 상기 프레임 그래버(53)의 일측에 설치된 이미지 프로세서(54)는 감지한 영상을 이용하여 위상을 계산하게 되므로써, 결과적으로 측정대상물(22)의 3차원 형상을 회득할 수 있게 된다.
또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 측정대상물(22)을 중심으로 소정의 각도로 대칭되게 설치되는 제1 및 제2투영부(130,140)는 그 내측에 설치된 제1 및 제2셔터(137,147)가 제어부(55)에 제어되어, 제1 및 제2투영부(130,140)는 광을 측정대상물(22)에 교대로 주사시킬 수 있다.
상기와 같은 방법으로, 광에 의해 생성된 격자이미지를 주사하면 측정대상물(22)에 그림자영역(23)이 발생되지 않게 되어 결과적으로 측정대상물(22)에 대해 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 도 4는 본 발명에 적용되는 미러를 보인 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 미세회전기구(35)의 일측에 미러(36)가 가 회전 가능하게 설치된 상태를 보이고 있으며, 상기 미세회전기구(35)와, 미러(36)는 제1 및 제2투영부(130,140)에 적용되어 제1 및 제2미세회전기구(135,145)와, 제1 및 제2미러(136,146)로 사용될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 3차원형상 측정장치의 작동설명은 다음과 같다.
먼저, 도 2a와 2b에 도시된 바와 같이, 투영부(30)에 설치된 광원(31)에서 광이 생성되고, 이 광은 상기 광원(31)의 일측에 설치된 상기 화이버번들(32)을 통해 상기 화이버번들(32)의 일측에 설치된 회절격자(33)를 통과하게 된다.
이때, 상기 회절격자(33)는 투과되는 광에 의해 생성된 격자이미지가 투영광학계(34)를 통과한 후, 미세회전기구(35)의 미러(36)에 반사되고, 상기 미러(36)는 미세하게 4번 회전하고, 이에 의해 격자이미지는 측정대상물(22)에 4번 주사된다.
상기 투영부(30)는 제어부(55)에 의해 구동되면서, 측정대상물(22)을 중심으로 그 주변을 소정의 각도로 회전하여 측정대상물(22)에 그림자영역(23)이 발생되지 않도록 광을 주사할 수 있다.
상기 측정대상물(22)에 반사된 격자이미지는 결상부(50)의 조망광학계(51)에 수광되고, 상기 조망광학계(51)에 수광된 격자이미지는 상기 조망광학계(51)의 일측에 설치된 디텍터어레이(52)에 전달되어 디텍터어레이(52)에서 격자이미지에 의해 형성된 영상이 감지된다.
이때, 회절격자(33) 또는 미러(36)의 4번의 이동에 의해 상기 디텍터어레이(52)에서 감지된 4번의 영상이 프레임 그래버(53)에서 4장의 프레임 단위로 저장하고, 상기 저장된 4장의 프레임을 이미지 프로세서(54)에서 위상계산하여 3차원형상을 얻게 된다.
이와 같이, 구성된 본 발명은 1개 이상으로 구성될 수 있는 투영부에의해 측정대상물에 발생될 수 있는 그림자 영역을 없앨 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 3차원형상 측정장치의 동작 설명은 다음과 같다.
먼저, 제1 및 제2투영부(130,140)에 설치된 제1 및 제2광원(131,141)에서 광이 생성되고, 이 광은 상기 제1 및 제2광원(131,141)의 일측에 설치된 상기 제1 및 제2화이버번들(132,142)을 통해 상기 제1 및 제2화이버번들(132,142)의 일측에 설치된 제1 및 제2회절격자(133,143)를 통과하면서 격자이미지를 생성하고, 상기 생성된 격자이미지는 투영광학계(134,144)를 통과한 후, 제1 및 제2미세회전기구(135,145)의 제1 및 제2미러(136,146)에 반사되어 제1 및 제2셔터(137,147)를 통과하게 된다.
상기 제1 및 제2회절격자(133,143)에서 생성된 격자이미지는 제1 및 제2투영광학계(134,144)를 통과되면서 선명하게 측정대상물(22)에 주사되게 된다.
이때, 상기 제1 및 제2투영부(130,140)에 설치된 제1 및 제2셔터(137,147)는 제어부(55)에 의해 제어되어 격자이미지을 교대로 차단하여 측정대상물(22)에 격자이미지가 교대로 주사되도록 한다.
상기 측정대상물(22)에 반사된 격자이미지는 결상부(50)의 조망광학계(51)에 수광되고, 상기 조망광학계(51)에 수광된 격자이미지는 상기 조망광학계(51)의 일측에 설치된 디텍터어레이(52)에 전달되어 디텍터어레이(52)에서 격자이미지에 의해 형성된 영상이 감지된다.
이때, 제1 및 제2회절격자(133,143)의 4번의 이동에 의해 상기 디텍터어레이(52)에서 감지된 4번의 영상이 프레임 그래버(53)에서 4장의 프레임 단위로 저장하고, 상기 저장된 4장의 프레임을 이미지 프로세서(54)에서 위상계산하여 3차원형상을 얻게 된다.
이와 같이, 구성된 본 발명에 따른 다른 실시예의 3차원형상 측정장치는 제1 및 제2투영부가 대칭되도록 구성될 수 있어, 이에 의해 측정대상물에 그림자영역이 발생되지 않도록 광을 주사할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원형상 측정장치는 미러를 갖는 1개 이상으로 구성될 수 있는 투영부의 이용하여 측정대상물에 그림자 영역이 발생되지 않게 함으로써, 정밀한 3차원형상을 측정할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 모아레법 측정기의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2a는 본 발명의 3차원형상 측정장치를 나타낸 도면이고,
도 2b는 투영부의 회전방향을 보인 도면이고,
도 3a는 다른 실시예의 제1 및 제2투영부를 보인 도면이고,
도 3b는 제1 및 제2투영부의 셋팅 상태를 보인 도면이고,
도 4는 본 발명에 적용되는 미러를 보인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : 워크스테이지 22 : 측정대상물
30, 130, 140 : 제1 및 제2투영부
31, 131, 141 : 광원, 제1 및 제2광원
32, 132, 142 : 화이버번들, 제1 제2화이버번들
33, 133, 143 : 회절격자, 제1 및 제2회절격자
34, 134, 144 : 투영광학계, 제1 및 제2투영광학계
35, 135, 145 : 미세회전기구, 제1 및 제2미세회전기구
36, 136, 146 : 미러, 제1 및 제2미러
37, 137, 147 : 셔터, 제1 및 제2셔터
50 : 결상부 51 : 조망광학계
52 : 디텍터어레이 53 : 프레임 그래버
54 : 이미지 프로세서 53 : 제어부

Claims (7)

  1. 측정대상물이 설치될 수 있는 워크스테이지와;
    상기 워크스테이지의 상부에 설치되며, 광을 발산하는 광원과, 상기 광이 전달되는 화이버번들과, 상기 전달된 광을 이용하여 격자이미지를 생성시키는 회절격자와, 상기 통과된 격자이미지가 투과되는 투영광학계와, 상기 투과된 격자이미지가 반사되는 미러를 갖는 미세회전기구로 이루어진 투영부와;
    상기 투영부의 일측에 설치되며, 측정대상물로부터 반사되는 격자이미지를 수광하는 조망광학계와, 상기 수광된 격자이미지를 감지하는 디텍터어레이와, 상기 감지된 격자이미지를 영상처리하여 저장하는 프레임 그래버와, 상기 처리된 영상의 위상을 계산하는 이미지 프로세서와, 제어부로 이루어진 결상부로 구성되며,
    상기 투영부는 1개 이상으로 구성될 수 있으며, 상기 투영부는 제어부에 의해 제어되어 측정대상물의 주변을 소정의 각도로 회전하여 광을 주사할 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원형상 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세회전기구는 제어부에 의해 제어되며, 그 일측에 회동 가능한 미러가 설치된 것을 특징으로 하는 3차원형상 측정장치.
  3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 미세회전기구는 그 일측에 설치된 미러를 미세하게 4번 회전시켜 격자이미지를 측정대상물에 4번 주사할 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원형상 측정장치.
  4. 측정대상물이 설치될 수 있는 워크스테이지와;
    상기 워크스테이지의 상부에 설치되며, 광을 발산하는 제1 및 제2광원과, 상기 광이 전달되는 제1 및 제2화이버번들과, 상기 전달된 광이 통과되는 제1 및 제2회절격자와, 상기 통과된 광이 투과되는 제1 및 제2투영광학계와, 상기 투과된 광이 반사되는 제1 및 제2미러를 갖는 제1 및 제2미세회전기구로 이루어진 제1 및 제2투영부와;
    상기 제1 및 제2투영부의 일측에 설치되며, 측정대상물로부터 반사되는 광을 수광하는 조망광학계와, 상기 수광된 광을 감지하는 디텍터어레이와, 상기 감지된 광을 영상처리하여 저장하는 프레임 그래버와, 상기 처리된 영상의 위상을 계산하는 이미지 프로세서와, 제어부로 이루어진 결상부로 구성되며,
    상기 제1 및 제2투영부는 측정대상물의 상부의 수직 선상에 소정의 각도로 대칭되게 설치되며, 상기 제1 및 제2투영부는 제어부에 의해 제어되는 제1 및 제2셔터에 의해 측정대상물에 광을 교대로 주사할 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원형상 측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2미세회전기구는 제어부에 의해 제어되며, 그 일측에 회동 가능한 제1 및 제2미러가 설치된 것을 특징으로 하는 3차원형상 측정장치.
  6. 제 4 항 및 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2미세회전기구는 각각의 일측에 설치된 제1 및 제2미러를 미세하게 4번 회전시켜 격자이미지를 측정대상물에 4번 주사할 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원형상 측정장치.
  7. 삭제
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