KR101121982B1

KR101121982B1 - 3차원 형상 측정장치

Info

Publication number: KR101121982B1
Application number: KR1020090060865A
Authority: KR
Inventors: 허정; 전문영; 김홍민; 윤상규; 홍종규
Original assignee: 주식회사 고영테크놀러지
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2012-03-09
Also published as: KR20110003208A

Abstract

3차원 형상 측정장치는 제1 조명부, 제2 조명부 및 격자이송유닛을 포함한다. 제1 조명부는 광을 발생시키는 제1 광원유닛 및 제1 광원유닛으로부터 발생된 광을 제1 격자무늬를 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시키는 제1 격자유닛을 포함한다. 제1 조명부는 제1 격자 패턴광을 제1 방향으로 측정 대상물에 조사한다. 제2 조명부는 광을 발생시키는 제2 광원유닛 및 제2 광원유닛으로부터 발생된 광을 제2 격자무늬를 갖는 제2 격자 패턴광으로 변경시키는 제2 격자유닛을 포함한다. 제2 조명부는 제2 격자 패턴광을 제1 방향과 다른 제2 방향으로 측정 대상물에 조사한다. 격자이송유닛은 제1 및 제2 격자유닛들을 격자무늬의 배치방향 및 연장방향과 경사진 방향으로 이송시킨다. 따라서, 비용을 절감하고 용이하게 관리할 수 있다.

Description

3차원 형상 측정장치{THREE DIMENSIONAL SHAPE MEASURING APPARATUS}

본 발명은 3차원 형상 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 격자 패턴광을 조사하여 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 3차원 형상 측정장치는 격자 패턴광을 측정 대상물에 조사하여 상기 격자 패턴광의 반사 이미지를 촬영함으로써 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 측정장치이다. 이러한 3차원 형상 측정장치는 스테이지, 카메라, 조명 유닛 및 중앙 처리부 등을 포함한다.

상기 3차원 형상 측정장치를 이용한 측정 대상물의 3차원 형상의 측정은 일반적으로 다음과 같이 수행된다.

우선, 상기 조명 유닛에서 출사되는 격자 패턴광을 상기 스테이지 상에 배치된 측정 대상물로 조사한다. 이때, 상기 격자 패턴광은 N번 이동하면서 상기 측정 대상물로 조사된다. 이후, 상기 카메라는 상기 측정 대상물로부터 반사되는 상기 격자 패턴광을 검출하여 상기 측정 대상물의 N개의 패턴영상들을 획득한다. 이어서, 상기 중앙 처리부는 N-버켓 알고리즘(N-bucket algorithm)을 이용하여 상기 N 개의 패턴영상들로부터 상기 측정 대상물의 각 위치에 따른 높이를 계산해낸다. 이렇게 계산된 상기 각 위치에 따른 높이를 종합할 경우, 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정할 수 있다.

종래의 3차원 형상 측정장치는 3차원 형상을 보다 정확하게 측정하기 위하여 격자 패턴광을 복수의 방향에서 조사하는데, 상기 격자 패턴광을 생성하기 위한 격자무늬는 평면적으로 관측할 때 상기 격자 패턴광의 조사방향에 평행인 방향으로 N번 이송하여야 3차원 형상을 측정할 수 있는 근본적인 제약이 있다. 따라서, 종래의 격자무늬의 이송방향은 격자무늬의 배치방향에 평행한 방향, 즉 격자 무늬의 연장방향에 수직인 방향으로 이송되어 왔으며, 이를 구현하기 위하여 정면에서 관측할 때 좌측에 배치되는 격자유닛은 좌하측에서 우상측으로 이송되고, 우측에 배치되는 격자유닛은 우하측에서 좌상측으로 이송되어 왔다.

하나의 격자이송유닛으로 상기와 같은 두 개의 격자유닛들의 이송을 직접적으로 구현하는 것은 어려우므로, 종래에는 상기 복수에 방향에 대응하여 각각 별도의 격자이송유닛을 채용하거나, 반사 미러(mirror)와 같은 소정의 광학 시스템을 이용하여 상기와 같은 이송 방향을 구현하여 왔다.

그러나, 각 격자 패턴광에 대하여 별도의 격자이송유닛을 채용하거나 광학 시스템을 이용하는 경우, 다수의 격자이송유닛 또는 광학 시스템을 설치해야 하므로 비용이 증가되며, 상기 각각의 격자이송유닛을 별도로 제어, 관리하거나 광학 시스템을 제어 관리하여야 하는 번거로움이 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비용을 절감하고 용이하게 관리할 수 있는 3차원 형상 측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정장치는 격자 패턴광의 반사 이미지를 촬영하여 측정 대상물의 3차원 형상을 측정한다. 상기 3차원 형상 측정장치는 제1 조명부 및 격자이송유닛을 포함한다. 상기 제1 조명부는 광을 발생시키는 제1 광원유닛 및 상기 제1 광원유닛으로부터 발생된 광을 제1 격자무늬를 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시키는 제1 격자유닛을 포함한다. 상기 제1 조명부는 상기 제1 격자 패턴광을 제1 방향으로 상기 측정 대상물에 조사한다. 상기 격자이송유닛은 상기 제1 격자유닛을 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 방향으로 이송시킨다.

예를 들면, 상기 격자이송유닛은 상기 제1 격자유닛을 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향 중 적어도 하나에 대하여 10도 내지 80도 경사진 방향으로 이송시킬 수 있다.

일 실시예로, 상기 제1 격자유닛은 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향을 조절하여 상기 경사각을 조절하는 경사각조절부를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 상기 제1 격자유닛은 상기 경사각을 조절할 수 있도록 교체 가능할 수도 있다.

상기 3차원 형상 측정장치는 제2 조명부를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 조명부는 광을 발생시키는 제2 광원유닛 및 상기 제2 광원유닛으로부터 발생된 광을 제2 격자무늬를 갖는 제2 격자 패턴광으로 변경시키는 제2 격자유닛을 포함한다. 상기 제2 조명부는 상기 제2 격자 패턴광을 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물에 조사한다. 이 경우, 상기 격자이송유닛은 상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛을 동시에 이송시키되, 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 방향으로 이송시킨다.

상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛은 상기 측정 대상물을 사이에 두고 양측에 각각 배치될 수 있으며, 일 실시예로, 상기 제1 격자유닛의 제1 격자무늬 및 상기 제2 격자유닛의 제2 격자무늬는 서로 평행한 연장방향 및 서로 평행한 배치방향을 가질 수 있다. 다른 실시예로, 상기 제1 격자유닛의 제1 격자무늬 및 상기 제2 격자유닛의 제2 격자무늬는 평면적으로 관측할 때 상기 측정 대상물에 대하여 서로 대칭일 수 있다.

상기 제1 격자 패턴광 및 상기 제2 격자 패턴광은 광 경로 변경수단을 거치지 않고 상기 측정 대상물에 직접 조사될 수 있다.

예를 들면, 상기 격자이송유닛은 다면체의 모서리를 따라 이동할 수 있으며, 상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛은 상기 모서리를 정의하는 인접한 두 경사면 상에 각각 배치되어서 상기 두 경사면 상에서 각각 이동할 수 있다.

본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정장치는 측정 대상물에 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 제1 격자무늬의 제1 격자 패턴광 및 제2 격자무 늬의 제2 격자 패턴광을 조사하는 제1 조명부 및 제2 조명부를 포함한다. 상기 3차원 형상 측정장치는 상기 제1 및 제2 격자 패턴광들의 반사 이미지를 촬영하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정한다. 상기 제1 조명부는 광을 제공받아서 상기 제1 격자 패턴광으로 변경시키는 제1 격자유닛을 포함하고, 상기 제2 조명부는 광을 제공받아서 상기 제2 격자 패턴광으로 변경시키는 제2 격자유닛을 포함한다. 상기 3차원 형상 측정장치는 상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛과 연결되어 상기 제1 및 제2 격자유닛들을 서로 동일한 방향으로 동시에 이송시키는 격자이송유닛을 포함하고, 상기 제1 격자유닛의 이송방향은 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 경사지고, 상기 제2 격자유닛의 이송방향은 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진다.

본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정장치는 측정 대상물에 N개의 방향으로 격자 패턴광들을 조사하는 N개의 격자유닛들을 포함하고, 상기 격자 패턴광들의 반사 이미지를 촬영하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정한다(N은 3 이상의 자연수). 상기 3차원 형상 측정장치는 제1 격자유닛, 제2 격자유닛 및 격자이송유닛을 포함한다. 상기 제1 격자유닛은 제1 격자 패턴광을 발생시키고, 제1 격자무늬를 갖는다. 상기 제2 격자유닛은 제2 격자 패턴광을 발생시키고, 제2 격자무늬를 갖는다. 상기 격자이송유닛은 상기 제1 및 제2 격자유닛들을 동시에 이송시킨다. 상기 N개의 격자유닛들은 N각뿔을 정의하는 N개의 경사면들 상에 각각 대응하여 위치하고, 상기 격자이송유닛은 상기 N각뿔의 어느 한 모서리를 따라서 이동하며, 상기 제1 및 제2 격자유닛들은 상기 N개의 격자유닛들 중 상기 모서리를 정의하는 서로 인접한 제1 경사면 및 제2 경사면 상에 각각 대응하여 배치되어서 상기 격자이송유닛의 이동에 따라 상기 제1 및 제2 경사면들 상에서 각각 이동한다.

상기 제1 격자유닛의 이송방향은 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 경사지고, 상기 제2 격자유닛의 이송방향은 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사질 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 및 제2 격자무늬들의 배치방향 및 연장방향은 조절 가능하거나, 상기 제1 및 제2 격자유닛들은 교체 가능할 수 있다.

일 실시예로, 상기 제1 격자유닛의 제1 격자무늬 및 상기 제2 격자유닛의 제2 격자무늬는 서로 평행한 연장방향 및 서로 평행한 배치방향을 가질 수 있다. 다른 실시예로, 상기 제1 격자유닛의 제1 격자무늬 및 상기 제2 격자유닛의 제2 격자무늬는 평면적으로 관측할 때 상기 측정대상물에 대하여 서로 대칭일 수 있다.

상기 N은 N=2K로 표현될 수 있으며(K는 2 이상의 자연수), 상기 3차원 형상 측정장치는 각각 인접한 2개의 격자유닛들 사이에 배치되어서 상기 인접한 2개의 격자유닛들을 이송하는 K개의 격자이송유닛들을 포함할 수 있으며, 상기 K개의 격자이송유닛들은 상기 N각뿔의 N개의 모서리들에 순차적으로 하나씩 걸러서 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 격자이송유닛이 격자유닛을 격자무늬의 배치방향 및 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 방향으로 이송시킴으로써, 별도의 광 경로 변경수단과 같은 광학 시스템을 구비하지 않아도 하나의 격자이송유닛으로 적어도 두 개의 격자유닛들을 이송시킬 수 있으므로, 비용이 절감되고 장치의 제어 및 관리가 용이해 질 수 있다.

또한, 격자무늬의 배치방향과 격자이송유닛의 이송방향 사이의 경사각을 적절히 조절함으로써 실제 이송보다 큰 이송의 효과를 획득하거나, 정밀한 이송의 효과를 획득할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 3차원 형상 측정장치는 측정 스테이지부(100), 영상 촬영부(200), 제1 및 제2 조명부들(300,400)을 포함하는 제1 조명 유닛, 격자이송유닛(500), 제2 조명 유닛(600), 영상 획득부(700), 모듈 제어부(800) 및 중앙 제어부(900)를 포함할 수 있다.

상기 측정 스테이지부(100)는 측정 대상물(10)을 지지하는 스테이지(110) 및 상기 스테이지(110)를 이송시키는 스테이지 이송유닛(120)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 스테이지(110)에 의해 상기 측정 대상물(10)이 상기 영상 촬영부(200)와 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)에 대하여 이동함에 따라, 상기 측정 대상물(10)에서의 측정위치가 변경될 수 있다.

상기 영상 촬영부(200)는 상기 스테이지(110)의 상부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되어온 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)에 대한 영상을 측정한다. 즉, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)에서 출사되어 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 광을 인가받아, 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영한다.

상기 영상 촬영부(200)는 카메라(210), 결상렌즈(220), 필터(230) 및 원형램프(240)를 포함할 수 있다. 상기 카메라(210)는 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되는 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영하며, 일례로 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 상기 결상렌즈(220)는 상기 카메라(210)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 상기 카메라(210)에서 결상시킨다. 상기 필터(230)는 상기 결상렌즈(220)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 여과시켜 상기 결상렌즈(220)로 제 공하고, 일례로 주파수 필터, 컬러필터 및 광세기 조절필터 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 원형램프(240)는 상기 필터(230)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)의 2차원 형상과 같은 특이영상을 촬영하기 위해 상기 측정 대상물(10)로 광을 제공할 수 있다.

상기 제1 조명부(300)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 우측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 조명부(300)는 제1 격자 패턴광을 제1 방향으로 상기 측정 대상물(10)에 조사한다.

상기 제1 조명부(300)는 제1 광원유닛(310), 제1 격자유닛(320) 및 제1 집광렌즈(340)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광원유닛(310)은 조 명원 과 적어도 하나의 렌즈로 구성되어 광을 발생시키고, 상기 제1 격자유닛(320)은 상기 제1 광원유닛(310)의 하부에 배치되어 상기 제1 광원유닛(310)에서 발생된 광을 제1 격자무늬를 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시킨다. 상기 제1 집광렌즈(340)는 상기 제1 격자유닛(320)의 하부에 배치되어 상기 제1 격자유닛(320)로부터 출사된 상기 제1 격자 패턴광을 상기 측정 대상물(10)로 집광시킨다.

상기 제2 조명부(400)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 좌측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제2 조명부(400)는 제2 격자 패턴광을 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물(10)에 조사한다.

상기 제2 조명부(400)는 제2 광원유닛(410), 제2 격자유닛(420) 및 제2 집광 렌즈(440)를 포함할 수 있다. 상기 제2 조명부(400)는 제2 광원유닛(410), 제2 격자유닛(420) 및 제2 집광렌즈(440)를 포함할 수 있다. 상기 제2 광원유닛(410)은 조명원 과 적어도 하나의 렌즈로 구성되어 광을 발생시키고, 상기 제2 격자유닛(420)은 상기 제2 광원유닛(410)의 하부에 배치되어 상기 제2 광원유닛(410)에서 발생된 광을 제2 격자무늬를 갖는 제2 격자 패턴광으로 변경시킨다. 상기 제1 집광렌즈(440)는 상기 제2 격자유닛(420)의 하부에 배치되어 상기 제2 격자유닛(420)로부터 출사된 상기 제2 격자 패턴광을 상기 측정 대상물(10)로 집광시킨다. 상기 제2 격자유닛(420)은 상기 제1 격자유닛(320)과 격자무늬를 제외하면 실질적으로 동일할 수 있으며, 격자무늬도 동일할 수 있다.

상기 제1 조명부(300)는 상기 제1 격자유닛(320)을 N번 순차적으로 이동하면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제1 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제1 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제1 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 또한, 상기 제2 조명부(400)는 상기 제2 격자유닛(420)을 N번 순차적으로 이동하면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제2 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제2 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제2 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 여기서, 상기 N은 자연수로, 일 예로 3 또는 4일 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 격자 패턴광들을 발생시키는 조명장치로 상기 제1 및제2 조명부들(300,400)만을 설명하였으나, 이와 다르게 상기 조명 부의 개수는 3개 이상일 수도 있다. 즉, 상기 측정 대상물(10)로 조사되는 격자 패턴광이 다양한 방향에서 조사되어, 다양한 종류의 패턴영상들이 촬영될 수 있다. 예를 들어, 3개의 조명부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정삼각형 형태로 배치될 경우, 3개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있고, 4개의 조명부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정사각형 형태로 배치될 경우, 4개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있다. 또한, 상기 제1 조명 유닛은 8개의 조명부들을 포함할 수 있으며, 이 경우 8개의 방향에서 격자 패턴광을 조사하여 영상을 촬영할 수 있다.

상기 격자이송유닛(500)은 상기 제1 격자유닛(320)을 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 방향으로 이송시키고, 상기 제2 격자유닛(420)을 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 방향으로 이송시킨다. 상기 격자이송유닛(500)은 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)을 동시에 이송시킬 수 있다. 상기 격자이송유닛(500)의 구체적인 이송 방식은 후술한다.

상기 제2 조명 유닛(600)은 상기 측정 대상물(10)의 2차원적 영상을 획득하기 위한 광을 상기 측정 대상물(10)에 조사한다. 일 실시예로, 상기 제2 조명 유닛(600)은 적색조명(610), 녹색조명(620) 및 청색조명(630)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 적색조명(610), 상기 녹색조명(620) 및 상기 청색조명(630)은 상기 측정 대상물(10)의 상부에서 원형으로 배치되어 상기 측정 대상물(10)에 각각 적색 광, 녹색광 및 청색광을 조사할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 각각 높이가 다르도록 형성될 수 있다.

상기 영상 획득부(700)는 상기 영상 촬영부(200)의 카메라(210)와 전기적으로 연결되어, 상기 카메라(210)로부터 상기 제1 조명 유닛에 의한 패턴영상들을 획득하여 저장한다. 또한, 상기 영상 획득부(700)는 상기 카메라(210)로부터 상기 제2 조명 유닛(600)에 의한 2차원적 영상들을 획득하여 저장한다. 예를 들어, 상기 영상 획득부(700)는 상기 카메라(210)에서 촬영된 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아 저장하는 이미지 시스템을 포함한다.

상기 모듈 제어부(800)는 상기 측정 스테이지부(100), 상기 영상 촬영부(200), 상기 제1 조명부(300) 및 상기 제2 조명부(400)와 전기적으로 연결되어 제어한다. 상기 모듈 제어부(800)는 예를 들어, 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 포함한다. 상기 조명 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 광원유닛들(310,410)을 각각 제어하여 광을 발생시키고, 상기 격자 콘트롤러는 상기 격자이송유닛(500)을 제어하여 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320, 420)을 이동시킨다. 상기 스테이지 콘트롤러는 상기 스테이지 이송유닛(120)을 제어하여 상기 스테이지(110)를 상하좌우로 이동시킬 수 있다.

상기 중앙 제어부(900)는 상기 영상 획득부(700) 및 상기 모듈 제어부(800)와 전기적으로 연결되어 각각을 제어한다. 구체적으로, 상기 중앙 제어부(900)는 상기 영상 획득부(700)의 이미지 시스템으로부터 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아, 이를 처리하여 상기 측정 대상물의 3차원 형 상을 측정할 수 있다. 또한, 상기 중앙 제어부(900)는 상기 모듈 제어부(800)의 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 각각 제어할 수 있다. 이와 같이, 상기 중앙 제어부는 이미지처리 보드, 제어 보드 및 인터페이스 보드를 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3은 종래의 격자유닛의 이송방향을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 2는 종래의 3차원 형상 측정장치를 평면적으로 관측할 때의 개념도이고, 도 3은 종래의 3차원 형상 측정장치를 정면에서 관측할 때의 개념도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일 예로 측정 대상물(10)의 좌측에 배치되어서 격자유닛(30)이 좌하측에서 우상측으로 이송되는 경우, 상기 격자유닛(30)을 이송하기 위하여 격자이송유닛(도시되지 않음)은 좌하측에서 우상측으로 상기 격자유닛(30)을 이송하여야 한다.

격자 패턴광은 좌상측으로부터 발생된 광이 상기 격자무늬(32)를 통과하여 생성되며 우하측으로 조사된다. 상기 격자무늬(32)를 상부에서 평면적으로 관측할 때, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 격자무늬(32)는 좌측에서 우측으로 이송되며, 상기 이송방향은 상기 격자 패턴광을 상부에서 평면적으로 관측할 때의 조사방향과 동일하거나 평행하다. 구체적으로, 상기 격자무늬(32)는 상기 격자무늬(32)의 배치방향에 평행한 방향, 즉 상기 격자무늬(32)의 연장방향에 수직인 방향으로 N번 이송하여 상기 격자 패턴광에 따른 반사 이미지를 검출함으로써 상기 측정 대상물(10)의 3차원 형상을 측정한다.

따라서, 적어도 양 방향에서 측정 대상물에 격자 패턴광을 조사하는 경우, 상기 격자유닛(30)은 좌하측에서 우상측으로 이송하되, 상기 측정 대상물(10)의 우측에 배치되는 또 하나의 격자유닛(도시되지 않음)은 우하측에서 좌상측으로 이송하거나, 좌상측에서 우하측으로 이송하여야 한다.

그 결과, 상기 측정 대상물(10)의 좌측에 배치되는 상기 격자유닛(30)과 상기 측정 대상물(10)의 우측에 배치되는 또 하나의 격자유닛은 동일한 방향으로 이송할 수 없으므로, 상기 좌측 격자유닛(30)과 우측 격자유닛에 대응하여 각각 별도의 격자이송유닛을 채용하거나, 반사 미러와 같은 소정의 광학 시스템을 이용하여 상기와 같은 이송 방향을 구현하여야 한다.

도 4는 도 1의 격자이송유닛의 구체적인 이송 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 4의 제1 격자유닛을 나타낸 개념도이며, 도 6은 도 4의 제2 격자유닛을 나타낸 개념도이다. 도 4 내지 도 6은 도 1의 3차원 형상 측정장치를 평면적으로 관측할 때 나타나는 개념도들이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 격자이송유닛(500)은 이송유닛(510), 연결부(520), 제1 격자 연결부(530) 및 제2 격자 연결부(540)를 포함한다.

상기 이송유닛(510)은, 일예로 PZT(Piezoelectric) 이송유닛이나 미세직선 이송유닛 중 어느 하나를 채용할 수 있다.

상기 이송유닛(510)은 상기 연결부(520)를 매개로 상기 제1 격자 연결부(530) 및 상기 제2 격자 연결부(540)에 연결된다. 상기 이송유닛(510)은 상기 제1 격자 연결부(530) 및 상기 제2 격자 연결부(540)에 의하여 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)과 각각 연결되어서 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)을 이송시킨다.

구체적으로, 상부에서 평면적으로 관측할 때 상기 격자이송유닛(500)은 상기 제1 격자유닛(320)을 상기 제1 격자무늬(322)의 배치방향인 x 방향과 제1 각도(θ1) 및 상기 제1 격자무늬(322)의 연장방향인 y 방향과 제2 각도(θ2) 경사진 방향으로 이송시킨다. 또한, 상기 격자이송유닛(500)은 상기 제2 격자유닛(420)을 상기 제2 격자무늬(422)의 배치방향인 u 방향과 제3 각도(θ3) 및 상기 제2 격자무늬(422)의 연장방향인 v 방향과 제4 각도(θ4) 경사진 방향으로 이송시킨다.

상기 격자이송유닛(500)의 상기와 같은 이송에 의하여, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 격자유닛(320)의 제1 격자무늬(322)의 어느 한 질점(322a)은 상기 격자이송방향으로 이송된다. 그러나, 상기 질점(322a)은 도 5에 도시된 제1 등가격자이송방향으로 이송되는 것으로 간주할 수도 있으므로, 상기 격자이송유닛(500)의 상기와 같은 이송에 의하여 상기 제1 격자무늬(322)는 제1 등가격자이송방향으로 이송된다고 볼 수 있다. 결국, 상기 질점(322a)의 실제 이송은 상기 격자이송방향으로 이루어지지만, 상기 질점(322a)의 이송이 상기 제1 등가격자이송방향으로 이송되는 것으로 간주할 수 있다.

평면적으로 관측하면, 상기 격자이송유닛(500)의 이송이 거리 d만큼 이루어질 때, 상기 제1 격자무늬(322)는 d/tanθ1=dtanθ2만큼의 등가이송이 이루어질 수 있다. 따라서, 일 예로, 상기 제1 각도(θ1)가 45도 미만이고 상기 제2 각도(θ2)가 45도를 초과하는 경우, 상기 격자이송유닛(500)의 실제 이송보다 큰 이송의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 일 예로, 상기 제1 각도(θ1)가 45도를 초과하고 상기 제2 각도(θ2)가 45도 미만인 경우, 상기 격자이송유닛(500)의 실제 이송보다 정밀한 이송의 효과를 얻을 수 있다.

예를 들면, 상기 격자이송유닛(500)은 상기 제1 격자유닛(320)을 상기 x 방향 및 상기 y 방향 중 적어도 하나에 대하여 10도 내지 80도 경사진 방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 제1 각도(θ1)가 10도이고 상기 제2 각도(θ2)가 80도인 경우, 상기 등가이송의 거리는 대략 5.67d로 실제 이송보다 5배 이상의 큰 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 제1 각도(θ1)가 80도이고 상기 제2 각도(θ2)가 10도인 경우, 상기 등가이송의 거리는 대략 0.18d로 실제 이송보다 5배 이상의 정밀한 효과를 얻을 수 있다.

일 실시예로, 상기 제1 격자유닛(320)은 상기 제1 격자무늬(322)의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬(322)의 연장방향을 조절하여 상기 경사각을 조절하는 경사각조절부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 상기 제1 격자유닛(320)은 상기 경사각을 조절할 수 있도록 교체 가능할 수도 있다.

한편, 상기 격자이송유닛(500)의 상기와 같은 이송에 의하여 도 5와 유사하게, 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(422)의 어느 한 질점(422a)은 상기 격자이송방향으로 이송되나, 도 6에 도시된 상기 제1 등가격자이송방향의 반대 방향인 제2 등가격자이송방향으로 이송되는 것으로 간주할 수도 있다. 따라서, 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(422)의 실제 이송은 상기 격자이송방향으로 이루어지고, 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(422)의 이송은 상기 제2 등가격자이송방향으로 이송되는 것으로 간주할 수 있다.

일 실시예로, 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)은 상기 측정 대상물을 사이에 두고 양측에 각각 배치될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 격자유닛(320)의 제1 격자무늬(322) 및 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(422)는 평면적으로 관측할 때 상기 측정 대상물에 대하여 실질적으로 서로 대칭일 수 있다. 이 경우, 상기 제3 각도(θ3) 및 상기 제4 각도(θ4)는 상기 제1 각도(θ1) 및 상기 제2 각도(θ2)와 각각 실질적으로 동일하며, 상기 u 방향 및 상기 v 방향은 상기 x 방향 및 상기 y 방향과 각각 상기 측정 대상물에 대하여 실질적으로 서로 대칭이다.

이와는 다르게, 상기 제1 격자유닛(320)의 제1 격자무늬(322) 및 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(422)는 평면적으로 관측할 때 상기 측정 대상물에 대하여 실질적으로 서로 대칭이 아닐 수도 있다.

도 4에서, 상기 제1 조명부(300)의 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 조명부(400)의 제2 격자유닛(420)은 상기 격자이송유닛(500)에 의하여 동일한 방향으로 동시에 이송된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320,420)을 이송하기 위하여 각각 독립적인 격자이송유닛을 설치하는 경우에 비하여, 비용이 절감되고 관리 및 제어 등에 유리하다.

한편, 상기 제1 격자 패턴광 및 상기 제2 격자 패턴광은 일 예로 미러와 같은 광 경로 변경수단을 거치지 않고 상기 측정 대상물에 직접 조사될 수 있다. 이 경우, 별도의 광 경로 변경수단의 설치비용이 절감될 수 있다.

도 7은 도 1의 격자이송유닛의 구체적인 이송 방식의 다른 실시예를 설명하 기 위한 개념도이다. 도 7의 이송 방식은 도 4의 이송 방식과 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(424)에 따른 이송을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.

도 7을 참조하면, 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)은 상기 측정 대상물을 사이에 두고 양측에 각각 배치될 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 격자유닛(320)의 제1 격자무늬(322) 및 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 격자무늬(424)는 평면적으로 관측할 때 서로 평행한 연장방향 및 서로 평행한 배치방향을 가질 수 있다.

이 경우, 상기 제3 각도(θ3) 및 상기 제4 각도(θ4)는 상기 제1 각도(θ1) 및 상기 제2 각도(θ2)와 각각 실질적으로 동일하며, 상기 u 방향 및 상기 v 방향은 상기 x 방향 및 상기 y 방향과 각각 평행하다. 또한, 상기 격자이송유닛(500)이 상기 격자이송방향에 따라 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320,420)을 이송하는 경우, 상기 제1 격자유닛(320)의 제1 등가이송방향과 상기 제2 격자유닛(420)의 제2 등가이송방향이 실질적으로 동일하다.

한편, 상기 격자이송유닛(500)은 다면체의 모서리를 따라 이동할 수 있으며, 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)은 상기 모서리를 정의하는 인접한 두 경사면 상에 각각 배치되어서 상기 두 경사면 상에서 각각 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 3차원 형상 측정장치는 도 1에 도시된 제1 및 제2 조명부들(300,400)에 더하여 추가적으로 하나 이상의 조명부를 포함할 수도 있다.

예를 들어, 도 1의 3차원 형상 측정장치가 3개 이상의 N개의 조명부들을 포 함하여 측정 대상물에 N개의 방향으로 격자 패턴광이 조사되는 경우, 상기 3차원 형상 측정장치는 상기 N개의 격자 패턴광들을 조사하는 N개의 격자유닛들을 포함할 수 있다. 이때, 격자이송유닛은 인접한 2방향에 대응하는 격자유닛들의 이송을 동시에 수행할 수 있다.

즉, 상기 N개의 격자유닛들은 N각뿔을 정의하는 N개의 경사면들 상에 각각 대응하여 위치하고, 상기 격자이송유닛은 상기 N각뿔의 어느 한 모서리를 따라서 이동하며, 상기 제1 및 제2 격자유닛들은 상기 N개의 격자유닛들 중 상기 모서리를 정의하는 서로 인접한 제1 경사면 및 제2 경사면 상에 각각 대응하여 배치되어서 상기 격자이송유닛의 이동에 따라 상기 제1 및 제2 경사면들 상에서 각각 이동할 수 있다.

상기 N은 2의 배수일 수 있다. 즉, N=2K로 표현될 수 있으며(K는 2 이상의 자연수), 상기 3차원 형상 측정장치는 각각 인접한 2개의 격자유닛들 사이에 배치되어서 상기 인접한 2개의 격자유닛들을 이송하는 K개의 격자이송유닛들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 K개의 격자이송유닛들은 상기 N각뿔의 N개의 모서리들에 순차적으로 하나씩 걸러서 배치될 수 있다.

이하, 상기와 같은 격자이송유닛의 이송 방식의 일 예를 도면을 참조로 보다 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 격자이송유닛의 구체적인 이송 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 도 1의 3차원 형상 측정장치가 일 예로 4개의 조명부들을 포함하여 격자 패턴광이 4개의 방향으로 조사되는 경우, 격자이송유닛(502)은 인접한 2방향에 대응하는 격자유닛들(320,420)의 이송을 수행할 수 있다.

예를 들면, 상기 격자이송유닛(502)은 사각뿔(50)의 어느 한 모서리(51)를 따라 이동할 수 있으며, 상기 제1 격자유닛(320) 및 상기 제2 격자유닛(420)은 상기 모서리(51)를 정의하는 인접한 제1 및 제2 경사면들(52,54) 상에 각각 배치되어서 상기 제1 및 제2 경사면들(52,54) 상에서 각각 이동할 수 있다.

상기와 같이 이송하는 경우, 상기 격자이송유닛(502)은 상기 사각뿔(50)의 꼭지점(53)을 향하여 이동하고, 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320,420)은 상기 사각뿔(50)의 꼭지점(53)을 이탈하는 방향으로 이송된다. 따라서, 일 예로 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320,420)이 각각 배치된 제1 및 제2 경사면들(52,54)의 제1 및 제2 밑변들(52a,54a)에 평행하도록 제1 및 제2 격자무늬들(322,422)이 형성된 경우, 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320,420)은 상기 제1 및 제2 격자무늬들(322,422)의 배치방향 및 연장방향과 소정의 경사각만큼 경사진 방향으로 이송되게 된다.

결국, 상기와 같은 이송 방식의 결과로서, 도 2 내지 도 7에서 설명한 이송의 효과를 동일하게 얻을 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정 하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.

도 2 및 도 3은 종래의 격자유닛의 이송방향을 설명하기 위한 개념도들이다.

도 4는 도 1의 격자이송유닛의 구체적인 이송 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5는 도 4의 제1 격자유닛을 나타낸 개념도이다.

도 6은 도 4의 제2 격자유닛을 나타낸 개념도이다.

도 7은 도 1의 격자이송유닛의 구체적인 이송 방식의 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.

<주요 도면번호에 대한 간단한 설명>

10 : 측정 대상물 30 : 격자유닛

32 : 격자무늬 50 : 사각뿔

100 : 측정 스테이지부 200 : 영상 촬영부

300 : 제1 조명부 320 : 제1 격자유닛

322 : 제1 격자무늬 400 : 제2 조명부

420 : 제2 격자유닛 422,424 : 제2 격자무늬

500,502 : 격자이송유닛 600 : 제2 조명 유닛

700 : 영상 획득부 800 : 모듈 제어부

900 : 중앙 제어부

Claims

격자 패턴광의 반사 이미지를 촬영하여 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정장치에 있어서,

광을 발생시키는 제1 광원유닛 및 상기 제1 광원유닛으로부터 발생된 광을 제1 격자무늬를 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시키는 제1 격자유닛을 포함하며, 상기 제1 격자 패턴광을 제1 방향으로 상기 측정 대상물에 조사하는 제1 조명부; 및

상기 제1 격자유닛을 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 소정의 경사각만큼 경사진 방향으로 이송시키는 격자이송유닛을 포함하는 3차원 형상 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 격자이송유닛은 상기 제1 격자유닛을 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향 중 적어도 하나에 대하여 10도 내지 80도 경사진 방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 격자유닛은 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향을 조절하여 상기 경사각을 조절하는 경사각조절부를 포함하는 것을 특징 으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 격자유닛은 상기 경사각을 조절할 수 있도록 교체 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제1항에 있어서,

광을 발생시키는 제2 광원유닛 및 상기 제2 광원유닛으로부터 발생된 광을 제2 격자무늬를 갖는 제2 격자 패턴광으로 변경시키는 제2 격자유닛을 포함하며, 상기 제2 격자 패턴광을 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물에 조사하는 제2 조명부를 더 포함하고,

상기 격자이송유닛은 상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛을 동시에 이송시키되, 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛은 상기 측정 대상물을 사이에 두고 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 격자유닛의 제1 격자무늬 및 상기 제2 격자유닛의 제2 격자무늬는 평면적으로 관측할 때 서로 평행한 연장방향 및 서로 평행한 배치방향을 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 격자유닛의 제1 격자무늬 및 상기 제2 격자유닛의 제2 격자무늬는 평면적으로 관측할 때 상기 측정 대상물에 대하여 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 격자 패턴광 및 상기 제2 격자 패턴광은 광 경로 변경수단을 거치지 않고 상기 측정 대상물에 직접 조사되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제5항에 있어서,

상기 격자이송유닛은 다면체의 모서리를 따라 이동하며,

상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛은 상기 모서리를 정의하는 인접한 두 경사면 상에 각각 배치되어서 상기 두 경사면 상에서 각각 이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
측정 대상물에 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 제1 격자무늬의 제1 격자 패턴광 및 제2 격자무늬의 제2 격자 패턴광을 조사하는 제1 조명부 및 제2 조명부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 격자 패턴광들의 반사 이미지를 촬영하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정장치에 있어서,

상기 제1 조명부는 광을 제공받아서 상기 제1 격자 패턴광으로 변경시키는 제1 격자유닛을 포함하고, 상기 제2 조명부는 광을 제공받아서 상기 제2 격자 패턴광으로 변경시키는 제2 격자유닛을 포함하며,

상기 3차원 형상 측정장치는 상기 제1 격자유닛 및 상기 제2 격자유닛과 연결되어 상기 제1 및 제2 격자유닛들을 서로 동일한 방향으로 동시에 이송시키는 격자이송유닛을 포함하되,

상기 제1 격자유닛의 이송방향은 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 경사지고, 상기 제2 격자유닛의 이송방향은 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
측정 대상물에 N개의 방향으로 격자 패턴광들을 조사하는 N개의 격자유닛들을 포함하고, 상기 격자 패턴광들의 반사 이미지를 촬영하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정장치에 있어서(N은 3 이상의 자연수),

제1 격자 패턴광을 발생시키고, 제1 격자무늬를 갖는 제1 격자유닛;

제2 격자 패턴광을 발생시키고, 제2 격자무늬를 갖는 제2 격자유닛; 및

상기 제1 및 제2 격자유닛들을 동시에 이송시키는 격자이송유닛을 포함하며,

상기 N개의 격자유닛들은 N각뿔을 정의하는 N개의 경사면들 상에 각각 대응하여 위치하고, 상기 격자이송유닛은 상기 N각뿔의 어느 한 모서리를 따라서 이동하며, 상기 제1 및 제2 격자유닛들은 상기 N개의 격자유닛들 중 상기 모서리를 정의하는 서로 인접한 제1 경사면 및 제2 경사면 상에 각각 대응하여 배치되어서 상기 격자이송유닛의 이동에 따라 상기 제1 및 제2 경사면들 상에서 각각 이동하고,

상기 제1 격자유닛의 이송방향은 상기 제1 격자무늬의 배치방향 및 상기 제1 격자무늬의 연장방향과 각각 경사지고, 상기 제2 격자유닛의 이송방향은 상기 제2 격자무늬의 배치방향 및 상기 제2 격자무늬의 연장방향과 각각 경사진 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
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제12항에 있어서,

상기 제1 및 제2 격자무늬들의 배치방향 및 연장방향은 조절 가능하거나, 상기 제1 및 제2 격자유닛들은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제12항에 있어서,

상기 제1 격자 패턴광 및 상기 제2 격자 패턴광은 광 경로 변경수단을 거치지 않고 상기 측정 대상물에 직접 조사되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.
제12항에 있어서,

상기 N은 N=2K로 표현되며(K는 2 이상의 자연수),

상기 3차원 형상 측정장치는 각각 인접한 2개의 격자유닛들 사이에 배치되어서 상기 인접한 2개의 격자유닛들을 이송하는 K개의 격자이송유닛들을 포함하며,

상기 K개의 격자이송유닛들은 상기 N각뿔의 N개의 모서리들에 순차적으로 하나씩 걸러서 배치된 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정장치.