KR100284080B1 - 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정기능이 일체적으로 구비된 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 관한 것으로, 측정유니트(30)의 구성요소인 광학계는 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정을 위한 제 1광학계(50)와 3차원 형상/표면조도측정을 위한 Z축방향의 미세변위를 위한 PZT액츄에이터(52a)를 포함하는 제 2광학계(52b)가 회동가능한 터렛(48)상에 일체로 구성되고, 측정/제어유니트(10)에는 상기 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정/3차원 치수측정의 방식의 선택과 그 선택된 측정방식에 대응하는 측정결과연산을 행하는 물체측정연산부(120)와, 상기 측정방식의 과정을 설정하기 위한 화면데이터와 측정결과가 저장되는 데이터메모리(122), 상기 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정을 위한 프로그램이 저장된 2차원 치수측정프로그램저장부(124) 및, 상기 측정대상물체(P)에 대한 3차원 형상/표면조도의 측정을 위한 측정프로그램등록부(126)가 통합적으로 구성되어, 상기 측정대상물체(P)에 대해 2차원 치수측정 또는 3차원 형상/표면조도측정이 선택적으로 또는 호환적으로 실행될 수 있도록 된 것이다.

Description

광학식 치수/형상/표면조도 측정장치

본 발명은 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정대상물체의 2차원 치수와 3차원 형상/표면조도의 측정기능이 통합되어 측정대상물체에 대한 2차원 치수와 3차원 형상/표면조도의 측정을 선택적으로 또는 교번적으로 실행할 수 있는 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전자공학의 분야라던지 기계공학의 분야가 괄목할 만한 정도로 발전함에 동반해서 전자부품이라던지 기계부품의 소형화 및 정밀화가 가속화되는 추세인 바, 그러한 소형의 전자부품 및/또는 기계부품은 그 가공 또는 제조의 결과를 확인하기 위해 그 치수라던지 형상, 표면조도에 대한 고정도(高精度)의 측정이 행해져야만 된다. 예컨대, 전자부품으로서의 반도체웨이퍼 및/또는 그 반도체웨이퍼상에 가공된 집적회로의 미세패턴의 치수, 형상 및/또는 표면조도에 대해서는 주지의 접촉식 물체측정장치의 적용에 의해서는 측정이 불가능한 상황이고, 근래에 산업현장에서 사용되는 촉침을 이용한 소형의 정밀기계부품의 접촉식 표면조도측정기의 경우에는 물체의 표면측정시 촉침의 팁(Tip)이 그 물체의 표면에 미세한 흠집을 발생시키게 될 뿐만 아니라 면적에 대한 정보를 얻기는 불가능한 상황이다.

그러한 점을 고려하여, 현재에는 전자부품이라던지 기계부품 등의 측정대상물체의 치수를 측정하기 위한 방안으로서 광원으로부터 방사되는 광비임을 측정대상물체에 영사하여 그 측정대상물체의 치수를 비접촉방식으로 얻도록 된 광학식 2차원 치수측정장치가 제안되어 실용에 적용된 상태이다.

또한, 광원으로부터 방사되는 광비임을 기준패턴화하여 측정대상물체에 영사하고 그 측정대상물체의 형상에 따라 변형된 광비임을 기준패턴과 비교하여 측정대상의 물체에 대한 형상(및 표면조도)을 추출하는 광학식 3차원 형상측정장치도 제안되어 실용에 적용된 상태이다.

그런데, 광비임을 측정대상물체에 적용하여 그 치수를 측정하는 2차원 측정장치와 측정대상물체의 형상(및 표면조도)를 측정하는 3차원 측정장치는 현재 각기 독립적으로 설계됨으로 말미암아, 예컨대 특정한 측정대상물체의 2차원 치수와 3차원 형상을 일련의 측정과정에서 수행하기 위해서는 2차원 치수측정장치와 3차원 형상/표면조도측정장치를 교체적으로 사용해야만 되고, 그 때문에 임의의 측정대상물체에 대한 2차원 치수와 3차원 형상/표면조도를 측정하기 위한 작업이 번거로워질 뿐만 아니라 그 측정에 장시간이 소요되어 비효율적으로 된다.

더구나, 그러한 2차원 치수측정장치와 3차원 형상/표면조도측정장치는 독립적으로 설계된 상태에서 출하됨으로 말미암아 개별적인 구입이 필요함에 따라 경제적인 부담이 증가된다.

따라서, 상기한 이유로부터 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정이 단시간에 통합적으로 수행가능한 형태의 측정시스템이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 2차원 치수와 3차원 형상/표면조도의 측정을 위한 기능이 단일적으로 통합되어 측정대상물체에 대한 2차원 치수의 측정작업과 3차원 형상/표면조도의 측정작업이 선택적으로 또는 호환적으로 실행될 수 있는 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정이 통합적으로 실행되도록 광학계를 매개하여 상기 측정대상물체를 촬상한 CCD카메라로부터의 영상을 기초로 상기 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정을 선택적으로 실행하는 측정유니트와, 상기 측정대상물체에 대한 측정방식의 선택과 상기 CCD카메라로부터의 영상을 측정결과로서 연산하여 모니터 및/또는 프린터에 의한 출력을 실행하는 측정/제어유니트로 이루어지고; 상기 측정/제어유니트에는 상기 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정방식/3차원 형상/표면조도측정방식의 선택과 그 선택된 측정방식에 대응하는 측정결과연산을 행하는 물체측정연산부와, 상기 측정방식의 과정을 설정하기 위한 화면데이터와 측정결과가 저장되는 데이터메모리, 상기 물체측정연산부에 외부적으로 인가되는 측정방식선택입력에 따라 실행되는 상기 측정대상물체의 2차원 치수측정을 위한 프로그램이 저장된 2차원 치수측정프로그램저장부 및, 상기 외부적으로 인가되는 측정방식선택입력에 따라 실행되는 상기 측정대상물체에 대한 3차원 형상/표면조도의 측정을 위한 3차원 형상/표면조도측정프로그램등록부가 구비되어 구성된 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치가 제공된다.

바람직하게, 본 발명에 따르면 상기 광학계는 상기 선택된 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정에 적합하게 선택가능하도록 상기 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정을 위한 제 1광학계와, 3차원 형상/표면조도측정을 위한 압전액츄에이터를 포함하는 제 2광학계가 상기 측정유니트에 구비된 단일의 회동식 터렛상에 회동가능하게 설치된다.

상기한 구성의 본 발명의 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의하면, 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정을 위한 제 1광학계와, 그 측정대상물체에 대한 3차원 PSI측정방식 및 3차원 WSI측정방식을 위한 제 2광학계가 터렛상에 선택가능하도록 설치되고, 또한 측정/제어유니트의 제어하에 모니터상에 표시된 측정메뉴 초기화면상에 표시된 아이콘 또는 메뉴선택에 의해 상기 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정 및/또는 3차원 형상/표면조도의 측정이 선택적으로 또는 교번적으로 실행될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 구성을 나타낸 도면,

도 2a는 도 1에 도시된 광학계의 2차원 치수측정을 위한 광학계의 구성을 나타낸 모식도,

도 2b는 도 1에 도시된 광학계의 3차원 형상/표면조도측정을 위한 광학계의 구성을 나타낸 모식도,

도 3은 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 측정/제어유니트와 측정유니트의 블록구성도,

도 4a는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 모니터상에 표시되는 물체측정 초기화면을 설명하기 위한 모식도,

도 4b는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 모니터상에 표시된 조명설정윈도우를 설명하기 위한 도면,

도 4c는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 모니터상에 표시된 렌즈배율설정윈도우를 설명하기 위한 도면,

도 4d는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 모니터상에 표시된 영상농도값조정윈도우를 설명하기 위한 도면,

도 5a는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의해 2차원 치수측정을 실행한 경우 모니터의 측정결과특성윈도우에 표시된 측정결과를 설명하는 도면,

도 5b는 도 4에서 설명한 측정결과특성윈도우에 표시된 측정결과에 의해 얻어진 측정결과특성이 측정결과특성윈도우에 표시된 상태를 설명하기 위한 도면,

도 6a는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에서 PSI(Phase Shifting Interferometry)방식에 의한 3차원 형상/표면조도의 측정을 실행하는 경우에 모니터상에 표시되는 윈도우를 설명하는 도면,

도 6b는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에서 압전(PZT)액츄에이터의 구동을 위한 윈도우를 설명하는 도면,

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의해 실행된 측정대상물체의 3차원 형상/표면조도측정결과를 설명하는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 측정/제어유니트, 12: 제어/운영부,

30: 측정유니트, 50: 제 1광학계,

52a: 압전액츄에이터(PZT), 52b: 제 2광학계,

76: CCD카메라, 120: 물체측정연산부,

122: 데이터메모리, P: 측정대상물체,

124: 2차원 치수측정프로그램저장부,

126: 3차원 형상/표면조도측정프로그램등록부.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 전체적인 구성을 나타낸 개략사시도이다. 동 도면에서, 참조부호 10은 측정대상물체(P)의 기하학적 2차원/3차원 치수(단차, 점, 선, 원, 각도,--- ) 및/또는 3차원 형상과 표면조도의 측정과 그 측정결과의 화면출력/프린트출력에 관한 처리를 실행하기 위한 측정/제어유니트를 나타낸다. 바람직하게, 그 측정/제어유니트(10)는 측정대상물체(P)의 광학식 2차원/3차원 치수의 측정과 3차원 형상/표면조도의 측정을 위한 과정과, 측정결과의 도출을 위한 2차원 치수 및 3차원 형상/표면조도의 연산 및, 그 연산에 의해 얻어지는 2차원 치수측정결과와 3차원 형상/표면조도측정결과의 출력을 제어하기 위한 최소한 64Mb RAM을 갖추고서 윈도우 95환경의 소프트웨어에 의해 작동되는 펜티엄 166㎒ 이상의 컴퓨터로 구성된 제어/운영부(12)를 포함하게 된다.

또, 상기 제어/운영부(12)에 대해서는 측정대상물체(P)의 측정방식(즉, 2차원 치수측정 또는 3차원 PSI(Phase Shifting Interferometry)측정/3차원 WSI(White-light Scanning Interferometry)측정)의 설정과 그 설정된 측정방식에 관한 측정작업환경의 설정을 위한 입력수단으로서의 키보드(14)와 마우스(16)가 접속됨과 더불어, 측정대상물체(P)의 측정에 관련되는 과정의 설정을 위한 메뉴화면과 그 메뉴화면을 통해 설정된 측정방식에 의한 측정의 결과가 가시적으로 출력되는 모니터(18) 및, 측정대상물체(P)의 측정결과를 하드카피출력하기 위한 프린터(20)가 연결된다.

또, 도 1에서 참조부호 30은 상기 측정/제어유니트(10)를 구성하는 제어/운영부(12)의 제어하에 측정대상물체(P)의 2차원/3차원 치수(단차,점,선,원,각도, 면적,다각형 측정) 및/또는 3차원 형상 및 표면조도의 측정을 실행하기 위한 측정유니트를 나타낸다.

그 측정유니트(30)는 측정대상물체(P)의 치수와 형상 및 표면조도의 측정을 위한 작업환경을 제공하는 미세위치변위를 위한 압전(PZT)액츄에이터의 구동을 제어하기 위한 PZT제어실행수단과 측정대상물(P)의 X/Y/Z축방향 이동을 위한 공압제어실행수단 및 전동모터제어실행수단이 수납된 제어기 본체(30a)가 포함되는 바, 그 제어기 본체(30a)의 전면에는 전원스위치(32)와 모터전원램프(34)가 설치된다.

또, 상기 측정유니트(30)는 상기 제어기 본체(30a)상에 재치되어 측정대상물체(P)의 측정시 전달가능한 진동을 흡수하기 위한 제진대(36)와, 그 제진대(36)상에 설치된 석정반(38)상에 제공되어 X축/Y축테이블이동노브(40a,40b)에 의한 수동방식 또는 제어/운영부(12)의 제어에 응답하여 상기 제어기 본체(30a)내에 수납된 전동모터제어실행수단에 의해 동작하는 전동모터구동방식으로 측정대상물체(P)의 X축/Y축방향으로의 변위를 위한 X-Y테이블(40), 그 X-Y테이블(40)상에 위치하여 상기 측정대상물체(P)가 상부에 재치되면서 그 측정대상물체(P)의 수평위치를 조정하기 위한 틸팅작용을 수행하는 틸트테이블(42), 소정위치에 제공된 미동/조동노브(44a)를 갖추고서 상기 석정반(38)의 일측에 고정된 지지대(44)의 전면 상측에 상하방향으로 유동가능하게 제공되는 프로브(46), 그 프로브(46)의 하단에 제공되는 터렛(52)에 설치되어 상기 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정을 위한 제 1의 광학계(50)와 압전액츄에이터(52a)에 의해 미세조정되면서 측정대상물체(P)의 3차원 형상/표면조도측정을 위한 제 2의 광학계(52b) 및, 상기 측정대상물체(P)에 대한 측정과정에 적합하게 교환가능한 필터(54)를 구비하게 된다.

도 2a와 도 2b는 상기 터렛(48)의 회동에 연동하여 상기 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정에 적용되는 제 1광학계(50)와 그 측정대상물체(P)의 3차원 형상/표면조도측정에 적용되는 제 2광학계(52b)의 구성을 나타낸 모식도이다.

도 2a에 도시된 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정에 적용되는 상기 제 1광학계(50)는 백색 광비임을 발광하는 광원(60)과, 그 광원(60)으로부터의 광비임을 평행광으로 변환하는 제 1렌즈(62), 그 평행광을 집광하는 제 2렌즈(64), 그 집광된 광비임을 평행광으로 변환하는 제 3렌즈(66), 상기 평행광의 광로를 변환하기 위한 전반사 미러(68), 그 전반사 미러(68)에서 반사된 광비임을 분할하는 스플리트면(70a)을 갖춘 비임스플리터(70) 및, 상기 스플리트면(70a)에서 분할되어 입사되는 광비임을 측정대상물체에 조사하고 그 측정대상물체로부터의 반사 광비임을 평행광화하는 대물렌즈(72), 상기 대물렌즈(72)에 의해 평행광으로 변환되어 상기 비임스플리터(70)의 스플리트면(70a)을 통과하여 입사되는 반사광비임을 포커싱하는 결상렌즈(74) 및, 그 결상렌즈(74)에 의해 결상된 상기 측정대상물체로부터의 반사광비임을 촬상하여 화소신호를 상기 제어/운영부(12)에 제공하여 측정대상물체의 2차원 치수측정의 영상을 얻는 CCD(Charge Coupled Device)카메라(76)를 갖추어 구성된다.

또, 도 2b에 도시된 측정대상물체(P)의 3차원 형상/표면조도측정에 적용되는 상기 제 2광학계(52b)는 백색 광비임을 발광하는 광원(60)과, 그 광원(60)으로부터의 광비임을 평행광으로 변환하는 제 1렌즈(62), 그 평행광을 집광하는 제 2렌즈(64), 그 집광된 광비임을 평행광으로 변환하는 제 3렌즈(66), 상기 평행광의 광로를 변환하기 위한 전반사 미러(68), 그 전반사 미러(68)에서 반사된 광비임을 분할하는 스플리트면(70a)을 갖춘 비임스플리터(70), 상기 스플리트면(70a)에서 분할되어 입사되는 광비임을 측정대상물체에 조사하고 그 측정대상물체로부터의 반사광비임을 평행광화하는 대물렌즈(72), 그 대물렌즈(72)에 의해 평행광화되어 상기 비임스플리터(70)의 스플리트면(70a)을 통과하여 입사되는 반사광비임을 포커싱하는 결상렌즈(74) 및, 그 결상렌즈(74)에 의해 결상된 상기 측정대상물체로부터의 반사광비임을 촬상하여 화소신호를 상기 제어/운영부(12)에 제공하여 측정대상물체의 3차원 형상/표면조도의 영상을 얻는 CCD(Charge Coupled Device)카메라(76), 상기 대물렌즈(72)에 의해 집광된 광비임에 대한 기준광속을 형성하는 기준면(78), 그 기준면(78)에 의한 기준광속에 대해 측정대상물체(P)의 형상/표면조도의 측정을 위한 측정광속을 형성하는 광분할기(80) 및, 미세조정을 위한 상기 PZT액츄에이터(52a)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제 2광학계(52b)는 상기 PZT액츄에이터(52a)와 기준면(72) 및 광분할기(80)에 의해 구성되는 광간섭계에 의해 제공되는 광간섭현상(복수의 광속이 중첩되는 경우에 밝기가 증감되는 현상)을 이용하여 입사광속이 기준광속과 측정광속으로 분할되고, 그 분할된 기준광속과 측정광속은 각기 측정면과 기준면에 입사되며, 그 복수의 광속이 다시 측정면과 기준면에서 반사되어 집속된다. 따라서, 그러한 광경로차에 의해 간섭무늬가 발생되고 그 간섭무늬가 CCD카메라(76)에 의해 포착되어 제어/운영부(12)에 인가됨으로써 영상처리 및 해석절차에 의해 3차원 형상의 재현이 이루어지게 된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 광학식 치수/형상측정장치에 채용되는 제 1 및 제 2광학계(50,52b)는 정/역방향의 회동구조를 갖는 터렛(48)에 장착되는 바, 도 2a와 도 2b에 도시된 상기 제 1 및 제 2광학계(50,52b)의 공통적인 구성요소는 공용되도록 하면서 2차원 치수측정시에는 도 2a에 도시된 대물렌즈(72)의 부분만이 회동선택되도록 하는 반면 3차원 형상/표면조도측정시에는 도 2b에 도시된 광간섭계를 구성하는 압전액츄에이터(52a)와 대물렌즈(72), 기준면(78) 및 광분할기(80)의 부분만이 회동선택되도록 설계되면 바람직하게 된다.

그리고, 본 발명에 채용되는 상기한 제 2광학계(52b)의 광간섭현상에 의해 측정가능한 3차원 형상측정기법으로서는 PSI(Phase Shifting Interferometry)측정과 WSI(White-light Scanning Interferometry)측정이 알려져 있는 바, 주지된 바와 같이 상기 PSI측정은 도 2b에 도시된 기준면(78)과 측정대상물체(P)에서 입사되어 반사되는 광비임의 경로차에 의해 발생되는 간섭무늬를 해석하여 초정밀 3차원 표면형상을 재현하는 기법이고, 상기 WSI측정은 백색광의 제한간섭성을 이용하여 도 2b의 압전액츄에이터(52a)를 구동시키면서 간섭무늬의 가치성이 최대로 되는 위치를 감지하여 높은 단차를 갖는 3차원 형상을 측정하기 위한 광학측정기법이다.

도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 측정/제어유니트(10)와 측정유니트(30)의 블록구성도를 나타낸다. 동 도면에서 참조부호 120은 그 입력포트에 입력수단으로서의 키보드(14)와 마우스(16)가 연결됨과 더불어 측정대상물체(P)에 대한 측정방식의 설정과정의 제어를 담당하면서 상기 제어기 본체(30)의 제어하에 X축/Y축/Z축의 위치신호를 얻기 위한 스텝핑모터(도 3에서 참조부호 ‘132’로 표시)에 부가된 엔코더로부터의 펄스신호와 상기 제 1 또는 제 2광학계(50,52b)의 구성요소인 CCD카메라(76)로부터의 영상신호를 수취하여 측정대상물체(P)에 대한 2차원 치수측정이나 3차원 형상 또는 표면조도의 측정결과를 연산하는 한편 그 연산에 의해 얻어지는 측정결과를 화면/프린터출력되도록 하는 물체측정연산부를 나타낸다.

또, 122는 해당하는 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치의 측정작업을 위한 메뉴화면데이터가 등록됨과 더불어 측정결과가 저장되는 데이터메모리를 나타내는 바, 그 데이터메모리(122)는 데이터의 저장과 재생이 가능한 디스크형태의 메모리가 바람직하게 채용된다.

참조부호 124는 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정에 적용가능한 실행프로그램이 등록된 2차원 치수측정프로그램저장부를 나타내고, 126은 측정대상물체(P)의 3차원 형상/표면조도의 측정에 적용가능한 실행프로그램(바람직하게 PSI측정과 WSI측정을 위한 프로그램)이 등록된 3차원 형상/표면조도측정프로그램등록부를 나타낸다. 여기서, 상기 2차원 치수측정프로그램저장부(124)와 상기 3차원 형상/표면조도측정프로그램등록부(126)는 상기 데이터메모리(122)의 일부 메모리영역을 할당함으로써 확보될 수 있다.

또, 도 3에서 참조부호 128은 상기 모니터(18)상에 물체측정 초기화면과 상기 측정대상물체(P)에 대한 현재의 측정상황 및 그 측정결과가 표시되도록 하는 한편 측정결과의 하드카피출력을 위한 측정결과데이터를 상기 프린터(20)에 출력하기 위한 데이터출력제어부를 나타낸다.

도 3에서, 참조부호 130은 측정대상물체(P)에 대해 설정된 측정방식에 따라 측정을 수행하는 경우 X축/Y축에서의 측정영역을 확장함과 더불어 초점을 맞추기 위해 전동모터로서의 스텝핑모터(132)를 제어하기 위한 전동모터제어실행수단으로서의 모터제어부를 나타내고, 134는 측정대상물체(P)의 측정시 최적의 조명조도를 확보하기 위한 데이터 및/또는 상기 PZT액츄에이터(52a)의 구동데이터를 아날로그변환하여 대응하는 조명제어실행수단으로서의 조명제어부(136)와 PZT액츄에이터(138)에 제공하는 데이터변환부(Digital-Analog Converter;DAC)를 나타낸다.

또, 도 3에서 참조부호 140은 상기 스텝핑모터(132)에 부가된 엔코더로부터의 펄스신호(즉, 회전신호)를 카운트하여 현재의 위치데이터로서 상기 물체측정연산부(120)에 인가하는 엔코더카운터를 나타내고, 142는 상기 제 1 또는 제 2광학계(50;52b)에 의한 2차원 치수측정 또는 3차원 형상/표면조도의 측정시 CCD카메라(76)로부터의 영상신호를 상기 물체측정연산부(120)에 인터페이스하는 영상처리보드를 나타낸다.

이어, 상기한 구성의 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의해 실행되는 2차원 치수측정에 대해 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 전원스위치(32)를 조작하여 전원ON상태로 설정하게 되면 모터전원램프(34)가 점등되어 해당하는 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치가 작동상태로 설정되고, 측정/제어유니트(10)의 제어/운영부(12)와 모니터(18) 및 프린터(20)를 전원ON상태로 설정하게 된다.

그러면, 상기 제어/운영부(12)의 물체측정연산부(120)의 제어하에 도 4a에 도시된 물체측정 초기화면이 데이터출력제어부(128)를 통해 상기 모니터(18)상에 표시된다.

도 4a에 도시된 상기 모니터(18)상에 표시되는 물체측정 초기화면에 따르면, 서브메뉴가 포함된 ‘파일’,‘측정’,‘데이터처리’,‘영상’,‘하드웨어’,‘창열기’,‘도움말’의 기능을 제공하는 제 1메뉴항목윈도우(180a)와, 측정대상물체의 측정에 관련되는 다수의 아이콘이 나열된 제 2메뉴항목윈도우(180b)가 포함된다. 바람직하게, 상기 제 2메뉴항목윈도우(180b)에는 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정을 지정하기 위한 아이콘(182)과, 광위상 간섭을 이용한 3차원 PSI측정을 지정하기 위한 아이콘(184), 백색광 간섭을 이용한 3차원 WSI측정을 지정하기 위한 아이콘(186) 등이 포함된다.

또한, 상기 물체측정 초기화면에는 기하학적 요소측정과 에지검출방향의 설정메뉴 및 유체직경전용 치수측정결과창(350)을 포함하는 윈도우(300)와, X/Y/Z축 방향의 기계위치를 나타내는 기계위치윈도우(360), 측정결과특성이 표시되는 측정결과특성윈도우(400)도 포함된다.

상기 모니터(18)상에 물체측정 초기화면이 표시된 상태에서 상기 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정은 2차원 치수측정 아이콘(또는 ‘측정’메뉴의 서브메뉴로서 ‘2차원 치수측정’)선택→측정대상물체(P)의 장착→제 1광학계(50)의 렌즈배율선택→조명조절→초점맞춤→영상조절→에지(Edge)검출→좌표치확인→좌표치에 기초한 2차원 상대측정→저장→기하학적 요소보기 프로그램 들어가기 선택→측정결과 불러오기→기하학적 요소보기→측정결과출력으로 이루어지게 된다.

상기한 2차원 치수측정과정에서 상기 측정대상물체(P)에 대한 2차원 치수측정의 선택은 상기 모니터(18)상의 물체측정 초기화면에 표시된 다수의 아이콘중에서 2차원 치수측정 아이콘(182)을 마우스(16)에 의해 선택하거나 상기 제 1측정메뉴윈도우(180a)의 ‘측정’에 포함된 서브메뉴로서의 ‘2차원 치수측정’을 지정함으로써 행해지게 된다.

또, 상기 틸트테이블(42)상에 측정대상물체(P)를 장착하고나서 상기 터렛(52)을 회동시켜 2차원 치수측정을 위한 제 1광학계(50)를 선택하여 상기 측정대상물체(P)상에 위치되도록 하게 된다.

상기한 2차원 치수측정과정에서 상기 조명설정은 예컨대 상기 물체측정 초기화면상에 정의된 제 2메뉴항목윈도우(180b)의 조명설정아이콘을 조작하게 되면 도 4b에 예시된 형태의 조명설정윈도우가 모니터(18)의 소정위치에 표시된다. 그 조명설정윈도우에 따르면, 조명설정방식이 동축조명, 배사조명, 낙사조명으로 구성되어 각기 0∼255의 범위에서 측정대상물체(P)에 따라 조명의 종류를 최적으로 설정가능하게 된다.

또한, 상기의 2차원 치수측정과정에서 제 1광학계(50)의 배율선택은 상기 모니터(18)상의 물체측정 초기화면에 정의된 제 2메뉴항목윈도우(180b)의 배율선택아이콘을 선택하게 되면, 상기 모니터(18)의 소정위치에 도 4c에 예시된 배율설정윈도우가 표시되어 해당 렌즈와 배율의 선택이 가능하게 된다. 여기서, 2차원 치수측정은 일반적인 대물렌즈(magnification objective; m.o)를 선택해서 수행해야만 되고, 간섭렌즈(interferometry objective;i.o)는 3차원 형상/표면조도 측정에 적용된다. 바람직하게, 본 발명에 따르면 상기 마우스(16)에 의해 상기 모니터(18)상의 물체측정 초기화면에 표시된 ‘3단계 표면자동초점맞춤’아이콘을 지정하게 되면 대물렌즈의 배율을 확인하기 위한 메시지가 상기 모니터(18)의 소정위치에 표시되고, 그 메시지상에서 ‘확인’항목을 지정하게 되면 렌즈배율설정과정에서 선택된 렌즈가 동일한 렌즈인지에 대한 확인이 이루어지게 되며, 그 렌즈의 상관관계가 일치하지 않으면 ‘자동초점맞춤실패’의 안내메시지가 표시된다. 또한, 3단계 자동초점맞춤기능의 실행중에는 막대그래프에 의한 초점맞춤진행상태가 상기 모니터(18)의 소정위치에 표시된다.

그리고, 상기한 2차원 치수측정과정에서 영상조절은 상기 모니터(18)상에 표시된 제 1메뉴항목윈도우(180a)상의 ‘영상’을 선택하여 그 부메뉴에 포함된 ‘영상조절’항목을 선택하게 되면, 상기 모니터(18)의 소정위치에는 도 4d에 예시된 영상농도조정을 위한 윈도우가 표시되는 바, 그 화면에 표시되는 0∼255단계의‘범위’와 ‘옵셋’을 설정함으로써 측정결과의 객관성을 확보할 수 있게 된다.

상기한 과정에 의해 2차원 치수측정을 위한 조건설정이 이루어지게 되면, 실제적으로 상기 측정대상물체(P)에 대한 실제적인 측정작업이 수행가능하게 되는 바, 상기 제 1광학계(50)에 의해 촬상되어 CCD카메라(76)를 통해 상기 측정대상물체(P)의 영상이 상기 영상처리보드(142)를 통해 물체측정연산부(120)에 입력되고, 그 물체측정연산부(120)는 데이터출력제어부(128)를 통해 상기 모니터(18)상에 그 촬상된 측정대상물체(P)의 영상이 표시(도 4a 참조)되도록 하게 된다.

그 상태에서, 예컨대 상기 모니터(18)상에 표시된 측정대상물체(P)의 영상(P')으로부터 ‘P1’지점과 ‘P2’지점간의 거리를 측정하려는 경우에는 상기 마우스(16)의 커서를 변위시켜 ‘P1’위치를 지정하고나서 상기 모니터(18)상의 ‘기하학적 요소측정’윈도우(300)에서 측정요소(302)를 선택함에 이어 ‘P2’위치를 지정하게 되면 그 지정된 ‘P1’위치와 ‘P2’위치의 X/Y/Z축의 좌표치가 상기 물체측정연산부(120)에 의해 연산되어 상기 모니터(18)상의 치수측정결과표시윈도우(350)상에 표시된다(도 5a 참조).

상기 도 5a에 도시된 치수측정결과표시윈도우(350)에서 상기 마우스(16)에 의해 좌표치(350a, 350b)를 선택하고나서 좌표치(350c)를 선택하게 되면, 상기 물체측정연산부(120)는 상기 2차원 치수측정프로그램저장부(124)에 저장된 점간거리측정프로그램에 기초하여 상기 ‘P1’지점과 ‘P2’지점사이의 점간거리를 구해서 도 5b에 도시된 형태로 상기 모니터(18)상의 측정결과특성윈도우(400)에 표시되도록 하게 된다.

또, 상기 모니터(18)상에 표시된 측정대상물체(P)의 영상에서 라인‘A’와 라인‘B’를 지정하게 되면 선간의 거리도 측정할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따르면 2차원 치수측정과정에서 상기 측정대상물체(P)의 형태가 원형인 경우에는 직경이라던지 진원도의 측정도 가능한 바, 예컨대 상기 제 1광학계(50)에 의해 촬상되어 상기 모니터(18)상에 표시된 원형의 측정대상물체(P)의 영상에 대해 그 원형의 측정대상물체(P)상에서 3개소의 에지를 선택하고나서 상기 기하학적 요소측정윈도우(300)상에서 측정요소(304)를 지정하게 되면 그 원형의 측정대상물체(P)의 X/Y/Z좌표치가 상기 2D측정결과윈도우(350)상에 표시되며, 그 X/Y/Z좌표치를 상기 마우스(16)에 의해 선택하게 되면 상기 원형의 측정대상물체(P)의 직경과 진원도의 결과가 상기 2D측정결과특성윈도우(400)상에 표시된다.

또한, 본 발명에 따르면 상기한 원형의 측정대상물체(P)에 대한 직경과 진원도의 측정방식에 의해 타원형태의 측정대상물체(P)의 단축과 장축의 길이도 측정할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따르면 2차원 치수측정과정에서 예컨대 측정대상물체(P)가 일정한 각도를 갖는 경우에 상기 윈도우(300)에 표시된 ‘기하학적 요소측정’의 지원하에 상기 측정대상물체(P)의 2개의 라인 데이터에 대한 각도의 측정이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 모니터(18)상의 윈도우(300)에 표시된 ‘에지검출방향’의 4방향버튼의 설정에 의해 치수측정시의 자동에지검출기능이 실현된다.

한편, 상기 모니터(18)상에 표시된 물체측정 초기화면에서 기하학적 요소보기(치수관리 프로그램)의 아이콘을 선택하면 실제의 설계도면과의 비교를 통해 도면치수와 측정치의 비교가 가능하게 되는 바, 그 기능에 의해서는 측정포인트의 각 좌표치에 의한 그림으로의 2차원 형상의 구현이 가능하게 된다.

또한, 측정 및 편집이 완료된 2차원 형상과 측정결과에 대해서는 기하학적 요소보기 화면에서 영상의 확대 또는 축소의 기능이 제공될 뿐만 아니라 ‘미리보기’화면으로 진입하여 출력할 내용과 형식을 설정하고나서 ‘인쇄’를 설정하게 되면 프린트출력이 행해지게 된다.

이어, 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의한 3차원 형상 및 표면조도측정과정에 대해 설명한다.

먼저, 상기 측정대상물체(P)에 대한 3차원 형상 및 표면조도를 PSI측정방식을 적용하여 측정하는 경우의 과정은 측정대상물체의 장착→측정항목설정→제 2광학계(52b)의 배율보정→조명선택→필터열기→간섭무늬찾기→간섭무늬펴기→필터장착→조명조절→측정영역설정→계산화소수설정→측정시작→데이터처리→측정결과해석의 단계로 실행되게 된다.

여기서, 상기 측정대상물체(P)에 대한 PSI방식의 기본적인 측정원리는 도 2b에 도시된 제 2광학계(52b)에 갖추어진 광원(60)으로부터 입사되는 광속이 비임스플리터(70)에 의해 분리되어 기준면과 측정표면에 각기 입사되면 그 광경로차에 의해 2개의 광속이 중첩되어 간섭무늬가 생성되는 바, PSI측정은 그 광위상간섭을 이용하여 측정표면의 형상을 구해내게 된다. 이 때, PZT액츄에이터(52a)에 의해 기준면(78)을 3회 이상 일정한 위상만큼 연속적으로 움직여주면서 CCD카메라(76)에 의해 간섭무늬를 최소한 3회 이상 측정하여 기준광속의 파두면에 대한 측정광속 파두면의 상대적인 위상차를 비교하여 상기 측정대상물체(P)에 대한 표면의 높이를 측정할 수 있게 된다.

상기의 PSI측정방식에 의해 측정대상물체의 3차원 형상/표면조도 측정과정에서 측정대상물체(P)의 장착은 상기 X-Y테이블(40)을 원점으로 설정하고 그 측정대상물체(P)의 크기에 따라 Z축을 조정하고서 틸트테이블(42)상에 그 측정대상물체(P)를 수평적으로 위치키시게 된다.

또, 상기 3차원 형상/표면조도 측정과정에서 측정항목의 설정은 상기 모니터(18)상에 표시된 물체측정 초기화면의 제 1메뉴항목윈도우(180a)에 포함된 ‘측정’을 선택하여 그 ‘측정’의 서브메뉴에 포함된 ‘3D-PSI’메뉴를 선택하거나, 상기 모니터(18)상의 제 2메뉴항목윈도우(180b)에 표시된 아이콘(184)을 선택함으로써 실행되고, 그러한 PSI측정방식의 선택이 이루어지게 되면 상기 모니터(18)의 소정위치에는 측정개시전에 설정되어야 하는 ‘측정영역’, ‘계산화소수’, ‘PSI상세설정’등이 포함된 PSI측정윈도우가 표시된다.

또, 3차원 형상/표면조도측정과정에서 상기 터렛(48)의 회동에 의해 선택가능한 제 2광학계(52b)의 렌즈배율에 따라 계산되는 화소의 수를 맞추기 위해 CCD카메라(76)의 적정한 화소수를 렌즈의 배율과 일치시키기 위한 배율설정은 상기한 과정과 유사하게 제 1측정메뉴윈도우(180a)상의 ‘측정’을 선택하여 그 부메뉴에 포함된 ‘배율’을 선택함으로써 상기 모니터(18)상에 표시되는 도 4c에 예시된 배율설정윈도우상에서 실행된다.

그리고, 상기 제 1측정메뉴윈도우(180a)에 포함된 ‘데이터처리’항목은 사용자가 필요한 정확한 데이터를 얻도록 하기 위한 기능의 집합으로서, 그 데이터처리항목에는 ‘데이터복구’,‘로우패스필터’,‘메디안필터’,‘FFT필터’‘기울기제거’등의 기능이 포함된다. 여기서, 상기 데이터복구는 노이즈(noise)나 외부적인 환경에 의해 측정되지 않은 부분을 프로그램상에서 유추해주는 기능이고, 로우패스필터는 3차원 형상측정시 저주파수만을 통과시킴으로써 측정시 초래되는 노이즈나 에지(Edge)에서의 고주파수 성분을 제거하여 3차원 형상을 매끄럽게 처리해주는 기능이며, 메디안필터(Median filter)는 인접한 측정점들의 중간치를 취하여 3차원 형상측정시 발생되는 노이즈를 제거하는 방법으로 상기한 로우패스필터와 유사한 결과를 얻을 수 있는 기능이고, FFT필터(파상성분 제거)는 기준파장(Cut off length)이하의 저주파수는 제거하고 고주파는 통과시켜 거칠기성분만을 보기 위한 기능이다.

또, 상기 모니터(18)상에 표시되는 물체측정 초기화면에서 제 1측정메뉴윈도우(180a)에 포함된 ‘하드웨어’항목은 ‘PZT구동’,‘PZT원점복귀’,‘PZT특성설정’,‘조명’,‘XYZ축 구동’,‘XYZ축 원점복귀’,‘XYZ축 위치창 열기’,‘XYZ축 원점설정’등의 기능을 포함하게 된다.

여기서, 상기 PZT액츄에이터(52a)의 구동은 그 기능을 선택하는 경우 상기 모니터(18)의 소정위치에는 PZT구동윈도우(도 6b 참조)가 표시되는 바, 그 PZT구동윈도우에서 조절버튼을 마우스(14)로 끌어 내리거나 올림으로써 상기 PZT액츄에이터의 시작위치와 끝위치를 설정하는 기능이다. 즉, 상기 마우스(14)에 의해 상기 PZT구동윈도우상의 조절버튼을 끌어올려 간섭무늬가 흐려지는 부분이 측정시작위치인 반면 조절버튼을 끌어내려 간섭무늬가 흐려지는 부분은 측정 끝 위치인 바, 결국 측정시 상기 PZT액츄에이터(52a)의 구동범위는 간섭무늬가 생기는 범위와 일치하게 된다.

또, 상기 PZT원점복귀는 상기 압전액츄에이터의 성능검사 또는 측정시 원점복귀가 필요한 경우에 적용가능한 부가적인 기능이다.

그리고, 상기한 3차원 형상측정과정에서 조명조절은 도 4b에서 설명한 바와 유사하게 실행하여 화면상에 표시된 측정대상물체의 선명도에 따라 밝기를 조절하기 위한 기능으로서, 일단 조명조절이 완료되면 영상농도값을 조절해 영상획득을 위한 최적의 조건으로 설정함이 바람직하게 된다.

또, XYZ축 위치창(즉, 기계위치창; 360)은 도 4a에 도시된 바와 같이 물체측정 초기화면의 소정위치(좌측 하단부)에 표시되며, 도 3에 도시된 상기 엔코더카운터를 매개하여 독취되는 기계적인 위치를 나타내는 바, ‘상승’과 ‘하강’이 표시된 수치상에서 마우스(16)를 클릭하게 되면 Z축이 수치만큼 수직이동하여 변위되는 바, 그 Z축의 변위는 초점이나 간섭무늬를 찾는 경우에 자동이송이 가능하도록 설계되어 있다.

이어, 상기한 과정에 의해 초기환경이 설정된 상태에서, 실제적인 측정대상물체에 대한 PSI측정은 상기 제 1 또는 제 2측정메뉴윈도우(180a,180b)에서 3D-PSI측정을 선택하면 상기 모니터(18)의 소정위치에는 도 6a에 나타낸 형태의 ‘PSI측정’윈도우가 표시되는 바, 그 윈도우에는 측정의 개시전에 설정되어야 하는 ‘측정영역’,‘계산되는 화소수’,‘PSI상세설정’등의 항목이 포함된다.

여기서, 상기 측정영역의 설정은 상기 키보드(14)에 의한 설정방식과 상기 마우스(16)에 의한 설정방식으로 실행되는 바, 상기 키보드(14)에 의한 측정영역의 설정은 상기 도 6a에 도시된 PSI측정윈도우에 포함된 측정영역의 ‘X초기값’,‘Y초기값’,‘X길이’,‘Y길이’에 직접 커서를 이동시켜가면서 영역값을 입력할 수 있고, 상기 마우스(16)에 의한 측정영역의 설정은 상기 모니터(18)상에 표시된 측정대상물체(P)의 영상에서 측정하려는 영역을 상기 마우스(16)의 왼측 버튼을 누른 상태에서 사각형상으로 지정함으로써 실행할 수 있게 된다.

그리고, 상기 PSI측정윈도우에서 ‘계산되는 화소수’는 상기 CCD카메라(76)으로부터 획득된 측정데이터에 대한 저장 및 계산될 화소수를 구하는 기능으로서, 본 발명에 따르면 측정영역의 1배, 1/4배, 1/9배, 1/16배로 설정하도록 설계되어 있다.

또, PSI방식에 의한 측정대상물체(P)의 측정시에도 초점의 조절이 필요함과 더불어 그 초점이 맺히는 범위내에서 간섭무늬를 찾아야만 되는 바, 그 초점과 간섭무늬는 자동 및 수동으로 설정가능하게 된다. 즉, 자동초점맞추기에서는 상기 모니터(18)상에 표시된 제 1측정메뉴윈도우(180a)의 ‘하드웨어’항목의 ‘모터작동’ 또는 제 2측정메뉴윈도우(180b)상의 아이콘을 지정하여 측정대상물이 모니터(18)의 영상윈도우에 나타나도록 하면 되고, 수동초점맞추기에서는 Z축의 조절노브를 이용해 상하로 Z축을 조절하여 측정대상물체(P)가 상기 모니터(18)상의 영상표시윈도우에 나타나도록 하면 된다. 이 때, 조명조절에 의해 측정대상물에 상기 모니터(18)상의 영상표시윈도우상에 나타나면 마우스(16)를 이용하여 그 표시윈도우상에 사각형을 그려넣고서 상기 제 2측정메뉴윈도우(180b)상의 ‘2단계 PSI간섭무늬 자동초점맞춤’아이콘을 지정하면 자동으로 초점조정이 행해지게 된다. 그러한 과정에 의해 초점이 조정되면 상기 제 1 또는 제 2물체측정 초기화면(180a,180b)상에서 ‘영상농도값 조절’항목을 열어서 Y축방향으로 그래프의 모양이 최대로 펼쳐지게 함과 더불어 X축 방향으로는 중앙에 위치하도록 Y축 범위와 옵셋값을 조절하면 자동 또는 수동방식에 의한 초점맞추기의 기능이 완료된다

또, 상기한 바와 같이 영상농도값의 조절을 행하고 나면 간섭무늬를 찾아야만 되는 바, 그 간섭무늬는 상기한 초점맞추기와 유사하게 수동방식과 자동방식으로 행해질 수 있다. 즉, 수동방식의 경우에는 Z축을 스텝핑모터(132)나 미동/조동노브(44a)를 이용하는 반면, 자동방식의 경우에는 상기 제 2측정메뉴윈도우(180b)에 포함된 ‘2단계 PSI간섭무늬 자동초점맞춤’아이콘을 지정하여 상기 모니터(18)의 영상표시윈도우상에 간섭무늬가 나타나도록 하고나서 틸트테이블(42)에 제공된 마이크로미터 노브를 이용하거나 Z축의 미동/조동노브(44a) 또는 스텝핑모터(132)의 정밀구동에 의해 상기 간섭무늬가 측정대상물(P)상에서 완전히 펼쳐지도록 함으로써 실행된다.

그러한 3차원 PSI측정환경이 설정되고나면 CCD카메라(76)에서 획득된 측정대상물(P)에 대한 화소의 수가 영상처리보드(142)를 통해 상기 물체측정연산부(120)에 인가되고, 그에 따라 상기 물체측정연산부(120)는 3차원 형상/표면조도측정프로그램등록부(126)에 등록된 3차원 형상/표면조도측정 프로그램에 기초하여 상기 CCD카메라(76)에서 촬상된 상기 측정대상물체(P)에 대한 화소데이터를 연산하여 데이터출력제어부(128)를 통해 도 7a와 도 7b에 도시된 형태로 상기 모니터(18)상에 출력하게 된다.

여기서, 상기 모니터(18)상에 표시된 상기 측정대상물체(P)의 3차원 PSI측정결과(도 7a 참조)에는 측정방식과, 측정배율, 표면조도에 관한 Ra(Roughness average; 중심선 평균거칠기), Rq(Root mean square roughness; 자승 평균 평방근 거칠기), Rmax(Roughness Maximum; 거칠기 최대높이), Rsk(Roughness skewness; 진폭분포 및 비대칭도), Rku(Roughness Kurtosis; 첨도)의 데이터, 측정변수로서의 측정영역과 화소수, 샘플링영역의 데이터 및, 데이터처리의 데이터도 부가적인 정보로서 포함된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 3차원 PSI측정방식에 의해 얻어진 상기 측정대상물체(P)에 대한 3차원 형상/표면조도측정 결과에 대해 소정의 구간을 마우스(16)에 의해 영역설정하게 되면 도 7b에 예시된 바와 같이 한방향 단면형상의 관찰이 가능하게 되고, 또한 상기 마우스(16)를 이용하여 X축과 Y축에 대한 라인정보를 얻을 수 있게 된다.

여기서, 상기한 3차원 형상/표면조도측정결과로부터 데이터처리를 실행함으로써 측정대상물체(P)의 특성(즉, 기울기 등)의 성분을 제거하여 보다 정밀한 측정결과를 얻게 된다.

그리고, 상기한 과정에 의해 얻어진 측정대상물체(P)에 대한 측정결과는 상기 모니터(18)상의 ‘출력’을 선택하고나서 필요한 파일명을 입력함으로써 실행될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의하면, 상기 모니터상에 표시된 측정메뉴 초기화면에서 3차원 WSI측정아이콘 또는 상기 측정의 서브메뉴로서 제공된 3D-WSI를 지정함으로써 상기한 측정대상물체의 3차원 PSI측정과정과 유사한 방식으로 3차원 WSI측정과정을 수행할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치에 의하면, 측정대상물체에 대한 2차원 치수측정기능과 3차원 형상/표면조도측정기능이 통합된 구성을 갖기 때문에 측정대상물체의 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정이 선택적으로 실행될 수 있어 측정효율의 향상이 기대될 뿐만 아니라 경제적인 유리함도 얻을 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 측정대상물체(P)에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정이 통합적으로 갖추어져 광학계를 매개하여 측정대상물체(P)를 촬상한 CCD카메라(76)로부터의 영상을 기초로 상기 측정대상물체(P)에 대한 2차원 치수측정과 3차원 형상/표면조도측정을 선택적으로 실행하는 측정유니트(30)와, 그 측정유니트(30)의 상기 CCD카메라(76)로부터의 영상을 측정결과로서 연산하여 모니터(18) 및/또는 프린터(20)에 의한 출력을 실행하는 측정/제어유니트(10)로 이루어지고;

   상기 측정/제어유니트(10)에는 상기 측정대상물체(P)에 대한 2차원 치수측정방식/3차원 형상/표면조도측정방식의 선택과 그 선택된 측정방식에 대응하는 측정결과연산을 행하는 물체측정연산부(120)와, 상기 측정방식의 과정을 설정하기 위한 화면데이터와 측정결과가 저장되는 데이터메모리(122), 상기 물체측정연산부(120)에 외부적으로 인가되는 측정방식선택입력에 따라 실행되는 상기 측정대상물체(P)의 2차원 치수측정을 위한 프로그램이 저장된 2차원 치수측정프로그램저장부(124) 및, 상기 외부적으로 인가되는 측정방식선택입력에 따라 실행되는 상기 측정대상물체(P)에 대한 3차원 형상/표면조도의 측정을 위한 3차원 형상/표면조도측정프로그램등록부(126)가 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광학계는 상기 측정대상물체(P)에 대한 2차원 치수측정을 위한 제 1광학계(50)와, 3차원 형상/표면조도측정을 위한 압전(PZT)액츄에이터(52a)를 포함하는 제 2광학계(52b)가 상기 측정유니트(30)에 구비된 단일의 회동식 터렛(48)상에 회동선택적으로 설치된 것을 특징으로 하는 광학식 치수/형상/표면조도 측정장치.