KR100371078B1 - 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치 및 방법에 관한 것으로서, 광원(1)에서 나온 광을 고속으로 회전하는 회전다면경(3)의 면에 조사하고, 이 회전다면경(3)에서 반사된 광의 경로 상에 원통형 렌즈(5)를 설치하여, 상기 광원(1)의 점멸 상태를 상기 회전다면경(3)과 동기 시켜서 시간에 따라 원하는 주기로 조정함으로써 다양한 간격의 직선 줄무늬를 형성시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따라, 직선 줄무늬의 주기를 자유롭게 변경하는 것이 가능하고, 측정물에 형성된 직선 줄무늬를 이송시키기 위해 별도의 기구부가 필요하지 않게 되어 구조가 단순하게 되는 효과가 있다.

Description

회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치 및 방법{striped pattern formatting apparatus and method using polygon mirror}

본 발명은 모아레기법을 이용하여 3차원 형상을 비접촉 광학식으로 형상측정하기 위한 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자유곡면의 형태를 갖는 3차원 형상의 측정은 다양한 가공물의 검사나, 캐드/캠(CAD/CAM), 의료, 솔리드 모델링 등 여러 가지 분야에서 폭넓게 적용되고 있다.

종래, 이러한 3차원 형상의 측정기술은 접촉식 3차원 측정기를 사용하여 곡면상의 한 점씩 측정하여 전체 곡면형상을 측정하는 방식이 사용되어 오고 있다. 그러나, 이러한 방식은 3차원 형상을 한 점씩 일일이 측정해야 하므로, 전체적인 측정시간이 과다하게 소요되는 단점이 있다.

그러한 단점을 해소하기 위해, 근래에는 비접촉 광학식으로 3차원 형상을 측정하기 위한 모아레법이 적용되고 있고, 이 모아레법은 종래의 접촉식 3차원 측정기에 비해 측정시간이 월등히 단축되는 큰 장점을 가지고 있다.

한편, 모아레법은, 측정 대상물에 광을 조사하여 일정한 간격의 직선 줄무늬를 형성함에 의해, 그 측정 대상물에 대한 3차원 형상정보를 가지는 모아레 무늬를 얻게 되고, 이러한 모아레무늬는 정밀한 이송과정을 거치게 된다.

이러한 모아레기법을 실현하기 위한 비접촉 광학식 3차원 형상측정장치는, 유리의 한쪽 표면에 크롬으로 일정한 간격의 직선줄무늬를 새겨넣은 직선유리격자를 영사광학계를 이용하여 측정 대상물에 투영하도록 되어 있고, 측정 대상물에 형성된 직선줄무늬를 일정한 간격으로 이송시키기 위해 직선유리격자를 이송시키기 위한 이송장치가 사용되고 있다.

즉, 도 1a에 도시된 직선유리격자를 측정대상물에 투영하면, 도 1b에 도시한 바와 같이 소정의 측정대상물에 줄무늬가 형성되는데, 이러한 줄무늬는 측정대상물의 3차원 형상에 따른 등고선의 높이에 대응하여 휘어진 줄무늬를 갖게 된다.

한편, 도 1b에 도시된 바와 같이 줄무늬가 형성되어 있는 측정대상물을 원래의 도 1a에 도시되어 있는 직선유리격자와 겹치게 되면, 도 1c에 도시한 바와 같이 소위 "모아레무늬"라는 물결무늬의 영상을 얻을 수 있다. 이 모아레무늬는 측정대상물의 높이에 따라 형성되는 등고선이기 때문에, 이 모아레무늬를 해석하여 측정대상물의 형상을 측정하게 된다.

그런데, 종래 모아레기법을 이용하여 3차원 형상을 측정하기 위해서는 측정 대상물의 크기, 높이방향 단차, 측정 정밀도 등과 같은 측정사양과 관련하여 직선줄무늬의 간격을 알맞게 조정하여야 함에 따라, 그러한 다양한 측정사양을 만족시키기 위해서는 다양한 간격의 직선줄무늬를 갖는 유리격자(projection grating)를 모두 구비하여야 하므로 제조비용의 상승은 물론 구입단가의 상승이 초래된다는 문제점이 있다. 더구나, 그러한 다양한 측정 환경을 맞추기 위해서는 각각 상이한 간격의 직선줄무늬를 갖는 유리격자를 수시로 교체하여야 하고, 정상적인 위치로 정렬하는데 많은 시간이 소요된다는 불리함이 있다.

또한, 이러한 종래의 모아레기법을 이용한 3차원 광학식 형상측정장치에서는 유리격자에 형성된 직선줄무늬를 원하는 위치로 이송시키기 위하여, 별도의 유리격자 이송장치(grating actuator)를 구비해야 하기 때문에, 장치의 부피가 커지는 것은 물론 추가적인 제조비용의 지출이 불가피하다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 소프트웨어의 구동에 의해 제어되는 회전다면경을 사용하여 격자무늬의 간격조정과 이송이 신속하고 용이하게 처리될 수 있도록 하기 위한 회전다면경을이용한 직선 줄무늬생성장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 소프트웨어의 구동에 의해 제어되는 회전다면경을 사용하여 격자무늬의 주기 조정과 이송이 신속하고 용이하게 처리될 수 있도록 하기 위한 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성방법을 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 모아레기법에 의해 모아레 무늬를 얻는 과정을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치를 나타내는 구성도,

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 회전다면경의 반사면 위치변화에 따른 광로변동 상태를 나타내는 도면,

도 4는 도 2에 도시된 회전다면경의 반사면에서 반사된 광이 평면에 조사된 상태를 나타낸 도면,

도 5는 도 4에 도시된 평면에 조사되는 광의 광원이 점멸하는 신호의 주기를 나타낸 타이밍도,

도 6은 도 5의 신호주기와 같이 광원이 점멸함에 의해 회전다면경에서 반사된 광이 평면에 조사되어 직선광이 형성되는 상태를 나타내는 도면,

도 7은 광원의 점멸시간 지연에 따라 격자무늬를 이송하는 신호의 타이밍도,

도 8은 도 7의 시간지연에 따라 이송되는 격자무늬를 나타내는 도면,

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 직선 줄무늬생성장치의 실제 형상을 나타낸 도면,

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직선 줄무늬생성장치의 구성을 나타낸 도면,

도 11은 본 발명의 직선 줄무늬생성장치가 공간코드화법에 적용된 일예를 나타낸 타이밍도,

도 12는 도 11에 도시된 바와 같이 공간코드화법이 적용되는 경우에 생성되는 격자의 형상을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광원 3 : 회전다면경

5,23 : 원통형 렌즈 7 : 수광부

9 : 제어수단 11 : 광원 드라이버

13 : 스핀들 모터 15 : 모터 드라이버

17 : 시간제어 드라이버 19 : 수광부 드라이버

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회전다면경을 이용한 직선줄무늬생성장치에 의하면, 광을 발생하는 광원과, 상기 광원에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과, 상기 회전다면경을 회전시키는 회전수단과, 상기 회전다면경의 반사면에서 반사된 광을 직선광으로 변화시켜 직선 줄무늬를 형성하는 렌즈부와, 상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광로인식수단과, 상기 광로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되며, 상기 광로인식수단은 상기 회전다면경에서 발생되는 광을 수광할 수 있는 위치에 설치되며 회전다면경의 회전에 따라 연속적으로 반사되는 광의 일부분을 검출하는 수광부로 구성되고, 상기 제어수단은 상기 수광부에서 검출한 광로와 동기하여 신호를 발생하는 수광부 드라이버와, 상기 수광부 드라이버에서 발생하는 신호를 감지하여 상기 광원의 출력을 제어하는 시간제어 드라이버와, 프로그램을 이용하여 상기 시간제어 드라이버의 구동동작을 제어하는 컴퓨터를 포함하고 있는 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치에 의해 달성된다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬 생성장치에 의하면, 광을 발생하는 광원과, 상기 광원에서 조사된 점광원을 직선광으로 변화시켜 직선 줄무늬를 형성하는 렌즈부와, 상기 렌즈부로부터 조사되는 직선광을 반사시키는 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과, 상기 회전다면경을 회전시키는 회전수단과, 상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광로인식수단과, 상기 광로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되며, 상기 광로인식수단은 상기 회전다면경에서 반사되는 광을 수광할 수 있는 위치에 설치되며 회전다면경의 회전에 따라 연속적으로 반사되는 광의 일부분을 검출하는 수광부로 구성되고, 상기 제어수단은 상기 수광부에서 검출한 광로와 동기하여 신호를 발생하는 수광부 드라이버와, 상기 수광부 드라이버에서 발생하는 신호를 감지하여 상기 광원의 출력을 제어하는 시간제어 드라이버와, 프로그램을 이용하여 상기 시간제어 드라이버의 구동동작을 제어하는 컴퓨터를 포함하고 있는 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치에 의해 달성된다.

또, 상기한 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성방법에 의하면, 광원으로부터 광을 발생시키는 단계와, 상기 광원에서 조사된 점광원을 렌즈부를 통해 직선광으로 변환시키는 단계와, 상기 렌즈부로부터 조사되는 직선광을 다수의 반사면을 갖는 회전다면경을 통해 반사시키는 단계와, 상기 회전다면경이 회전하면서 연속적으로 반사되는 광의 일부분을 검출하도록 회전다면경에서 반사되는 광을 수광할 수 있는 위치에 설치된 수광부로부터 발생하는 신호를 통해 상기 반사되는 광로를 인식하는 광로인식단계와, 상기 광로인식단계에서 발생하는 동기신호에 동기하여 상기 광원의 점멸주기를 조정하는 제어수단을 통해 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 회전다면경을 이용한 직선줄무늬생성방법에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치를 나타내는 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 직선 줄무늬생성장치는, 광을 발생하는 광원(1)과, 상기 광원(1)에서 발생되는 광이 반사되도록 다수의 면을 가지며 회전하는 회전다면경(3)과, 상기 회전다면경(3)에서 반사된 점광을 직선광으로 변화시켜 줄무늬를 형성하기 위한 원통형 렌즈((Cylindrical Lens; 5)와, 상기 회전다면경(3)이 반사시키는 광로를 인식하여 신호를 동기 시키는 수광부(7) 및, 상기 수광부(7)의 동기신호에 동기되어 광원(1)의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단(9)을 기본 구성으로 한다.

상기 광원(1)은 소형, 경량이면서 가격이 저렴한 레이저 다이오드를 채용하여 점광의 레이저빔을 발생하도록 되어 있다.

상기 광원(1)에 채용되는 레이저 다이오드는 반도체 소자이므로, 온도가 내려가면 광출력이 증가하는 반면에, 온도가 올라가면 광출력이 떨어지게 되므로, 그러한 온도변화에 따른 레이저 출력의 변동과 구동전류를 지속적으로 감시하여 고효율의 레이저 출력이 유지되도록 제어하는 광원 드라이버(11)가 상기 광원(1)측에 구성되어 있다. 상기 광원드라이버(11)는 반전 앰프(Amp)와 버퍼(Buffer)를 구비하고서 상기 제어수단(9)에 의해 제어동작되어 레이저광의 강도를 일정하게 유지시키는 회로로서 공지되어 있다.

또한, 상기 광원(1)의 점광이 조사되는 부분에는 분산성질을 갖는 광을 집광시켜서 상기 회전다면경(3)측으로 지향시키기 위한 집광렌즈(Condensing Lens)가 일체로 결합되어 있다.

상기 회전다면경(3)은 그 둘레면이 다각면으로 형성되어 고속으로 회전하게 되는 바, 그 회전에 따른 반사면의 각도변화에 따라 상기 광원(1)으로부터의 광을 반사하는 각도가 상이하게 되어 있다.

상기 회전다면경(3)은 정속도로 회전구동되는 스핀들 모터(13)에 결합되어 있고, 상기 스핀들 모터(13)는 전력을 안정적으로 공급하는 파워 서플라이가 구비된 모터 드라이버(15)에 연결되어 있다.

상기 원통형 렌즈(5)는 상기 회전다면경(3)으로부터 반사되는 광원(1)으로부터의 점광을 직선광으로 변환하여 형상측정을 위한 3차원 형상측으로 조사하도록 되어 있다.

상기 수광부(7)는 상기 회전다면경(3)의 하나의 반사면이 상기 광원(1)의 점광원을 반사시켜서 생성하는 무수한 광경로에서 직선 줄무늬를 형성시키는데 사용되는 유효 광경로중에 마지막 광경로로 부터 광을 인식하기 위한 검출자로서, 포토 다이오드로 이루어져 있다.

상기 제어수단(9)은 상기 광원(1)의 광출력 온/오프 시간을 제어하는 시간 제어드라이버(17)를 갖춘 컴퓨터(21)와, 상기 수광부(7)와 연결되어 상기 회전다면경(3)의 하나의 반사면에서의 반사광이 종료되었다는 신호를 상기 시간제어 드라이버(17)에 출력하는 수광부 드라이버(19)를 포함하고 있다.

상기 수광부 드라이버(19)는 상기 수광부(7)로부터의 검출신호에 근거하여 동기신호를 생성하고서 상기 시간제어드라이버(17)에 출력하도록 되어 있다.

상기 시간제어드라이버(17)는 컴퓨터(21)의 ISA슬롯에 장착되어 그 컴퓨터(21)에 저장되어 있는 전용의 소프트웨어 프로그램을 구동시킴에 따른 점멸 신호를 발생하여 상기 광원 드라이버(11)에 출력하도록 되어 있다.

상기 컴퓨터(21)는 하드디스크 드라이브와 같은 저장장치에 저장되어 있는 전용의 소프트웨어 프로그램을 구동시킴에 의해, 본 발명에 따른 점광의 온/오프주기를 조절하여 직선줄무늬의 생성간격(주기) 및 지연시간에 대한 조정동작을 전반적으로 제어하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬 생성장치에 있어서는, 광원(1)에서 조사되는 점광을 고속으로 회전하는 회전다면경(3)의 반사면에 조사하게 되면, 이 회전다면경(3)에서 반사된 점광이 원통형 렌즈(5)를 통과하면서 직선광으로 변화되는 바, 상기 광원(3)을 소정의 점멸주기에 따라 점멸시킴에 의해 상기 원통형 렌즈(5)를 통과하여 3차원 형상에 조사되는 직선광으로부터 소정 간격의 줄무늬가 얻어지게 된다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 광원(1)으로부터 발생되는 점광이 고속으로 회전하는 회전반사경(3)의 각 반사면에 조사되어 도 3a 내지 도3c에 도시된 바와 같이, 화살표 방향의 광 이동경로를 가지고 반사된다.

이 때, 상기 회전다면경(3)의 반사면에 입사되는 광의 입사각이 큰 경우에는 도 3a에 도시된 바와 같이, 그 회전다면경(3)의 반사면을 통해 반사된 광이 원통형 렌즈(5)의 좌측으로 벗어나게 된다.

하지만, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 회전다면경(3)의 회전에 따라 반사면에 입사되는 광의 입사각이 작아지게 되면, 그 반사면을 통해 반사된 광은 상기 원통형 렌즈(5)를 통과하면서 점광이 직선광으로 변환되어 형상측정을 위한 소정의 3차원 형상에 조사된다.

그 다음에, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 회전다면경(3)의 회전에 따라반사면에 입사되는 광의 입사각이 작은 경우에는 그 반사면으로부터 반사되는 광이 상기 원통형 렌즈(5)의 우측으로 벗어나게 된다.

한편, 상기 회전다면경(3)의 반사면으로부터 반사되어 원통형 렌즈(5)의 우측으로 벗어나는 광의 유효 광경로중에 마지막 광경로를 갖는 광은 수광부(7)에 입사되고, 수광부 드라이버(19)에서는 상기 수광부(5)에 의해 검출되는 마지막 광경로의 광에 동기하는 동기신호를 발생하게 된다.

그 결과, 상기 회전다면경(3)의 하나의 반사면에 의해 반사되는 광은 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 형상측정을 위한 평면형상에 입사되어 광의 모양이 형성된다.

즉, 상기 회전다면경(3)의 고속회전에 의해 변화되는 반사각에 따라, 원통형 렌즈(5)를 통과한 광은 연속적인 직선광으로 변환되어 두꺼운 직사각 형상(B)을 이루는 반면, 원통형 렌즈(5)를 통과하지 못하는 광은 상기 광원(1)으로부터의 점광이 그대로 투사되어 가느다란 직선형상(A)(C)을 나타내게 된다.

상기한 직사각 형상(B)의 직선광과 직선 형상(A)(C)의 점광은 도 5에 도시된 타이밍도에 기초하여 광원(1)의 점멸주기를 조절함에 의해, 도 6에 도시된 바와 같은 직선 줄무늬 영역(E)과 직선 영역(D)(F)을 얻게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 시간제어 드라이버(17)에서는 상기 수광부 드라이버(19)에서 발생되는 동기신호(HSYNC)의 1주기(P)동안에 컴퓨터(21)로부터 인가받은 클럭신호(CLOCK)를 기준신호로 하여 상기 광원(1)을 점멸시키기 위한 점멸구동신호(VIDEO)를 발생하게 된다.

여기서, 동기신호(HSYNC)의 1주기(P)중에 상기 회전다면경(3)의 반사면에 의해 형성되는 유효면의 구간 즉, 직선 줄무늬 영역(E)에 해당되는 구간은 측정영역이다.

한편, 상기 수광부 드라이버(19)에서 발생되는 동기신호(HSYNC)는 DC 4.2V 이상의 TTL 하이레벨을 발생하다가, 수광부(7)에서 광의 수광이 이루어지는 시점에서 DC 0.8V 이하의 TTL(트랜지스터 트랜지스터 로직) 로우레벨 펄스를 발생하게 된다.

또한, 상기 시간제어 드라이버(17)에서 발생되는 점멸구동신호(VIDEO)는 TTL 하이레벨에서 상기 광원(1)을 오프시키고, TTL 로우레벨에서에서 온시키도록 되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 직선 줄무늬 영역(E)은 다수의 직선광 줄무늬의 집합으로 이루어지는 바, 상기 컴퓨터(21)에서는 전용의 소프트웨어 프로그램을 동작시켜서 상기 시간제어 드라이버(17)를 구동시킴에 의해, 점멸구동신호(VIDEO)의 점멸주기를 가변시켜서 직선광 줄무늬의 주기(g)를 증가 또는 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 컴퓨터(21)에서는 전용의 소프트웨어 프로그램을 이용하여 상기 시간제어 드라이버(17)를 구동시킴에 의해 상기 광원(1)에 공급되는 점멸구동신호(VIDEO)의 시간지연이 가능하다. 즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 동기신호(HSYNC)의 TTL 로우레벨을 기준으로 예컨대 제 1지연구간∼제 4지연구간(t1∼t4)에 이르기까지 시간지연이 이루어지는 제 1∼제4점멸구동신호(VIDEO 1∼VIDEO 4)를 선택적으로 발생할 수 있는 것이다.

그 결과에 따라, 각각 제 1지연구간∼제 4지연구간(t1∼t4)을 갖는 제 1∼제 4점멸구동신호(VIDEO 1∼VIDEO 4)에 의해, 도 8에 도시된 바와 같이 직선 줄무늬 영역이 그 지연구간에 대응하여 이동하게 된다.

한편, 상기 줄무늬의 폭, 주기, 수직방향 길이, 밝기, 및 직선 줄무늬가 형성되는 물체까지의 거리는 서로 상관 관계를 가지고 있는데, 이는 광원의 파장과 출력, 회전다면경의 반사면 수, 회전다면경의 회전속도, 원통형 렌즈의 사양 등에 의하여 원하는 사양으로 구현할 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직선 줄무늬생성장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 2에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 구성요소와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 그 전면에 집광렌즈가 일체적으로 결합되어 점광을 발생하는 광원(1)과, 상기 광원(1)에서 발생되는 광이 반사되도록 다수의 면을 가지며 회전하는 회전다면경(3)과, 상기 회전다면경(3)이 반사시키는 광로를 인식하여 신호를 동기 시키는 수광부(7) 및, 상기 수광부(7)의 동기신호에 동기되어 광원(1)의 점멸주기 조정 및 격자무늬의 간격 조정을 제어하는 제어수단(9)의 구성은 본 발명의 일실시예와 동일하다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 원통형 렌즈(5)가 상기 회전다면경(3)의 반사면을 통해 반사되는 광원(1)으로부터의 점광을 직선광으로 변환하여 투과시키도록, 그 회전다면경(3)의 일측에 설치되어 있도록 되어 있다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 원통형 렌즈(23)가 상기 광원(1)의 점광이 발생되는 전면 부위 즉, 집광렌즈에 결합되어 있다.

상기 원통형 렌즈(23)가 상기 광원(1)측에 설치되면, 본 발명의 일실시예와 같이 회전다면경(3)의 반사면이 회전됨에 따라 점광을 라인광 형태로 형성시키기 위해 렌즈의 직경을 증가시킬 필요가 없기 때문에, 렌즈의 직경이 작아지는데 따른 제조비용의 감소가 가능하고, 장치의 크기가 소형화될 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광원(1)으로부터 발생되는 점광은 집광 렌즈를 통해서 집광되고 원통형 렌즈(23)를 통해서 직선광으로 변환된다. 상기 원통형 렌즈(23)를 통과한 직선광은 고속으로 회전되는 회전다면경(3)의 반사면에 의해 반사되어 3차원 형상에 조사되는 한편, 수광부(7)는 유효광경로의 직선광중에 마지막 광경로의 직선광을 수광하게 된다.

그에 따라, 측정 대상의 3차원 형상에 조사되는 직선광은 다수의 직선 줄무늬가 집합된 직선 줄무늬 영역을 형성하게 된다.

수광부 드라이버(19)에서는 상기 수광부(7)의 수광동작에 따라 동기신호를 발생하여 제어수단(9)의 시간제어 드라이버(17)에 출력한다. 한편, 상기 제어수단(9)의 컴퓨터(21)는 전용의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 상기 시간제어 드라이버(17)를 구동시킴에 의해, 유효 광경로상의 직선 줄무늬에 대한 폭, 주기, 수직방향 길이, 밝기, 및 직선 줄무늬가 형성되는 물체까지의 거리를 선택적으로 조정할 수 있게 된다.

한편, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에서는 격자의 생성주기를 조정하여 추가적인 구성없이도 다양한 주기를 갖는 격자 형상을 생성할 수 있는 바, 도 11은 클럭신호(CLOCK)와 동기신호(HSYNC)에 동기하여 다양한 주기의 격자를 생성하기 위한 점멸구동신호(VIDEO1∼VIDEO6)의 발생상태를 나타내고 있다.

따라서, 본 발명에서는 도 11에 도시된 형태의 주기를 갖는 격자를 측정 대상물에 투사하고 그 투사된 영상을 해석하여 삼차원 영상을 측정할 수 있는 방식으로서, 소위 "공간코드화법"에 적용하는 것이 가능하게 되고, 그러한 공간코드화법에 적용된 격자의 모양은 도 12에 도시된 바와 같이 다양한 주기를 갖는 격자의 형상이 생성된다.

상기한 실시양태를 갖는 본 발명에서는 그 기술요지를 크게 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형실시가 가능하도록 되어 있는 바, 예컨대 상기 광원으로부터의 점광을 직선광으로 변환하기 위해 원통형 렌즈가 적용되고 있지만, 그 원통형 렌즈에만 한정되지 않고 로드 렌즈(Rod Lens)와 같은 다른 렌즈수단을 적용하는 것도 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 측정하고자 하는 3차원 형상의 측정 사양에 따라 소프트웨어 프로그램의 간단한 조작에 의해, 직선 줄무늬의 주기를 신속하고 자유롭게 변경하는 것이 가능하고, 또한 측정물에 형성된 직선 줄무늬를 이송시키기 위한 별도의 기구부가 불필요하게 됨에 따라, 전체적인 장치의 구조가 단순화됨은 물론, 대폭의 비용절감이 가능하다는 효과를 갖게 된다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 광을 발생하는 광원과,

   상기 광원에서 발생되는 광을 반사시키기 위한 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과,

   상기 회전다면경을 회전시키는 회전수단과,

   상기 회전다면경의 반사면에서 반사된 광을 직선광으로 변화시켜 직선 줄무늬를 형성하는 렌즈부와,

   상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광로인식수단과,

   상기 광로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되며,

   상기 광로인식수단은 상기 회전다면경에서 발생되는 광을 수광할 수 있는 위치에 설치되며 회전다면경의 회전에 따라 연속적으로 반사되는 광의 일부분을 검출하는 수광부로 구성되고,

   상기 제어수단은 상기 수광부에서 검출한 광로와 동기하여 신호를 발생하는 수광부 드라이버와, 상기 수광부 드라이버에서 발생하는 신호를 감지하여 상기 광원의 출력을 제어하는 시간제어 드라이버와, 프로그램을 이용하여 상기 시간제어 드라이버의 구동동작을 제어하는 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전다면경을 이용한 직선줄무늬생성장치.
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4. 광을 발생하는 광원과,

   상기 광원에서 조사된 점광원을 직선광으로 변화시켜 직선 줄무늬를 형성하는 렌즈부와,

   상기 렌즈부로부터 조사되는 직선광을 반사시키는 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과,

   상기 회전다면경을 회전시키는 회전수단과,

   상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광로인식수단과,

   상기 광로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되며,

   상기 광로인식수단은 상기 회전다면경에서 반사되는 광을 수광할 수 있는 위치에 설치되며 회전다면경의 회전에 따라 연속적으로 반사되는 광의 일부분을 검출하는 수광부로 구성되고,

   상기 제어수단은 상기 수광부에서 검출한 광로와 동기하여 신호를 발생하는 수광부 드라이버와, 상기 수광부 드라이버에서 발생하는 신호를 감지하여 상기 광원의 출력을 제어하는 시간제어 드라이버와, 프로그램을 이용하여 상기 시간제어 드라이버의 구동동작을 제어하는 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회전다면경을 이용한 직선 줄무늬생성장치.
5. 광원으로부터 광을 발생시키는 단계와,

   상기 광원에서 조사된 점광원을 렌즈부를 통해 직선광으로 변환시키는 단계와,

   상기 렌즈부로부터 조사되는 직선광을 다수의 반사면을 갖는 회전다면경을 통해 반사시키는 단계와,

   상기 회전다면경이 회전하면서 연속적으로 반사되는 광의 일부분을 검출하도록 회전다면경에서 반사되는 광을 수광할 수 있는 위치에 설치된 수광부로부터 발생하는 신호를 통해 상기 반사되는 광로를 인식하는 광로인식단계와,

   상기 광로인식단계에서 발생하는 동기신호에 동기하여 상기 광원의 점멸주기를 조정하는 제어수단을 통해 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 회전다면경을 이용한 직선줄무늬생성방법.