KR100743152B1 - Apparatus for measuring three-dimensional shape - Google Patents

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공영민
최교순
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Abstract

An apparatus for measuring a three-dimensional shape using an interval maintaining control method is provided to reduce errors generated due to winding or slant on a surface of an object to be measured by measuring an amount of drive due to a motor. An apparatus for measuring a three-dimensional shape using an interval maintaining control method includes a light source, an optical sensor package(401), a driving unit(403), and a measuring unit(404). The light source illuminates light at a surface of an object to be measured. The optical sensor package has an optical detecting unit. The driving unit is installed on the optical sensor package to perpendicularly drive. The measuring unit supports the driving unit to measure the driving precision of the optical sensor package by the driving unit. The optical detecting unit detects the light diffused-reflected from the surface of the object on a predetermined optical detecting surface.

Description

간격 유지 제어방법을 이용한 3차원 형상 측정 장치{Apparatus for measuring three-dimensional shape}Apparatus for measuring three-dimensional shape}

도 1a 및 도 1b는 종래의 형상 측정 장치의 일 예를 나타낸 것이다. 1A and 1B show an example of a conventional shape measuring apparatus.

도 2는 형상 측정 장치와 물체의 표면 사이의 거리 및 물체의 표면의 굴곡에 따른 광검출 위치의 변위에 대한 오차를 나타낸 것이다. 2 shows an error in the displacement of the light detection position according to the distance between the shape measuring device and the surface of the object and the curvature of the surface of the object.

도 3은 본 발명의 형상 측정 장치의 일 실시예의 이송 방법을 나타낸 것이다. Figure 3 shows a conveying method of an embodiment of a shape measuring device of the present invention.

도 4는 본 발명의 형상 측정 장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. Figure 4 shows an embodiment of the shape measuring apparatus of the present invention.

{도면의 주요부분에 대한 설명}{Description of main parts of the drawing}

101, 301 : 형상 측정 장치 102, 302 : 물체의 표면101, 301: shape measuring device 102, 302: surface of the object

103, 303 : 형상 측정 장치의 이송방향103, 303: conveying direction of the shape measuring device

104 : 광원 다이오드 105 : 시준렌즈104: light source diode 105: collimation lens

106 : 집광렌즈 107 : 광검출 다이오드106: condenser lens 107: photodetector diode

401 : 광센서 패키지 402 : 물체의 표면401: light sensor package 402: surface of the object

403 : 구동수단 404 : 측정수단403: driving means 404: measuring means

본 발명은 광센서를 이용한 3차원 형상 측정장치에 관한 것으로, 특히 광센서가 이송되는 2차원 평면에 대해서 높이 변화가 크거나 기울기 변화가 큰 표면의 형상에 대해서도 보다 높은 정밀도로 형상을 측정할 수 있는 형상 측정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus using an optical sensor, in particular, the shape can be measured with higher precision even for the shape of the surface having a large height change or a large change in slope with respect to the two-dimensional plane to which the optical sensor is transported. The present invention relates to a shape measuring apparatus.

비접촉 방식의 3차원 형상 측정을 위한 장치는 주로 광센서를 사용한다. 표면의 형상을 측정하려는 대부분의 물체는 난반사를 일으키므로 광센서는 난반사용 광학계 내에 구비되고, 상기 형상 측정 장치는 상기 난반사용 광학계를 구비한다. The apparatus for non-contact three-dimensional shape measurement mainly uses an optical sensor. Since most objects intended to measure the shape of the surface cause diffuse reflection, an optical sensor is provided in the diffuse reflection optical system, and the shape measurement device includes the diffuse reflection optical system.

도 1a 및 도 1b는 종래의 형상 측정 장치의 일 예를 나타낸 것으로, 도 1a는 난반사용 광학계를 포함한 형상 측정 장치의 이송 방법을, 도 1b는 난반사용 광학계에서의 형상 측정 원리를 각각 나타낸 것이다. 1A and 1B illustrate an example of a conventional shape measuring apparatus. FIG. 1A illustrates a method of transferring a shape measuring apparatus including a diffused optical system, and FIG. 1B illustrates a shape measuring principle in a diffused optical system.

도 1a의 예에서 종래의 형상 측정 장치(101)는 내부에 구비된 광원으로부터 형상 측정의 대상인 물체의 표면(102)으로 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛이 난반사 된 일부가 다시 상기 형상 측정 장치로 입사하여 상기 물체의 형상을 측정하는데, 상기 형상 측정 장치는 특정한 평면상에서 이동한다(103). In the example of FIG. 1A, the conventional shape measuring apparatus 101 irradiates light from the light source provided therein to the surface 102 of the object to be shaped, and the diffused part of the irradiated light is again reflected in the shape measuring apparatus. The shape measuring device moves on a specific plane (103).

상기 형상 측정 장치는 내부에 광원 다이오드(104) 및 시준렌즈(105)의 광원 광학계와 집광렌즈(106) 및 광검출 다이오드(107)의 감광 광학계를 구비하는데, 이 들은 도 1b의 난반사용 광학계에 도시되어 있다. The shape measuring device includes a light source optical system of a light source diode 104 and a collimation lens 105 and a photosensitive optical system of a condenser lens 106 and a light detection diode 107, which are included in the diffuse reflection optical system of FIG. 1B. Is shown.

도 1b의 난반사용 광학계는 빛이 광원 다이오드(104)에서 방출되고 시준렌즈(105)를 거쳐 형상 측정의 대상인 물체의 표면(102)으로 입사하면 상기 물체의 표면에서 난반사 되고, 난반사 된 빛의 일부가 집광렌즈(106)로 입사되어 광검출 다이오드(107)에서 검출된다. The diffusely diffused optical system of FIG. 1B is diffusely reflected from the surface of the object when light is emitted from the light source diode 104 and incident through the collimating lens 105 to the surface 102 of the object to be measured. Is incident on the condenser lens 106 and detected by the photodetector diode 107.

상기 광학계에서는 상기 형상 측정 대상인 물체의 표면의 위치의 변위(p)에 따라서 상기 광원 광학계 및 감광 광학계와 상기 물체의 표면(102) 사이의 거리가 달라지고, 상기 광검출 다이오드(107)에서 빛이 검출되는 위치의 변위(q) 또한 달라지는 삼각측정법을 이용한다. 상기 광검출 다이오드(107)에서 빛이 검출되는 위치로부터 상기 광원 광학계로부터 상기 물체의 표면까지의 거리를 구함으로써 형상 측정 장치(101)와 물체의 표면(102) 사이의 거리를 알 수 있고, 물체의 형상을 측정할 수 있다. In the optical system, a distance between the light source optical system and the photosensitive optical system and the surface 102 of the object is changed according to the displacement p of the position of the surface of the object to be measured, and the light from the photodetector diode 107 The displacement q of the detected position is also changed using triangulation. The distance between the shape measuring device 101 and the surface 102 of the object can be known by obtaining the distance from the light source optical system to the surface of the object from the position where the light is detected in the photodetector diode 107, The shape of can be measured.

도 1a에 나타난 바와 같이 상기 형상 측정 장치(101)는 특정한 평면상에서 X, Y 방향으로 움직이며 물체의 표면을 스캔하면서 빛을 방출하고 반사된 빛을 검출하고, 상기 형상 측정 장치를 포함한 도 1b의 난반사용 광학계에서는 상기 형상 측정 장치와 물체의 표면 사이의 소정의 거리(d, 이하 '공칭거리')를 기준으로 물체의 표면의 변위(p)에 대한 광검출 위치의 변위(q) 정보를 획득한다. As shown in FIG. 1A, the shape measuring apparatus 101 moves in the X and Y directions on a specific plane, emits light while scanning the surface of an object, detects reflected light, and includes the shape measuring apparatus of FIG. 1B. In the diffuse reflection optical system, the displacement (q) information of the light detection position is obtained with respect to the displacement (p) of the surface of the object based on a predetermined distance (d, hereinafter, nominal distance) between the shape measuring device and the surface of the object. do.

그런데 상기 측정 대상인 물체의 표면에 굴곡이나 경사가 있는 경우에는, 상기 광검출 위치의 변위 측정값에 오차가 발생한다. By the way, when there is curvature or inclination in the surface of the object to be measured, an error occurs in the displacement measurement value of the light detection position.

도 2는 형상 측정 장치(101)와 물체의 표면(102) 사이의 거리 및 물체의 표면의 굴곡에 따른 광검출 위치의 변위에 대한 오차를 나타낸 것이다. 2 shows an error in the displacement of the light detection position according to the distance between the shape measuring device 101 and the surface 102 of the object and the curvature of the surface of the object.

상기 도 2의 그래프에 나타난 바와 같이, 물체의 표면(102)이 형상 측정 장치(101)에 대해 경사진 상태인 경우에는 공칭거리를 기준으로 물체 표면의 변위가 커질수록 광검출 위치의 변화의 오차도 커지며, 상기 오차값은 그 기울기, 굴곡의 정도가 클수록 더욱 커진다. As shown in the graph of FIG. 2, when the surface 102 of the object is inclined with respect to the shape measuring device 101, the change in the light detection position increases as the displacement of the object surface increases based on the nominal distance. The larger the error value, the larger the slope and degree of bending.

상기와 같이 종래의 형상 측정 장치에 의해서는 물체의 표면의 굴곡과 경사로 인해 형상 측정 장치의 측정값에 오차가 발생하여, 물체 표면의 형상을 정확하게 측정하지 못하는 문제점이 있었다. As described above, in the conventional shape measuring apparatus, an error occurs in the measured value of the shape measuring apparatus due to the curvature and the inclination of the surface of the object, and thus there is a problem in that the shape of the object surface cannot be accurately measured.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 물체 표면에 굴곡이 있는 경우에도 보다 정확하게 물체 표면의 형상을 측정할 수 있는 형상 측정 장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention devised to solve the above problems is to provide a shape measuring apparatus that can more accurately measure the shape of the surface of the object even when there is a bend on the surface of the object.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 형상 측정 장치는 측정대상인 물체의 표면으로 빛을 조사시키는 광원; 상기 물체의 표면에서 반사된 빛을 소정의 광감지면 상에서 검출하고 상기 물체의 표면과의 사이의 거리에 따라 상 기 광감지면 상의 각각 다른 위치에서 빛이 수광되는 광검출수단; 상기 광검출수단과 상기 물체의 표면 사이의 거리가 소정의 거리(공칭거리)를 유지하도록 상기 광검출수단의 위치를 조절하는 구동수단; 상기 구동수단에 의해 상기 광검출수단이 변위된 거리를 측정하는 측정수단을 포함한다. Shape measuring apparatus of the present invention devised to solve the above problems is a light source for irradiating light to the surface of the object to be measured; Light detecting means for detecting light reflected from the surface of the object on a predetermined light-sensing surface and receiving light at different positions on the light-sensing surface according to a distance between the object and the surface of the object; Driving means for adjusting the position of the light detecting means so that the distance between the light detecting means and the surface of the object maintains a predetermined distance (nominal distance); And measuring means for measuring a distance at which the light detecting means is displaced by the driving means.

본 발명에서, 상기 광검출수단은 CCD 센서인 것이 바람직하다. In the present invention, the light detecting means is preferably a CCD sensor.

본 발명에서, 상기 광원은 상기 광검출수단과 하나의 패키지로 상기 구동수단에 의해 위치가 조절되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the light source is adjusted in position by the driving means in one package with the light detecting means.

본 발명에서, 상기 구동수단은 소정의 선 방향으로 구동하는 모터인 것이 바람직하다. In the present invention, the drive means is preferably a motor for driving in a predetermined line direction.

본 발명에서, 상기 구동수단은 상기 광검출수단과 상기 물체의 표면 사이 거리가 소정의 기준거리(공칭거리)일 때의 상기 광감지면 상의 빛의 수광 위치에 대해, 형상 측정시 상기 광감지면 상에 빛이 수광되는 위치의 변위가 줄어들도록 상기 광검출수단의 위치를 바꾸는 것이 바람직하다. In the present invention, the driving means is the light sensing surface when measuring the shape with respect to the light receiving position of the light on the light sensing surface when the distance between the light detecting means and the surface of the object is a predetermined reference distance (nominal distance) It is preferable to change the position of the light detecting means so that the displacement of the position at which light is received on the image is reduced.

본 발명에서, 상기 물체의 표면 위쪽의 소정의 평면상에서 이동하며 빛을 조사시키는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to irradiate light while moving on a predetermined plane above the surface of the object.

본 발명에서, 상기 구동수단은 상기 물체의 표면 위쪽의 소정의 평면에 대해서 수직인 방향으로 상기 광검출수단을 이동시켜 위치를 조절하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the driving means adjusts the position by moving the light detecting means in a direction perpendicular to a predetermined plane above the surface of the object.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한 다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 3은 본 발명의 형상 측정 장치의 일 실시예의 이송 방법을 나타낸 것이다. Figure 3 shows a conveying method of an embodiment of a shape measuring device of the present invention.

도 3의 실시예에서 본 발명의 형상 측정 장치에 구비된 광원 및 광검출장치는 하나의 광센서 패키지(301)로 구분되어 함께 이동하며, 상기 광센서 패키지로부터 형상 측정의 대상인 물체의 표면(302)으로 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛이 난반사 된 일부가 다시 상기 광센서 패키지로 입사하여 상기 물체의 형상을 측정한다. In the embodiment of FIG. 3, the light source and the photodetector provided in the shape measuring apparatus of the present invention are divided into one optical sensor package 301 and move together, and the surface 302 of the object that is the object of shape measurement from the optical sensor package. The light is irradiated with the light, and the part of the irradiated light is reflected back to the optical sensor package to measure the shape of the object.

상기 실시예에서, 상기 형상 측정 장치는 물체의 표면을 위에서 스캔하면서 이송되어 형상을 측정한다. 빛을 방출하는 광원 및 검출하는 광검출수단을 포함하는 광센서 패키지(301)는 물체의 표면(302)과 일정한 거리를 유지하며 이송되는데(303), 상기 일정한 거리를 유지하기 위해 물체의 표면상의 소정의 평면상에서만 움직이지 않고, 상기 평면에 수직인 방향으로 위치를 달리한다. In this embodiment, the shape measuring device is conveyed while scanning the surface of the object from above to measure the shape. The optical sensor package 301 including a light source for emitting light and photodetecting means for detecting is transported at a constant distance from the surface 302 of the object (303), on the surface of the object to maintain the constant distance. It does not move only on a predetermined plane, but changes its position in a direction perpendicular to the plane.

도 4는 본 발명의 형상 측정 장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. Figure 4 shows an embodiment of the shape measuring apparatus of the present invention.

도 4의 실시예에서 본 발명의 형상 측정 장치는 광원과 광검출수단을 구비한 광센서 패키지(401), 상기 광센서 패키지에 부착되어 수직 방향으로 구동하는 구동수단(403), 상기 구동수단을 지지하며 상기 구동수단에 의한 광센서 패키지의 구동 정도를 측정하는 측정수단(404)을 포함한다. In the embodiment of FIG. 4, the shape measuring apparatus of the present invention includes an optical sensor package 401 having a light source and a light detecting means, a driving means 403 attached to the optical sensor package to drive in a vertical direction, and the driving means. And measuring means 404 for supporting and measuring the driving degree of the optical sensor package by the driving means.

상기 실시예에서 형상 측정 장치는 전체적으로 물체의 표면(402) 위의 소정의 평면상에서 이송되며, 물체의 표면으로 빛을 조사시키고 반사된 빛을 검출하여 물체의 형상을 측정한다. In the above embodiment, the shape measuring device is generally transported on a predetermined plane on the surface 402 of the object, and irradiates light onto the surface of the object and detects the reflected light to measure the shape of the object.

상기 실시예에서 광센서 패키지(401)에는 물체의 표면으로 빛을 조사하는 광원과 상기 물체의 표면으로부터 반사된 빛을 검출하는 광검출수단이 구비되는데, 상기 광원과 상기 광검출수단은 하나의 패키지로 묶여 함께 이송되고 구동한다. In the embodiment, the optical sensor package 401 is provided with a light source for irradiating light to the surface of the object and light detection means for detecting the light reflected from the surface of the object, the light source and the light detection means is a package Tied together and transported together and driven.

상기 광원으로부터 물체의 표면으로 방출되어 반사된 빛이 상기 광검출수단에서 검출되는 과정은 종래의 형상 측정 장치에서 물체로 빛을 조사하고 물체의 표면에서 난반사 된 빛을 검출하는 것과 크게 다르지 않다. The process of detecting light reflected and emitted from the light source to the surface of the object by the light detecting means is not much different from that of irradiating light onto the object and detecting diffusely reflected light from the surface of the object in the conventional shape measuring apparatus.

광원으로부터는 측정대상인 물체의 표면으로 빛이 조사되는데, 상기 광원은 도 1b에 나타난 광원 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다. Light is emitted from the light source to the surface of the object to be measured, and the light source preferably includes a light source diode shown in FIG. 1B.

광검출수단은 소정의 광감지면 상에서 상기 물체의 표면으로부터 난반사 된 빛을 검출한다. 상기 광검출수단에서 빛이 수광되는 광감지면으로는 도 1b에 나타난 광검출 다이오드와 같은 것이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 광검출수단 전체는 특히 전하결합소자(charge coupled device: CCD)를 이용한 센서로 형성되는 것이 바람직하다. The light detecting means detects light that is diffusely reflected from the surface of the object on a predetermined light sensing surface. It is preferable that the same as the light detecting diode shown in FIG. 1B is used as the light sensing surface on which light is received by the light detecting means. In particular, the entire photodetection means is preferably formed of a sensor using a charge coupled device (CCD).

상기 광검출수단의 광감지면에 빛이 수광되는 위치는 도 1b에 나타난 것과 같이 광검출수단과 물체의 표면 사이의 거리에 따라 달라진다. The position at which light is received on the light sensing surface of the light detecting means depends on the distance between the light detecting means and the surface of the object as shown in FIG.

상기 도 4의 실시예에서는 광검출수단이 포함된 광센서 패키지(401)와 물체의 표면(402) 사이의 거리를 일정하게 유지하며, 특히 상기 거리를 특정의 거리(공칭거리, y)로 유지한다. 상기 광검출수단의 광감지면 상의 일정한 위치에 빛이 수광되도록 상기 광센서 패키지(401)와 물체의 표면(402) 사이의 거리를 일정하게 유지하며, 특히 상기 광검출수단의 광감지면 상에 빛이 수광되는 위치는 광검출수단과 물체의 표면 사이가 특정의 거리(공칭거리)일 때 빛이 수광되는 위치이다. In the embodiment of FIG. 4, the distance between the optical sensor package 401 including the photodetecting means and the surface 402 of the object is kept constant, and in particular, the distance is maintained at a specific distance (nominal distance, y). do. The distance between the optical sensor package 401 and the surface 402 of the object is kept constant so that light is received at a predetermined position on the light sensing surface of the light detecting means, and particularly on the light sensing surface of the light detecting means. The position at which light is received is the position at which light is received when the distance between the photodetecting means and the surface of the object is a certain distance (nominal distance).

상기 거리의 유지는 광검출수단의 광감지면 상에 빛이 수광되는 위치가 상기 공칭거리에서의 수광 위치에 대해 갖는 차이가 줄어들도록 상기 광검출수단 및 광센서 패키지(401)의 위치를 조절함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. The distance is maintained by adjusting the positions of the light detecting means and the optical sensor package 401 so that the difference in the position where the light is received on the light sensing surface of the light detecting means has a difference with respect to the light receiving position at the nominal distance is reduced. It is preferable to make.

상기 실시예에서 광검출수단을 포함한 광센서 패키지(401)의 위치 조절은 구동수단(403)에 의해 이루어진다. 상기 구동수단(403)은 상기 광센서 패키지(401)를 형상 측정 장치가 이송되는 소정의 평면에 대해 수직인 방향으로 이동시킨다. 상기 구동수단(403)은 선 방향으로 구동되는 모터인 것이 바람직하다. In the above embodiment, the position adjustment of the optical sensor package 401 including the light detecting means is performed by the driving means 403. The driving means 403 moves the optical sensor package 401 in a direction perpendicular to a plane in which the shape measuring device is conveyed. The driving means 403 is preferably a motor driven in a linear direction.

상기 실시예에서 광센서 패키지(401)는 구동수단(403)에 의해 수직방향으로 위치가 조절되어 물체의 표면(402)과 공칭거리(y)를 유지하며, 상기 구동수단(403)에 의한 위치 조절량은 측정수단(404)에 의해 계측된다. 상기 측정수단(404)은 모 터 등 구동수단에 의한 구동거리를 감지, 계측할 수 있는 것이라면 어떤 것이라도 무방하다. In this embodiment, the optical sensor package 401 is adjusted in the vertical direction by the driving means 403 to maintain the nominal distance y with the surface 402 of the object, the position by the driving means 403 The adjustment amount is measured by the measuring means 404. The measuring means 404 may be any one that can detect and measure the driving distance by the driving means such as a motor.

측정수단(404)을 기준으로 한 물체의 표면(402)까지의 거리정보(w)는 광센서 패키지(401)와 물체의 표면(402) 사이의 거리인 공칭거리와 측정수단을 기준으로 한 광센서 패키지의 위치정보의 합으로 이루어진다. The distance information w to the surface 402 of the object based on the measuring means 404 is a nominal distance, which is the distance between the optical sensor package 401 and the surface 402 of the object, and the light based on the measuring means. It consists of the sum of the location information of the sensor package.

상기 공칭거리(y)는 일정한 값으로 미리 정해진다. The nominal distance y is predetermined to a constant value.

광센서 패키지의 위치정보는, 광센서 패키지의 기준위치(x)와 광센서 패키지의 위치 조절량(z)의 합으로 이루어진다. 상기 광센서 패키지의 기준위치(x)는 물체의 표면이 특정한 기준 평면상에 위치할 때 측정수단을 기준으로 한 위치정보로 미리 측정되어 값이 정해진다. 상기 광센서 패키지의 위치 조절량(z)은 광센서 패키지가 구동수단에 의해 위치가 조절되는 양이다. The position information of the optical sensor package is made up of the sum of the reference position x of the optical sensor package and the position adjustment amount z of the optical sensor package. The reference position x of the optical sensor package is determined in advance by position information based on measurement means when the surface of the object is located on a specific reference plane. The position adjustment amount z of the optical sensor package is an amount by which the position of the optical sensor package is adjusted by the driving means.

상기 위치 조절량(z)은 광센서 패키지와 물체의 표면 사이를 공칭거리로 유지하기 위해 구동수단에 의해 광센서 패키지가 이송되는 거리인데, 물체의 표면상의 굴곡에 따라 그 값이 달라진다. The position adjustment amount z is a distance at which the optical sensor package is transferred by the driving means to maintain the nominal distance between the optical sensor package and the surface of the object, and its value varies depending on the curvature on the surface of the object.

삼각측정법에 의해 광검출수단과 물체의 표면 사이의 거리에 따라 달라지는 광검출수단 상의 빛이 수광 위치에 의해 물체의 형상을 측정하던 종래의 방식과 달리, 본 발명에서는 광검출수단의 위치를 조절하여 물체의 표면 사이의 거리를 유지하며 상기 거리의 유지를 위해 광검출수단의 위치를 조절한 양을 측정하여 물체의 형상을 측정한다. Unlike the conventional method in which light on the light detecting means, which varies according to the distance between the light detecting means and the surface of the object by triangulation, measures the shape of the object by the light receiving position, in the present invention, the position of the light detecting means is adjusted by adjusting The shape of the object is measured by measuring the amount of adjusting the position of the light detecting means to maintain the distance between the surface of the object and maintaining the distance.

종래의 방식에 의할 경우, 표면에 굴곡이 심하고 형상의 높이 변화가 많은 측정물의 경우는, 광센서의 작동영역이 넓어야 하므로, 물체의 표면까지의 거리값, 형상 측정값에 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었고, 형상 표면에 기울기가 있을 때 센서에 의한 측정 결과가 선형적으로 나타나지 않아 오차가 발생하였다. According to the conventional method, in the case of a measurement object having a severe bend on the surface and a large change in the height of the shape, the operating area of the optical sensor should be wide, so that the accuracy of the distance to the surface of the object and the measurement of the shape may be poor. When the surface was inclined, the measurement result by the sensor did not appear linearly, resulting in an error.

이에 대하여, 본 발명은 측정물과 광센서의 간격을 일정하게 유지하면서 모터에 의한 구동량을 감지하는데, 측정물과의 거리를 측정하는 센서의 작동영역이 작고 모터 등에 의한 구동량의 측정은 광센서의 광감지 위치의 측정보다 작은 오차가 발생하므로, 측정값의 정밀도가 높아지고 측정물의 표면에 굴곡이나 경사가 있을 때 발생하는 에러가 줄어든다. On the other hand, the present invention detects the amount of driving by the motor while maintaining a constant distance between the workpiece and the optical sensor, the operating area of the sensor for measuring the distance to the workpiece is small and the measurement of the amount of driving by the motor is optical Since a smaller error occurs than the measurement of the sensor's light sensing position, the accuracy of the measured value is increased and the error occurring when there is a bend or tilt on the surface of the workpiece is reduced.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 측정물과 광센서 사이의 거리를 일정하게 유지하여 측정물의 표면에 굴곡이 많은 경우에도 보다 정확하게 물체의 형상을 측정할 수 있다. As described above, according to the present invention, the shape of the object can be measured more accurately even when the surface of the workpiece has a large amount of curvature by keeping the distance between the workpiece and the optical sensor constant.

Claims (7)

측정대상인 물체의 표면으로 빛을 조사시키는 광원; 상기 물체의 표면에서 반사된 빛을 소정의 광감지면 상에서 검출하고 상기 물체의 표면과의 사이의 거리에 따라 상기 광감지면 상의 각각 다른 위치에서 빛이 수광되는 광검출수단; 상기 광검출수단과 상기 물체의 표면 사이의 거리가 소정의 거리(공칭거리)를 유지하도록 상기 광검출수단의 위치를 조절하는 구동수단; 상기 구동수단에 의해 상기 광검출수단이 변위된 거리를 측정하는 측정수단을 포함하는 형상 측정 장치. A light source for irradiating light to a surface of an object to be measured; Light detecting means for detecting light reflected from the surface of the object on a predetermined light-sensing surface and receiving light at different positions on the light-sensing surface according to a distance between the object and the surface of the object; Driving means for adjusting the position of the light detecting means so that the distance between the light detecting means and the surface of the object maintains a predetermined distance (nominal distance); And measuring means for measuring a distance at which the light detecting means is displaced by the driving means. 제 1항에 있어서, 상기 광검출수단은 CCD 센서인 것을 특징으로 하는 형상 측정 장치. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the light detecting means is a CCD sensor. 제 1항에 있어서, 상기 광원은 상기 광검출수단과 하나의 패키지로 상기 구동수단에 의해 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 형상 측정 장치. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the light source is adjusted in position by the driving means in one package with the light detecting means. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 광검출수단과 상기 물체의 표면 사이 거리가 소정의 기준거리일 때의 상기 광감지면 상의 빛의 수광 위치에 대해, 형 상 측정시 상기 광감지면 상에 빛이 수광되는 위치의 변위가 줄어들도록 상기 광검출수단의 위치를 바꾸는 것을 특징으로 하는 형상 측정 장치. 2. The image sensor according to claim 1, wherein the driving means is configured for the light receiving position of light on the light sensing surface when the distance between the light detecting means and the surface of the object is a predetermined reference distance. And the position of the light detecting means is changed to reduce the displacement of the position at which light is received. 제 1항에 있어서, 상기 물체의 표면 위쪽의 소정의 평면상에서 이동하며 빛을 조사시키는 것을 특징으로 하는 형상 측정 장치. 2. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the light is irradiated while moving on a predetermined plane above the surface of the object. 제 6항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 물체의 표면 위쪽의 소정의 평면에 대해서 수직인 방향으로 상기 광검출수단을 이동시켜 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 형상 측정 장치. 7. The shape measuring apparatus according to claim 6, wherein the driving means adjusts the position by moving the light detecting means in a direction perpendicular to a predetermined plane above the surface of the object.
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