KR100870922B1 - 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물을 측면 모아레 간섭계와 동축 광 간섭계를 이용하여 3차원형상을 측정할 수 있는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템에 관한 것으로, 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템은 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 촬상하는 촬상부(10)와, 촬상부(10)의 제1방향의 일측에 설치되어 반사영상이 발생되도록 검사대상물(1)로 백색조명을 조사하는 동축조명부(20)와, 촬상부(10)의 제2방향의 일측과 타측에 각각 설치되어 반사영상이 발생되도록 검사대상물로 격자무늬패턴조명을 조사하는 격자무늬패턴투영부(40)와, 촬상부(10)의 제1방향의 타측에 설치되어 동축조명부에서 검사대상물로 조사되는 백색조명을 분리 및 여과하여 여과된 광을 기준거울에 입사시키고 반사되는 광을 촬상부로 재조사하는 기준면발생부(30)로 구성됨을 특징으로 한다.

3차원, 형상, 측정, 모아레, 간섭계, 카메라, 조명, 격자

Description

다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템{System for Measuring Three Dimension Shape Using Multiple Interferometry}

도 1은 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 구성을 나타낸 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 평면도,

도 3은 도 2에 도시된 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 Ⅰ-Ⅰ선 단면 구성을 나타낸 도,

도 4는 도 2에 도시된 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 Ⅱ-Ⅱ선 단면 구성을 나타낸 도,

도 5는 도 3에 도시된 제1 내지 제3필터소자의 사시도,

도 6은 도 3에 도시된 대물렌즈유닛의 사시도,

도 7a 및 도 7b는 도 4에 도시된 핀홀유닛과 수광소자유닛의 구성을 상세히 나타낸 평면도,

도 8은 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정방법을 나타낸 흐름도,

도 9는 도 8에 도시된 측면 모아레 간섭계 측정방법을 상세히 나타낸 흐름 도,

도 10은 도 8에 도시된 동축 광 간섭계 측정방법을 상세히 나타낸 흐름도.

도 11은 도 8에 도시된 높이분포정보 산출방법 및 불량여부 판정방법을 상세히 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1: 검사대상물 2: 워크스테이지

10: 촬상부 20: 동축조명부

30: 기준면발생부 40:격자무늬패턴투영부

50: 초점감지부 60: 중앙제어부

70: 모듈제어부 80: 영상획득부

90: 초점신호획득부

본 발명은 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물을 측면 모아레 간섭계와 동축 광 간섭계를 이용하여 3차원형상을 측정할 수 있는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템에 관한 것이다.

3차원형상 시스템은 이송테이블, 투영부, 획득부 및 영상처리부로 구성되며, 이러한 구성을 갖는 3차원형상 시스템을 이용하여 검사대상물의 3차원형상을 측정 하는 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

검사대상물의 3차원형상을 측정하기 위해 기준면에 해당하는 기준위상을 산출하게 된다. 기준위상은 검사대상물의 3차원형상을 측정시 사용되는 기준면으로 투영부를 구성하는 광원, 투영격자 및 투영렌즈를 통해 기준면으로 격자 패턴을 측면으로 투영한다. 기준면에 격자 패턴의 투영시 N-버킷알고리즘(bucket algorithm)을 적용할 수 있도록 투영격자를 PZT(piezoelectric) 등과 같은 구동장치로 미소 이송하면서 기준면으로 투영하고, 기준면에서 반사되는 격자패턴 영상은 획득부의 카메라에서 촬상하여 영상처리부의 영상보드로 전송한다. 영상처리부에서 격자패턴 영상이 전송되면 N-버킷 알고리즘을 적용하여 기준면에 대한 기준위상을 획득한다.

기준면에 해당하는 기준위상이 획득되면 검사대상물의 위상을 획득한다. 검사대상물은 이송테이블에 의해 검사위치로 이송되며, 검사대상물이 검사위치로 이송되면 기준면으로 격자패턴을 투영하는 것과 동일하게 투영부에서 격자패턴을 검사대상물의 측면으로 투영한다. 격자패턴의 투영시 N-버킷알고리즘을 적용할 수 있도록 구동기를 통해 격자를 미소 이송하면서 측정면으로 격자패턴을 투영하고, 측정면에서 반사되는 격자패턴 영상을 획득부의 카메라에서 촬상하여 영상처리부로 전송한다. 영상처리부는 전송된 격자패턴 영상을 버킷알고리즘을 적용하여 검사대상물의 물체위상을 획득한다.

기준위상과 물체위상이 얻어지면 기준위상에서 물체위상을 감하여, 모아레 위상을 획득한다. 모아레 위상이 획득되면 획득된 모아레 위상을 이용하여 검사대상물의 높이정보를 산출하여 검사대상물의 3차원형상을 측정하게 된다.

종래와 같이 구성된 3차원형상 시스템과 이를 이용하여 검사대상물의 3차원형상을 측정시 검사대상물의 측면으로 격자패턴을 투영한 후 검사대상물에 맺힌 격자패턴의 영상을 촬상하고, 촬상된 격자패턴 영상을 이용하여 검사대상물의 높이를 측정시 검사대상물에 격자패턴의 영상이 맺히지 않는 거울이나 유리면과 같은 경면반사면이 있는 경우에 정확하게 검사대상물의 3차원형상을 측정할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물의 경우에 검사대상물을 측면 모아레 간섭계와 동축 광 간섭계를 이용하여 3차원형상을 측정할 수 있는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 검사대상물의 3차원형상 측정시 자동으로 초점을 조정할 수 있는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템은 검사대상물에서 반사되는 반사영상을 촬상하는 촬상부와, 촬상부의 제1방향의 일측에 설치되어 반사영상이 발생되도록 검사대상물로 백색조명을 조사하는 동축조명부와, 촬상부의 제2방향의 일측과 타측에 각각 설치되어 반사영상이 발생되도록 검사대상물로 격자무늬패턴조명을 조사하는 격자무늬패턴투영부와, 촬상부의 제1방향의 타측에 설치되 어 동축조명부에서 검사대상물로 조사되는 백색조명을 분리 및 여과하여 여과된 광을 기준거울에 입사시키고 반사되는 광을 촬상부로 재조사하는 기준면발생부로 구성됨을 특징으로 한다.

삭제

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 Ⅰ-Ⅰ선 단면 구성을 나타낸 도이며, 도 4는 도 2에 도시된 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템의 Ⅱ-Ⅱ선 단면 구성을 나타낸 도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템은 검사대상물(1)의 관심영역이 난반사가 발생되는 경우에 측면 모아레 간섭계를 이용하여 측정하고, 경면반사가 발생되는 경우에 동축 광 간섭계를 이용하여 검사대상물(1)의 관심영역을 측정하기 위해 촬상부(10)와 동축조명부(20)와 기준면발생부(30)와 초점감지부(50)는 각각 워크스테이지(2)의 표면에 대해 수직이 되도록 설치되며, 격자무늬패턴투영부(40)는 경사지도록 설치되어 구성된다. 이러한 설치 구성을 갖는 촬상부(10), 동축조명부(20), 기준면발생부(30), 격자무늬패턴투영부(40), 초점감지부(50) 및 시스템제어부(60,70,80,90)의 구성을 순차적으로 설명 하면 다음과 같다.

촬상부(10)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 워크스테이지(2)(워크스테이지(2)는 X-Y 테이블이 적용됨)에 의해 이송되어 검사위치로 이송된 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 촬상하기 위해 카메라(11), 결상렌즈(12), 제1필터소자(13), 제1광분할기(14), 원형램프(15), 대물렌즈유닛(lens unit)(16) 및 제3광분할기(17)로 구성된다.

카메라(11)는 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 촬상하며, 결상렌즈(12)는 검사대상물(1)에서 반사되어 조사되는 반사영상을 카메라(11)로 조사하기 위해 카메라(11)의 하측에 설치된다. 결상렌즈(12)의 하측에는 제1필터소자(13)가 설치되어 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 여과시켜 결상렌즈(12)로 투과시키며, 제1필터소자(13)의 하측에 제1광분할기(14)가 설치된다. 제1광분할기(14)는 동축조명부(20)에 조사되는 백색조명을 검사대상물(1)로 조사하기 위해 광경로를 변경하여 조사한다. 검사대상물(1)로 백색조명이 조사되도록 광경로를 변경하는 제1광분할기(14)의 하측에 원형램프(15)가 설치된다.

원형램프(15)는 제1광분할기(14)의 하측에 설치되어 카메라(11)의 초점을 조정하거나 검사대상물(1)의 2차원형상을 측정하기 위해 검사대상물(1)로 램프조명을 발생하여 조사하며, 대물렌즈유닛(16)은 제1광분할기(14)에서 변경된 광경로로 분할되어 조사되는 백색조명을 검사대상물(1)로 조사하거나 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 카메라(11)로 조사하기 위해 원형램프(15)의 하측에 이동 가능하도록 설치된다.

대물렌즈유닛(16)의 하측에는 제3광분할기(17)가 설치된다. 제3광분할기(17)는 백색조명을 분할하여 검사대상물(1)로 조사하거나 기준거울로 조사하여 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상과 기준거울에서 반사되는 반사영상을 조사받아 제1필터소자(13)로 조사하게 된다.

상기의 구성 중 대물렌즈유닛(16)은 도 6에 도시된 바와 같이 대물렌즈이송기구(16a), 대물렌즈설치부재(16b) 및 서로 다른 확대 배율을 갖는 다수개의 대물렌즈(16c,16d,16e)로 구성된다. 서로 다른 확대 배율을 갖는 다수개의 대물렌즈(16c,16d,16e)는 대물렌즈설치부재(16b)에 설치된다. 대물렌즈이송기구(16a)는 대물렌즈설치부재(16b)의 일측에 설치되어 대물렌즈(16c,16d,16e)를 수평 및 수직방향으로 이송시키기 위해 랙 앤 피니언(rack and pinion), 볼스크류(ball screw) 또는 리니어모터(linear motor) 등이 적용된다. 이러한 다양한 직선이송기구가 적용되는 대물렌즈이송기구(16a)는 모듈제어부(70)의 대물렌즈제어기(75)의 제어에 의해 대물렌즈(16c,16d,16e)를 수평방향으로 이송시켜 대물렌즈(16c,16d,16e)를 촬상부(10)의 하측에 정렬하거나, 대물렌즈(16c,16d,16e)를 수직방향으로 승/하강시켜 카메라(11)의 초점을 자동으로 조정할 수 있도록 한다.

촬상부(10)의 대물렌즈유닛(16)의 초점이 조정되면 촬상부(10)에서 동축 광 간섭계 측정을 위해 반사영상을 촬상할 수 있도록 검사대상물(1)로 백색조명을 조사하게 된다. 백색조명을 조사하는 동축조명부(20)는 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 촬상부(10)의 제1방향(Y)의 일측에 설치되며, 제1조명소자(21), 제1집광 렌즈(22), 제2필터소자(23), 제2집광렌즈(24) 및 반사거울(25)로 구성된다.

제1조명소자(21)는 할로겐 램프, 제논 램프 또는 LED램프 등이 적용되어 백색조명을 발생하게 된다. 제1조명소자(21)에서 발생된 백색조명을 집광시켜 조사하기 위해 제1조명소자(21)의 하측에 제1집광렌즈(22)가 설치된다. 제1집광렌즈(22)의 하측에는 제1집광렌즈(22)에서 집광된 후 조사되는 백색조명을 여과시켜 투과시키기 위해 제2필터소자(23)가 설치된다. 제2필터소자(23)의 하측에는 여과된 백색조명을 집광시켜 조사하기 위해 제2집광렌즈(24)가 설치되고, 제2집광렌즈(24)의 하측에는 제2집광렌즈(24)에서 집광된 후 조사되는 백색조명을 반사시키기 위해 반사거울(25)이 설치된다. 반사거울(25)은 제2집광렌즈(24)로부터 조사되는 백색조명을 초점감지부(50)가 설치되는 경우에 제2광분할기(51)를 투과한 후 촬상부(10)의 제3광분할기(17)에 의해 검사대상물(1)이나 기준면발생부(30)로 조사될 수 있도록 반사시킨다.

검사대상물(1)로 백색조명이 조사되어 반사되는 반사영상을 촬상부(10)로 조사하기 위해 촬상부(10)의 제1방향(Y)의 타측에 기준면발생부(30)가 설치된다. 기준면발생부(30)는 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 블록필터(block filter)(31), 블록필터이송기구(31a), 기준거울(32) 및 거울이송기구(32a)로 구성된다. 블록필터(31)의 일측에는 모듈제어부(70)의 필터제어기(73)에 의해 제어되는 블록필터이송기구(31a)가 설치된다. 블록필터이송기구(31a)는 블록필터(31)를 도 4에 도시된 화살표방향과 수직방향으로 승/하강되도록 도시되어 있으나, 이는 블록필터(31)의 이송을 설명하기 위한 한 예이며 수평방향 즉, 도 4의 도면을 뚫고 지나가는 방향으로도 설치할 수 있다.

기준거울(32)의 전면에 블록필터(31)가 위치되거나 반대로 위치되지 않도록 블록필터이송기구(31a)에 의해 이송되어 온/오프(on/off)되는 블록필터(31)는 온(블록필터(31)가 기준거울(32)의 전면에 위치하는 경우)이 되는 경우에는 모아레 간섭계의 카메라(11)의 초점을 조정하거나 기준거울(32)로 입사되는 동축조명을 여과하거나 흡수함으로써 검사대상물(1)의 난반사에 따른 3차원형상을 측정할 수 있게 된다. 반대로, 블록필터(31)가 오프시에는 동축 간섭계의 카메라(11)의 초점을 조정하거나 기준거울(32)에서 반사되는 반사영상과 경면반사에 따른 반사영상을 카메라(11)로 반사시킴으로써 검사대상물(1)의 경면반사에 따른 3차원형상을 측정할 수 있게 된다. 즉, 블록필터(31)가 전면에 위치하지 않는 상태에서 기준거울(32)은 백색조명으로부터 검사대상물(1)에 조사되는 광을 분할 조사받아 재반사하여 기준거울(32)을 통해 반사되는 반사영상을 제3광분할기(17)를 통해 카메라(11)가 촬상할 수 있도록 한다.

검사대상물(1)로 조사되는 백색조명을 분할 조사받아 재반사시키는 기준거울(32)은 일측에 설치되는 거울이송기구(32a)에 의해 스캐닝 범위 즉, 기준거울(32)의 이송거리 내에서 스텝별로 이송하게 된다. 기준거울(32)을 모듈제어부(70)의 기준거울제어기(74)에 의해 제어되는 거울이송기구(32a)에 스캐닝 범위 내에서 스텝(step)별로 이송하는 경우에 매 이송시마다 촬상부(10)의 카메라(11)에서 백색조명에 따른 반사영상을 촬상하게 된다. 기준거울(32)의 이송시 마다 반사영상이 촬상되면 중앙제어부(60)는 이를 이용하여 경면반사가 발생되는 검사대상물(1)의 3차원형상을 측정하게 된다.

백색조명에 따른 동축 광 간섭계의 측정과 더불어 난반사가 발생되는 검사대상물(1)을 측정하기 위한 측면 모아레 간섭계의 측정을 위해 격자무늬패턴투영부(40)가 구비된다.

격자무늬패턴투영부(40)는 도 1, 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 촬상부(10)의 제2방향(X)의 일측과 타측에 각각 설치되어 검사대상물(1)에서 반사영상이 반사되도록 검사대상물(1)로 격자무늬패턴조명을 조사하게 된다. 검사대상물(1)의 양측면으로 각각 격자무늬패턴조명을 조사하는 격자무늬패턴투영부(40)는 각각 제2조명소자(41), 격자소자(42), 격자이송기구(42a), 제3집광렌즈(43) 및 제3필터소자(44)로 구성된다.

제2조명소자(41)는 조명원(41a), 집광렌즈(41b,41c)로 구성되어 조명을 발생하게 된다. 제2조명소자(41)에서 조명이 발생되면 제2조명소자(41)의 하측에 설치되는 격자소자(42)에 의해 격자무늬패턴조명이 발생하게 된다. 격자무늬패턴조명을 발생하는 격자소자(42)는 일측에 설치되는 격자이송기구(42a)에 의해 미세 이송되도록 구동되며, 격자이송기구(42a)는 PZT(Piezoelectric)이송기구가 적용되거나 미세직선이송기구가 적용됨)는 모듈제어부(70)의 격자제어기(72)에 의해 제어되어 격자소자(42)를 이송시키게 된다. 격자소자(42)는 측면 모아레 간섭계 측정을 위해 격자이송기구(42a)에 의해 N번 이송되며, 각 이송마다 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 촬상부(10)의 카메라(11)가 촬상하게 된다.

카메라(11)가 격자무늬패턴조명에 따른 반사영상을 촬상할 수 있도록 하기 위해 격자소자(42)에서 격자무늬패턴조명이 발생되면 이를 집광하여 검사대상물(1)로 조사할 수 있도록 격자소자(42)의 하측에 제3집광렌즈(43)가 설치된다. 제3집광렌즈(43)의 하측에는 제3필터소자(44)가 설치되어 제3집광렌즈(43)에서 조사되는 격자무늬패턴조명을 여과시켜 검사대상물(1)로 조사하게 된다. 이와 같이 격자무늬패턴조명을 여과시키거나 백색조명 또는 반사영상 등을 여과시켜 조사하는 제1 내지 제3필터소자(13,23,44)는 도 5에 도시된 바와 같이 필터장착부재(3a), 서로 다른 주파수 통과대역을 갖는 다수개의 필터(4a,4b,4c,4d) 및 필터회전기구(13a,23a,44a)로 구성된다.

필터장착부재(3b)에는 적어도 하나 이상의 서로 다른 통과대역을 갖는 필터(4a,4b,4c,4d)가 설치되며, 필터장착부재(3b)의 일측에는 필터장착부재(3b)를 회전축(r2)을 중심으로 회전시키기 위해 회전축(r1)을 중심으로 회전되는 필터회전기구(13a,23a,44a)가 설치된다. 필터회전기구(13a,23a,44a)는 모듈제어부(70)의 필터제어기(73)에 의해 제어되어 필터장착부재(3b)에 설치된 필터(4a)의 정렬축(a1)이 결상렌즈(12), 제1집광렌즈(22) 또는 제3집광렌즈(43)에 정렬되어 회전시켜 필터(4a)로 교체하게 된다. 통과대역을 필터(4a)로 교체하기 위해 필터회전기구(13a,23a,44a)와 필터장착부재(3b)는 도 5에서와 같이 벨트(3a)로 연결되거나 기어를 이용하여 직접 치합시켜 구성할 수 있다.

제3필터소자(44)를 통해 격자무늬패턴조명이 여과되어 검사대상물(1)로 조사되면 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상을 카메라(11)가 촬상하게 된다. 카메라(11)가 제3필터소자(44)를 통해 조사되는 격자무늬패턴조명을 이용하여 검사대상 물(1)에서 반사되는 반사영상을 N번 촬상하면 중앙제어부(60)는 촬상된 N개의 반사영상을 이용하여 난반사되는 검사대상물(1)의 3차원형상을 측정할 수 있게 된다.

난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물(1)의 3차원형상 측정시 카메라(11)의 초점을 자동으로 조정할 수 있도록 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 촬상부(10)와 동축조명부(20) 사이에 초점감지부(50)가 설치되어 촬상부(10)의 초점을 감지하게 된다. 촬상부(10) 즉, 카메라(11)의 초점을 감지하기 위해 초점감지부(50)는 제2광분할기(51), 제4집광렌즈(52), 핀홀유닛(pin hole unit)(53) 및 수광소자유닛(54)으로 구성된다.

제2광분할기(51)는 초점감지부(50)의 하측에 설치되어 검사대상물(1)에서 반사되는 반사영상(여기서, 반사영상은 원형램프(15)에서 발생된 램프조명, 격자무늬패턴투영부 또는 동축 조명부에서 발생된 백색조명이 검사대상물(1)로 조사되어 반사된 영상임)을 분할하여 조사하며, 제4집광렌즈(52)는 제2광분할기(51)에서 조사되는 반사영상을 집광하여 조사하기 위해 제2광분할기(51)의 상측에 설치된다. 제2광분할기(51)의 상측에 설치된 제4집광렌즈(52)의 상측에는 핀홀유닛(53)이 설치된다. 핀홀유닛(53)은 제4집광렌즈(52)를 통해 집광되어 조사되는 반사영상을 핀홀(53b)을 통해 투과시킨다. 핀홀(53b)을 통해 투과된 반사영상을 조사받아 전기신호로 변환하여 초점감지신호를 발생하기 위해 핀홀유닛(53)의 상측에 수광소자유닛(54)이 설치된다.

수광소자유닛(54)은 도 7a에 도시된 바와 같이 핀홀(53b)의 배열과 대응되는 위치에 다수개의 수광소자(54b)가 수광소자설치부재(54a)에 배열되어 설치되며, 핀홀유닛(53)은 도 7b에 도시된 바와 같이 핀홀형성부재(53a)에 다수개의 핀홀(53b)이 배열되어 형성된다. 이와 같이 다수개의 핀홀(53b)을 통해 투과되는 반사영상은 다수개의 수광소자(54b)로 각각 조사된다. 다수개의 수광소자(54b)로 반사영상이 조사되면 각각의 수광소자(54b)는 감지된 반사영상을 전기신호로 변환하여 다수개의 초점감지신호를 발생하고, 발생된 초점감지신호를 초점신호획득부(90)에서 획득하게 된다. 초점신호획득부(90)는 초점감지신호가 획득되면 이를 디지털신호로 변환하여 중앙제어부(60)로 전송한다. 중앙제어부(60)는 전송된 초점감지신호를 이용하여 미리 저장된 초점정보와 비교하여 일치되지 않는 경우에는 대물렌즈제어신호를 발생하게 된다. 중앙제어부(60)에서 대물렌즈제어신호가 발생되면 이를 모듈제어부(70)의 대물렌즈제어기(75)에서 수신받아 대물렌즈이송기구(16a)를 구동시켜 대물렌즈유닛(16)을 이송시켜 카메라(11)의 초점을 조정하게 된다.

초점을 조정하기 위해 초점감지부(50)의 수광소자유닛(54)으로부터 출력되는 초점감지신호를 수신받고, 대물렌즈이송기구(61a)를 구동하는 등 워크스테이지(2), 촬상부(10)와 동축조명부(20)와 기준면발생부(30)와 격자무늬패턴투영부(40)를 전반적으로 제어하기 위해 시스템제어부(60,70,80,90)가 구비된다. 시스템제어부(60,70,80,90)는 초점감지부(50)에서 출력되는 초점감지신호를 수신받아 촬상부(10) 즉 카메라(11)의 초점을 제어하며, 격자무늬패턴투영부(40)와 동축조명부(20)를 제어하여 검사대상물(1)로 격자무늬패턴조명과 백색조명을 각각 조사하여 반사영상이 촬상부(10)에서 획득되면 이를 수신받아 검사대상물(1)의 3차원형상을 측정하게 된다.

검사대상물(1)의 3차원형상을 측정하기 위해 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템을 전반적으로 제어하는 시스템제어부(60,70,80,90)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 중앙제어부(60), 모듈제어부(70), 영상획득부(80) 및 초점신호획득부(90)로 구성된다.

시스템제어부(60,70,80,90) 중 초점신호획득부(90)는 수광소자유닛(54)으로부터 출력되는 초점감지신호를 수신받아 디지털신호로 변환한 후 중앙제어부(60)로 출력하여 현재 카메라(11)의 초점이 조정되었는지 여부를 중앙제어부(60)에서 인식할 수 있도록 하며, 영상획득부(80)는 카메라(11)에서 촬상된 반사영상을 수신받아 디지털신호로 처리하여 반사영상신호를 중앙제어부(60)로 출력한다.

중앙제어부(60)로 출력되는 초점감지신호나 반사영상신호를 발생하기 위해 영상획득부(80)와 초점신호획득부(90), 촬상부(10), 기준면발생부(30) 및 격자무늬패턴투영부(40) 등은 모듈제어부(70)가 제어하게 된다. 모듈제어부(70)는 중앙제어부(60)로부터 출력되는 제1내지 제3조명신호와 격자제어신호와 필터제어신호와 거울제어신호와 대물렌즈제어신호를 각각 수신받아 원형램프(15)와 제1 및 제2조명소자(21,41)와 격자이송기구(42a)와 제1 내지 제3필터소자(13,23,44)와 블록필터이송기구(31a)와 대물렌즈 이송기구(16a)를 각각 제어하게 된다. 추가적으로 모듈제어부(70)는 스테이지제어기(76)를 통해 스테이지이송기구(2a)를 제어하여 워크스테이지(2)에 위치한 검사대상물(1)을 검사위치로 이송한다. 여기서 검사위치는 검사대상물(1)의 측정하고자 하는 영역 즉, 측정 관심영역의 상측에 촬상부(10)가 위치되는 영역을 나타낸다.

검사대상물(1)을 검사위치로 이송하고, 이송된 검사대상물(1)을 측정하는 모듈제어부(70)는 조명제어기(71), 격자제어기(72), 필터제어기(73), 기준거울제어기(74), 대물렌즈제어기(75) 및 스테이지제어기(76)로 구성된다.

스테이지제어기(76)는 스테이지이송기구(2a)의 구동을 제어하여 워크스테이지(2)를 이송시킨다. 워크스테이지(2)의 이송에 의해 검사대상물(1)을 검사위치로 이송할 수 있게 된다. 검사대상물(1)이 검사위치로 이송되면 검사대상물(1)의 3차원형상을 측정하기 위해 조명제어기(71)는 중앙제어부(60)로부터 출력되는 제1 내지 제3조명신호를 수신받아 원형램프(15)와 제1조명소자(21)와 제2조명소자(41)를 각각 제어하여 격자무늬패턴조명, 백색조명 또는 2차원검사나 초점검사를 위해 적용되는 조명을 발생시킨다. 제2조명소자(41)에서 격자무늬패턴조명이 발생되면 격자제어기(72)는 중앙제어부(60)로부터 격자제어신호를 수신받아 격자이송기구(42a)를 제어하여 격자소자(42)를 미세 구동 즉, 이동시켜 검사대상물(1)로 격자무늬패턴조명이 조사될 수 있도록 한다.

필터제어기(73)는 중앙제어부(60)로부터 출력되는 필터제어신호를 수신받아 제1 내지 제3필터소자(13,23,44)와 블록필터이송기구(31a)를 제어하여 서로 다른 통과대역을 갖는 필터(4a,4b,4c,4d) 중 어느 하나를 선택하여 교체하게 된다. 필터(4a,4b,4c,4d)가 교체되고, 동축 광 간섭계의 측정시 기준거울제어기(74)는 중앙제어부(60)로부터 출력되는 거울제어신호를 수신받아 거울이송기구(32a)를 제어하여 기준거울(32)을 스캐닝 범위에서 스텝별로 이송시켜 검사대상물(1)로 백색조명을 조사하여 검사대상물(1)의 경면반사를 측정하게 된다. 경면반사나 난반사되는 검사대상물(1)의 측정시 촬상부(10)의 카메라(11)의 초점을 자동으로 조정하기 위해 대물렌즈제어기(75)는 중앙제어부(60)로부터 출력되는 대물렌즈제어신호를 수신받아 대물렌즈이송기구(16a)의 구동을 제어하여 대물렌즈유닛(16)을 승/하강시켜 카메라(11)의 초점을 조절하거나, 미리 중앙제어부(60)에 설정된 대물렌즈(16c,16d,16e)로 교체하게 된다.

대물렌즈(16c,16d,16e)를 교체하고 필터(4a,4b,4c,4d)를 교체하여 경면반사나 난반사되는 검사대상물(1)의 3차원형상을 측정하여 최종적으로 검사대상물(1)의 불량여부를 판정하는 중앙제어부(60)는 인터페이스보드(61), 이미지처리보드(62) 및 제어보드(63)로 구성된다. 제어보드(63)는 제1내지 제3조명신호와 격자제어신호와 필터제어신호와 거울제어신호와 대물렌즈제어신호를 각각 발생하여 인터페이스보드(61)를 통해 모듈제어부(70)로 전송하고, 초점신호획득부(90)로부터 출력되는 초점감지신호를 수신받아 카메라(11)의 초점을 조정하기 위한 대물렌즈제어신호를 발생하고, 영상획득부(80)로부터 출력되는 반사영상신호를 수신받아 검사대상물(1)의 3차원형상을 산출하여 검사대상물(1)의 불량여부를 판정하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템을 이용하여 검사대상물(1)의 3차원형상을 측정하는 방법을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물(1)을 측면 모아레 간섭계와 동축 광 간섭계 즉, WSI(White light Scanning Interferometer)를 이용하여 측정하기 위해 먼저, 워크스테이지(2)에 의해 검사대상물(1)을 검사위치로 이송하는 단계(S110)를 실시한다. 검사대상물(1)이 검사위치로 이송되면 중앙제어부(60)는 검사대상물(1)의 측정모드를 선택하는 단계(S120)를 실시한다. 측정모드의 선택시 중앙제어부(60)에 미리 측정모드의 순서 즉, 측면 모아레 간섭계를 먼저 실시한 후 동축 광 간섭계를 실시할 수 있도록 설정하거나 반대의 순서를 설정할 수 있다.

측정모드가 선택되면 중앙제어부(60)는 선택된 측정모드가 측면 모아레 간섭계 측정인지를 확인하는 단계(S130)를 실시한다. 확인 결과, 측면 모아레 간섭계 측정이 선택되면 중앙제어부(60)는 제1 및 제3필터소자(13,44)의 통과대역 필터(4a,4b,4c,4d)를 설정하고, 블록필터(31)를 온하여 초점감지부(50)로부터 출력되는 검사대상물(1)의 초점감지신호를 이용하여 대물렌즈유닛(16)을 조정하여 측면 모아레 간섭계 측정에 따른 카메라(11)의 초점을 조정하는 단계(S140)를 실시한다. 블록필터(31)의 온과 제1 및 제3필터소자(13,44)의 설정과 카메라(11)의 초점 조정이 완료되면 중앙제어부(60)는 모듈제어부(70)와 촬상부(10)와 격자무늬패턴투영부(40)를 각각 제어하여 측면 모아레 간섭계 측정을 실시하고 측면 모아레 간섭계 측정에 의해 획득된 반사영상을 이용하여 검사대상물(1)의 제1높이지도 및 제1저가시도 영역을 산출하는 단계(S150)를 실시한다.

검사대상물(1)의 제1높이지도 및 제1저가시도 영역이 산출되거나 측면 모아레 간섭계 측정인지를 확인하는 단계(S130)에서 확인 결과, 측면 모아레 간섭계 측정이 아니면 중앙제어부(60)는 제1 및 제2필터소자(13,23)의 통과대역 필터(4a,4b,4c,4d)를 설정하고, 블록필터(31)를 오프하여 초점감지부(50)로부터 출력되는 초점감지신호를 이용하여 대물렌즈유닛(16)을 조정하여 동축 광 간섭계 측정에 따른 카메라(11)의 초점을 조정하는 단계(S160)를 실시한다. 블록필터(31)의 오프와 제1 및 제2필터소자(13,23)의 통과대역 필터(4a,4b,4c,4d)의 설정과 카메라(11)의 초점 조정이 완료되면 중앙제어부(60)는 모듈제어부(70)와 촬상부(10)와 동축조명부(20)와 기준면발생부(30)를 각각 제어하여 동축 광 간섭계 측정을 실시하고, 동축 광 간섭계 측정에 획득된 반사영상을 이용하여 동축 광 간섭계 측정에 따른 검사대상물(1)의 제2높이지도 및 제2저가시도 영역을 산출하는 단계(S170)를 실시한다.

단계(S150,S170)에서 각각 제1높이지도 및 제1저가시도 영역의 산출과 제2높이지도 및 제2저가시도 영역이 산출되면 중앙제어부(60)는 보완 높이지도를 산출하고 이를 이용하여 검사대상물(1)의 높이분포정보를 산출하여 검사대상물(1)의 불량여부를 판정하는 단계(S180)를 실시한다.

검사대상물(1)의 높이분포정보를 산출하여 검사대상물(1)의 불량여부를 판정하기 위해 실시되는 측면 모아레 간섭계측정 과정을 첨부된 도면을 이용하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 9는 도 8에 도시된 측면 모아레 간섭계 측정방법을 상세히 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이 측면 모아레 간섭계 측정을 위해 실시되는 블록필터(31)의 온과 제1 및 제3필터소자(13,44)의 통과대역의 필터(4a,4b,4c,4d) 설정과 카메라(11)의 초점을 조정하는 단계(S140)는 먼저, 측면 모아레 간섭계 측정을 위해 중 앙제어부(60)는 필터제어기(73)를 제어하여 제1 및 제3필터소자(13,44)를 각각 통과대역의 필터(4a,4b,4c,4d)로 설정하는 단계(S141)를 실시한다.

블록필터(31)가 온이 되고 제1 및 제3필터소자(13,44)가 각각 설정된 통과대역의 필터(4a,4b,4c,4d)로 교체되면 중앙제어부(60)는 대물렌즈제어기(75)를 제어하여 대물렌즈(16c,16d,16e)의 배율을 설정하는 단계(S142)를 실시한다. 대물렌즈(16c,16d,16e)의 배율이 설정되면 중앙제어부(60)는 조명제어기(71)와 필터제어기(73)와 대물렌즈제어기(75)와 초점신호획득부(90)를 각각 제어하여 원형램프(15), 제1조명소자(21)나 제2조명소자(41)를 활성화시키고 블록필터(31)를 온시켜 검사대상물(1)로부터 반사되는 반사광을 초점감지부(50)를 통해 수신받아 대물렌즈유닛(16)을 이송시켜 카메라(11)의 초점을 조정하는 단계(S143)를 실시한다.

측면 모아레 간섭계 측정에 따른 카메라(11)의 초점 조정이 완료되면 측면 모아레 간섭계 측정에 의해 획득된 반사영상을 이용하여 검사대상물(1)의 제1높이지도 및 제1저가시도 영역을 산출하기 위해 단계(S150)는 먼저, 중앙제어부(60)는 검사대상물(1)의 제2방향(X)의 일측에 위치한 제2조명소자(41)가 선택되었는지 여부를 확인하는 단계(S151)를 실시한다. 제2방향(X)의 일측에 위치한 제2조명소자(41)가 선택되었으면 중앙제어부(60)는 제2방향(X)의 일측에 위치한 격자무늬패턴투영부(40)에서 검사대상물(1)로 격자무늬패턴조명을 조사한 후 반사되는 반사영상을 획득하여 제1위상지도를 산출한 후 그림자 및 포화영역을 정의하고 제2방향(X)의 타측에 위치한 격자무늬패턴투영부(40)에서 감사대상물(1)로 격자무늬패턴조명을 조사한 후 반사되는 영상을 획득하여 제2위상지도를 산출하여 그림자 및 포 화영역을 정의하는 단계(S152)를 실시한다.

제1위상지도로부터 그림자 및 포화영역이 정의됨과 아울러 제2위상지도로부터 그림자 및 포화영역을 정의하는 단계(S152)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제2방향(X)의 일측에 위치한 제2조명소자(41)가 선택되었으면 중앙제어부(60)는 설정된 밝기에 따라 조명제어기(71)를 제어하여 제2방향(X)의 일측에 위치한 제2조명소자(41)의 밝기를 조절하는 단계(S152a)를 실시한다. 제2방향(X)의 일측에 위치한 제2조명소자(41)의 밝기가 조절되면 중앙제어부(60)는 격자제어기(72)를 제어하여 제2방향(X)의 일측에 위치한 격자소자(42)를 N번 이송시키면서 매 이송마다 반사영상을 카메라(11)에서 촬상하여 저장하는 단계(S152b)를 실시한다. 반사영상이 저장되면 중앙제어부(60)는 N개의 반사영상에서 격자무늬패턴이 제거된 제1평균영상을 추출하여 저장하는 단계(S152c)를 실시한다. 제1평균영상이 추출되면 중앙제어부(60)는 N-버킷 알고리즘을 이용하여 제1위상지도를 산출하여 저장하는 단계(S152e)를 실시한다. 제1위상지도가 산출되면 중앙제어부(60)는 제1위상지도에서 그림자 및 포화영역을 산출하여 정의하는 단계(S152e)를 실시한다.

제1위상지도에서 그림자 및 포화영역이 산출되면 중앙제어부(60)는 검사대상물(1)의 제2방향(X)의 타측에 위치한 제2조명소자가 선택되었는지 여부를 확인하여 제2방향(X)의 타측에 위치한 제2조명소자(41)가 선택되면 설정된 밝기에 따라 조명제어기(71)를 제어하여 제2방향(X)의 타측에 위치한 제2조명소자(41)의 밝기를 조절하는 단계(S152f)를 실시한다. 제2방향(X)의 타측에 위치한 제2조명소자(41)의 밝기가 조절되면 중앙제어부(60)는 격자제어기(72)를 제어하여 제2방향(X)의 타측에 위치한 격자소자(42)를 N번 이송시키면서 매 이송마다 반사영상을 카메라(11)에서 촬상하여 저장하는 단계(S152g)를 실시한다. 반사영상이 저장되면 중앙제어부(60)는 N개의 반사영상에서 격자무늬패턴이 제거된 제2평균영상을 추출하여 저장하는 단계(S132h)를 실시한다. 제2평균영상이 추출되면 중앙제어부(60)는 N-버킷 알고리즘을 이용하여 제2위상지도를 산출하여 저장하는 단계(S152i)를 실시한다. 제2위상지도가 산출되면 중앙제어부(60)는 제2위상지도에서 그림자 및 포화영역을 산출하여 정의하는 단계(S152j)를 실시한다.

이상의 과정을 통해 제1위상지도로부터 그림자 및 포화영역이 정의됨과 아울러 제2위상지도로부터 그림자 및 포화영역이 정의되면 중앙제어부(60)는 제1 및 제2위상지도와 각각의 그림자 및 포화영역으로부터 통합 위상지도 및 통합 평균영상을 산출하는 단계(S153)를 실시한다. 통합 위상지도 및 통합 평균영상이 산출되면 중앙제어부(60)는 통합 위상지도 및 통합 평균영상을 이용하여 제1높이지도 및 제1저가시도 영역을 산출하여 정의 하는 단계(S154)를 실시한다.

측면 모아레 간섭계 측정을 이용하여 검사대상물(1)을 측정하는 작업이 완료되면 동축 광 간섭계 측정을 실시하게 된다. 동축 광 간섭계 측정을 위해 먼저 실시되는 블록필터(31)의 오프와 제1 및 제2필터소자(13,23)의 통과대역의 필터(4a,4b,4c,4d) 설정과 카메라(11)의 초점을 조정하는 단계(S160)는 먼저, 중앙제어부(60)에서 필터제어기(73)를 제어하여 제1 및 제2필터소자(13,23)를 각각 통과대역의 필터(4a,4b,4c,4d)로 설정하는 단계(S161)를 실시한다. 블록필터(31)가 오프가 되고 제1 및 제2필터소자(13,23)가 각각 설정된 통과대역의 필터(4a,4b,4c,4d)로 교체되면 중앙제어부(60)는 대물렌즈제어기(75)를 제어하여 대물렌즈(16c,16d,16e)의 배율을 설정하는 단계(S162)를 실시한다. 대물렌즈(16c,16d,16e)의 배율이 설정되면 중앙제어부(60)는 조명제어기(71)와 필터제어기(73)와 대물렌즈제어기(75)와 초점신호획득부(90)를 각각 제어하여 원형램프(15)나 제1조명소자(21)를 활성화시키고 블록필터(31)를 오프시켜 검사대상물(1)로부터 반사되는 반사광을 초점감지부(50)를 통해 수신받아 대물렌즈유닛(16)을 이송시켜 카메라(1)의 초점을 조정하는 단계(S163)를 실시한다.

동축 광 간섭계 측정에 따른 카메라(11)의 초점이 완료되면 검사대상물(1)의 제2높이지도 및 제2저가시도 영역을 산출하기 위해 단계(S170)는 먼저, 중앙제어부(60)에서 기준거울(32)의 스캐닝 범위와 이송 스텝 간격을 설정하는 단계(S171)를 실시한다.

기준거울(32)의 스캐닝 범위와 이송 스텝 간격이 설정되면 중앙제어부(60)는 설정된 밝기에 따라 조명제어기(71)를 제어하여 제1조명소자(21)의 밝기를 조절하는 단계(S172)를 실시한다. 제1조명소자(21)가 설정된 밝기로 조절되면 중앙제어부(60)는 기준거울제어기(74)를 제어하여 기준거울(32)을 N번 스텝 이송시키고 각 스텝 이송시마다 카메라(11)에서 반사영상을 촬상하고, 촬상된 반사영상을 획득하여 저장하는 단계(S173)를 실시한다. N개의 반사영상이 저장되면 중앙제어부(60)는 각 픽셀에서 스텝별 밝기 변화를 산출하는 단계(S174)를 실시한다. 각 픽셀에서 스텝별 밝기의 변화가 산출되면 중앙제어부(60)는 해당 픽셀에 위치한 검사대상물(1)의 높이 값과 제2높이지도를 산출하는 단계(S175)를 실시한다. 높이 값과 제2높이 지도가 산출되면 중앙제어부(60)는 높이 값과 제2높이지도로부터 제2저가시도 영역을 산출하는 단계(S176)를 실시하여 동축 광 간섭계 측정을 완료한다.

동축 광 간섭계 측정이나 측면 모아레 간섭계 측정을 통해 제1저가시도 영역과 제2가시도 영역이 산출되면 보완 높이지도를 산출하고 이를 이용하여 검사대상물의 높이분포정보를 산출하여 검사대상물(1)의 불량여부를 판정하는 단계(S180)를 실시한다. 이 단계(S180)는 도 11에 도시된 바와 같이 제1저가시도 영역과 제2가시도 영역이 산출되면 중앙제어부(60)는 제1 및 제2저가시도 영역을 이용하여 상호 보완이 가능한 제3저가시도 영역을 산출하는 단계(S181)를 실시한다. 제3저가시도 영역이 산출되면 중앙제어부(60)는 제1높이지도와 제2높이지도를 이용하여 상호 보완이 가능한 제3높이지도를 산출하는 단계(S182)를 실시한다. 제3높이지도가 산출되면 중앙제어부(60)는 제3높이지도로부터 기준평면에 대한 검사대상물의 높이분포정보를 산출하는 단계(S183)를 실시한다. 높이분포정보가 산출되면 중앙제어부(60)는 높이분포정보로부터 검사대상물(1)의 체적과 대표높이와 편심량을 산출하고 이를 기준으로 검사대상물(1)의 불량여부를 확인하는 단계(S184)를 실시하여 난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물(1)을 측면 모아레 간섭계와 동축 광 간섭계를 이용하여 3차원형상을 측정할 수 있게 된다.

이상에 설명한 바와 같이 본 발명의 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템은 난반사나 경면반사가 발생되는 검사대상물을 측면 모아레 간섭계와 동축 광 간섭계를 이용함으로써 보다 정밀 또는 정확하게 검사대상물의 3차원형상을 측정할 수 있는 이점을 제공하며, 검사대상물의 3차원형상 측정시 검사대상물의 반사특성에 따라 자동으로 초점을 조정할 수 있는 이점을 제공한다.

Claims (19)

1. 검사대상물에서 반사되는 반사영상을 촬상하는 촬상부(10)와,

   상기 촬상부의 일측에 설치되어 상기 반사영상이 발생되도록 검사대상물로 백색조명을 조사하는 동축조명부(20)와,

   상기 촬상부에 각각 설치되어 상기 반사영상이 발생되도록 검사대상물로 격자무늬패턴조명을 조사하는 격자무늬패턴투영부(40)와,

   상기 촬상부에 설치되어 동축조명부에서 검사대상물로 조사되는 백색조명을 분리 및 여과하여 여과된 광을 기준거울에 입사시키고 반사되는 광을 촬상부로 재조사하는 기준면발생부(30)와,

   상기 촬상부와 동축조명부의 사이에 설치되며 촬상부의 초점을 감지하기 위한 초점감지부(50)와,

   상기 촬상부와, 동축조명부와, 격자무늬패턴투영부, 기준면발생부 및 초점감지부를 각각 제어하기 위한 시스템제어부(60,70,80,90)로 구성되며,

   상기 초점감지부는 검사대상물에서 반사되는 반사영상을 분할하는 제2광분할기(51)와, 상기 제2광분할기의 상측에 설치된 제2광분할기에서 분할된 반사영상을 집광시켜 조사하는 제4집광렌즈(52)와, 상기 제4집광렌즈의 상측에 설치되어 제4집광렌즈에서 조사되는 반사영상을 투과시키는 핀홀유닛(53)과, 상기 핀홀유닛의 상측에 설치되어 핀홀유닛을 투과한 반사영상을 조사받아 전기신호로 변환하여 초점감지신호를 출력하는 수광소자유닛(54)으로 구성되며, 상기 핀홀유닛은 핀홀형성부재에 다수개의 핀홀이 배열되어 형성되며, 상기 수광소자유닛은 상기 핀홀의 배열과 대응되는 위치에 다수개의 수광소자가 수광소자설치부재에 배열되며,

   상기 시스템제어부는 상기 초점감지부에서 출력되는 초점감지신호를 수신받아 촬상부의 초점을 제어하며, 격자무늬패턴투영부와 동축조명부를 제어하여 검사대상물로 격자무늬패턴조명과 백색조명을 각각 조사하여 반사영상이 촬상부에서 획득되면 이를 수신받아 검사대상물의 3차원형상을 측정함을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상부는 검사대상물에서 반사되는 반사영상을 촬상하는 카메라와,

   상기 카메라의 하측에 설치되어 검사대상물에서 반사되어 반사영상을 상기 카메라로 조사하는 결상렌즈와,

   상기 결상렌즈의 하측에 설치되어 검사대상물에서 반사되는 반사영상을 여과시켜 투과시키는 제1필터소자와,

   상기 제1필터소자의 하측에 설치되어 상기 동축조명부에 조사되는 백색조명을 검사대상물로 조사하기 위해 광경로를 변경시키는 제1광분할기와,

   상기 제1광분할기의 하측에 설치되어 검사대상물로 램프조명을 발생하여 조사하는 원형램프와,

   상기 원형램프의 하측에 설치되어 상기 제1광분할기에서 분할되어 조사되는 백색조명을 검사대상물로 조사하거나 검사대상물에서 반사되는 반사영상을 카메라로 조사하는 대물렌즈유닛과,

   상기 대물렌즈유닛의 하측에 설치되어 백색조명을 분할하여 검사대상물로 조사하거나 검사대상물과 상기 기준면발생부에서 각각 반사되는 반사영상을 조사받아 다시 촬상부로 조사하는 제3광분할기로 구성되며,

   상기 대물렌즈유닛은 서로 다른 확대 배율을 갖는 다수개의 대물렌즈와, 상기 다수개의 대물렌즈가 설치되는 대물렌즈설치부재와, 상기 대물렌즈설치부재의 일측에 설치되어 대물렌즈설치부재를 수평 및 수직방향으로 이송시키는 대물렌즈이송기구로 이루어짐을 특징으로 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 동축조명부는 백색조명을 발생하여 조사하는 제1조명소자와,

   상기 제1조명소자의 하측에 설치되어 백색조명을 집광하여 조사하는 제1집광렌즈와,

   상기 제1집광렌즈의 하측에 설치되어 제2집광렌즈에서 조사되는 백색조명을 여과시켜 투과시키는 제2필터소자와,

   상기 제2필터소자의 하측에 설치되어 제2필터소자를 투과한 백색조명을 집광하여 조사하는 제2집광렌즈와,

   상기 제2집광렌즈의 하측에 설치되어 제2집광렌즈에서 조사되는 백색조명을 반사시키는 반사거울로 구성됨을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 기준면발생부는 검사대상물로 조사되는 동축조명을 여과하거나 흡수하는 블록필터와,

   상기 블록필터의 일측에 설치되어 블록필터를 이송시키는 블록필터이송기와,

   상기 블록필터를 투과하거나 블록필터를 거치지 않고 조사되는 입사광을 반사시키는 기준거울과,

   상기 기준거울의 일측에 설치되어 기준거울을 이송시키는 거울이송기구로 구성됨을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 격자무늬패턴투영부는 조명을 발생하는 제2조명소자와,

   상기 제2조명소자의 하측에 설치되어 격자무늬패턴 조명을 발생하는 격자소자와,

   상기 격자소자에 설치되어 격자소자를 미세 구동시키는 격자이송기구와,

   상기 격자소자의 하측에 설치되어 상기 격자소자를 통해 조사되는 격자무늬패턴조명을 집광하여 검사대상물로 조사하는 제3집광렌즈와,

   상기 제3집광렌즈의 하측에 설치되어 제3집광렌즈를 투과하는 격자무늬 패턴조명을 여과시켜 검사대상물로 조사하는 제3필터소자로 구비됨을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제3필터소자는 각각 필터장착부재와,

   상기 필터장착부재에 적어도 하나 이상이 설치되며 각각은 서로 다른 통과대역을 갖는 다수개의 필터와,

   상기 필터장착부재의 일측에 설치되어 필터장착부재를 회전시키는 필터회전기구로 구성됨을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
10. 제 1항에 있어서, 상기 시스템제어부는 수광소자유닛으로부터 출력되는 초점감지신호를 수신받아 디지털신호로 변환한 후 출력하는 초점신호획득부와,

    카메라에서 촬상된 반사영상을 수신받아 디지털신호로 처리하여 반사영상신호를 출력하는 영상획득부와,

    제1내지 제3조명신호와 격자제어신호와 필터제어신호와 거울제어신호와 대물렌즈제어신호를 각각 수신받아 원형램프와 제1 및 제2조명소자와 격자이송기구와 제1 내지 제3필터소자와 블록필터이송기와 대물렌즈 이송기구를 각각 제어하는 모듈제어부와,

    상기 제1내지 제3조명신호와 격자제어신호와 필터제어신호와 거울제어신호와 대물렌즈제어신호를 각각 발생하여 출력하며 초점신호획득부로부터 출력되는 초점감지신호를 수신받아 대물렌즈제어신호를 발생하고, 영상획득부로부터 출력되는 반사영상신호를 수신받아 검사대상물의 3차원형상을 산출하는 중앙제어부로 구성되며,

    상기 모듈제어부는 제1 내지 제3조명신호에 따라 제어하여 각각에서 조명을 발생하도록 원형램프와 제1조명소자와 제2조명소자를 제어하는 조명제어기와, 격자제어신호를 수신받아 격자소자를 미세 구동시키기 위해 격자이송기구를 제어하는 격자제어기와, 필터제어신호를 수신받아 제1 내지 제3필터소자와 블록필터이송기를 구동하는 필터제어기와, 거울제어신호를 수신받아 거울이송기구를 제어하여 기준거울을 이송시키는 기준거울제어기와, 대물렌즈제어신호를 수신받아 대물렌즈이송기구를 구동하여 카메라의 초점을 조절하는 대물렌즈제어기로 이루어짐을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상부와, 동축조명부와, 초점감지부 및 기준면발생부는 각각 수직방향으로 설치되며, 상기 격자무늬패턴투영부는 경사지게 설치됨을 특징으로 하는 다중 간섭계를 이용한 3차원형상 측정시스템.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제

Images