KR100895856B1 - 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 및 그를 이용한 입체 형상 측정 방법 - Google Patents
회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 및 그를 이용한 입체 형상 측정 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 입체면에 의해 입사광에 대하여 그림자 영역이 형성되는 입체 형상을 갖는 측정대상물에 대하여 서로 다른 방향에서 패턴광을 조사함으로써, 그림자 영역이 없이 정확도 높은 영상을 획득할 수 있는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 및 그를 이용한 측정 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치는 회전을 통해 입사되는 광을 반사시켜 측정대상물에 패턴광을 영사하기 위한 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과, 상기 회전다면경의 양측에 구비되며 상기 회전다면경의 반사면에 광을 조사하는 한쌍의 광원과, 상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광을 수광하여 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광경로인식수단과, 상기 광경로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단과, 상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 광을 촬상하는 광검출장치를 포함하는 입체 형상 측정 장치에 있어서, 상기 회전다면경의 양측에 각각 구비되어 상기 회전다면경의 반사면으로부터 반사된 광을 반사시켜 측정대상물에 영사 하는 듀얼 미러를 포함한다.
회전다면경, 듀얼 미러, 패턴광, 입체 형상, 그림자
Description
본 발명은 입체 형상 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입체면에 의해 입사광에 대하여 그림자 영역이 형성되는 입체 형상을 갖는 측정대상물에 대하여 서로 다른 방향에서 패턴광을 조사함으로써, 그림자 영역 없이 정확도 높은 영상을 획득할 수 있는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 및 그를 이용한 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 3차원형상의 측정은 투영격자와 기준격자를 이용하여 측정되는 것으로서, 모아레 무늬를 획득함으로써 이루어진다.
즉, 측정대상물에 광을 영사하는 중에 광이 투영격자를 통과하면 3차원 형상의 측정대상물에 격자 줄무늬가 나타나고, 입체면을 따라 변형된 격자 줄무늬가 다시 기준격자를 통과하면서 모아레 무늬로 합성된다.
이렇게 합성된 모아레 무늬를 CCD 카메라와 같은 광검출장치를 통해 획득하 면 3차원형상을 측정할 수 있다.
도 1은 입체 형상 검사 장치의 일부 구성도이다.
도 1을 참조하면, 렌즈(110)와 카메라(120)로 이루어지는 광검출장치(100)와 패턴광 영사기(200)를 포함한다.
여기서, 패턴광 영사기(200)는 측정대상물 표면에 일정한 주기의 줄무늬를 영사시킬 수 있는 장치들로서, 이미 널리 공지된 기술로서 하나의 실시예로 대한민국등록 특허 제0371078호에 도시된 "회전다면경을 이용한 직선 줄무늬 생성 장치 및 방법"에 개시된 바 있으며, 회전다면경(210)과 광원(220)과 광경로 인식을 위한 수광부(230)로 구성된다.
이러한 구성에 따르면, 측정대상물(P)의 일측에 구비된 패턴광 영사기(200)에서 일정 주기를 갖는 줄무늬로 이루어지는 패턴광을 측정대상물(P) 표면에 영사하면, 광검출장치(100)가 측정대상물(P)의 입체 형상에 의해 변형되는 줄무늬 패턴을 검출한다.
이렇게 검출된 변형 줄무늬 패턴을 분석함으로써 입체 형상을 측정할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 패턴광 영사기를 이용한 입체 형상 측정 방법에서는, 측정대상물이 입체 형상을 가짐에 따라 패턴광 영사기에서 영사되는 패턴광 입체면에 균일하게 전달되지 못하는 단점이 있다.
즉, 패턴광 영사기(200)가 측정대상물(P)의 일측에 위치하기 때문에 패턴광 영사기로(200)부터 영사되는 패턴광이 도 1의 "A"부와 같이 입체면에 의해 가려지 는 부분에는 잘 영사되지 않아 그림자 영역이 발생한다.
이에 따라 패턴광이 잘 영사되지 않는 영역에 대한 측정 정확도가 떨어지게 되는 문제가 있다.
이에, 종래에는 그림자 영역을 개선하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 측정대상물을 (a)와 같이 위치시키고 하나의 영상(가)을 획득한 후에, (b)와 같이 측정대상물을 회전시킨 후 또 하나의 영상(나)을 획득하여, 각각 획득된 두 개의 영상(가), (나)를 (다)와 같이 합성함으로써 그림자 영역 발생에 따른 측정 정확도 저하 문제를 개선하고 있다.
그런데, 이 기술은 그림자 영역에 의한 문제점을 개선하기 위하여 측정대상물을 회전시켜야 하므로, 측정 시간이 오래 걸려 효율성이 떨어진다.
또는, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 패턴광 영사기(200a)와 제 2 패턴광 영사기(200b)를 각각 측정대상물의 일측과 타측에 위치시키고, 제 1 패턴광 영사기(200a)를 구동하여 획득된 제 1 영상(가)과, 제 2 패턴광 영사기(200b)를 구동하여 획득된 제 2 영상(나) 각각을 획득하고, 제 1 영상(가)과 제 2 영상(나)을 합성함으로써 측정대상물을 회전시키지 않고 그림자 영역 발생에 따른 측정 정확도 저하 문제를 개선하고 있다.
그런데, 이 기술은 측정대상물을 회전시키지 않고도 측정 정확도를 개선하기 위해 2개의 패턴광 영사기를 구비해야 하는 단점이 있다.
즉, 값비싼 회전다면경을 양측에 구비해야 하므로 장비의 비용이 높아지는 단점이 있다.
아울러, 상술한 두 방법은 영상을 한 번에 획득하지 못하고 두 개의 영상을 각각 획득한 후 두 개의 형상을 합성해야 하므로 측정 효율성이 떨어진다.
상기 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 입체 형상을 가지는 측정대상물에 서로 다른 방향에서 동시에 패턴광을 조사함으로써 입체면에 의한 그림자 영역 없이 균일한 패턴광을 조사하여 한번 촬상으로 정확한 영상을 획득할 수 있도록 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치및 그를 이용한 입체 형상 측정 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 단일 회전다면경으로부터의 광을 듀얼 미러를 이용하여 측정 대상물의 일측과 타측에서 패턴광을 교호로 영사하고, 각각의 패턴광 영사에 의해 측정 대상물 표면의 변형 패턴광을 각각 획득한 후 이를 단일 영상으로 합성함으로써, 단일 회전다면경을 이용함으로써 측정 장비의 비용을 절감할 수 있도록 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 및 그를 이용한 입체 형상 측정 방법을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치는 회전을 통해 입사되는 광을 반사시켜 측정대상물에 패턴광을 영사하기 위한 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과, 상기 회전다면경의 양측에 구비되며 상기 회전다면경의 반사면에 광을 조사하는 한쌍의 광원과, 상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광을 수광하여 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광경로인식수단과, 상기 광경로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단과, 상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 광을 촬상하는 광검출장치를 포함하는 입체 형상 측정 장치에 있어서, 상기 회전다면경의 양측에 각각 구비되어 상기 회전다면경의 반사면으로부터 반사된 광을 반사시켜 측정대상물에 영사하는 듀얼 미러를 포함한다.
상기 한쌍의 광원은 서로 다른 파장대를 갖으며, 상기 광검출장치는 서로 다른 파장대의 광을 분리하여 인식하는 컬러카메라를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 방법은, 회전다면경 양측에 각각 구비되는 광원과 회전다면경의 반사면으로부터 반사되는 광을 측정대상물의 양측에서 각각 조사하도록 회전다면경의 양측에 구비되는 듀얼미러를 포함하는 입체 형상 측정 장치를 이용한 방법에 있어서, 회전다면경 일측에 구비된 광원으로부터 광을 발생시키고 회전다면경을 회전시켜 반사시키는 단계(S10)와, 상기 회전다면경 회전에 의해 상기 회전다면경의 반사면에서 연속적으로 반사되는 광을 수광하는 단계(S20)와, 상기 수광된 광경로를 인식하여 동기신호를 발생하는 단계(S30)와, 상기 동기신호에 동기되어 상기 광원의 점멸주기를 조절하여 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경 일측에 위치하는 일측 미러를 통해 측정대상물 표면에 영사되도록 하는 단계(S40)와, 상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 제 1 변형 패턴광을 촬상하는 단계(S50)와, 상기 회전다면경의 타측에 구비된 광원으로부터의 광을 반사시키는 단계(S60)와, 상기 광원의 점멸주기를 조절하여 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경 타 측에 위치하는 타측 미러를 통해 측정대상물 표면에 영사되도록 하는 단계(S70)와, 상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 제 2 변형 패턴광을 촬상하는 단계(S80)와, 상기 제 1 변형 패턴광 영상과 제 2 패턴광 영상을 단일 영상으로 합성하는 단계(S90)를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 방법은 회전다면경 양측에 각각 구비되며 각각 서로 다른 파장대를 갖는 광원과 회전다면경의 반사면으로부터 반사되는 광을 측정대상물의 양측에서 각각 조사하도록 회전다면경의 양측에 구비되는 듀얼미러를 포함하는 입체 형상 측정 장치를 이용한 방법에 있어서, 회전다면경 양측에 구비된 서로 다른 파장대를 갖는 광원 각각으로부터 광을 발생시키고 회전다면경을 회전시켜 광을 반사시키는 단계(S100)와, 상기 회전다면경 회전에 의해 상기 회전다면경의 반사면에서 연속적으로 반사되는 광을 수광하는 단계(S200)와, 상기 수광된 광경로를 인식하여 동기신호를 발생하는 단계(S300)와, 상기 동기신호에 동기되어 상기 광원의 점멸주기를 조절하여 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경 양측에 위치하는 듀얼 미러를 통해 동시에 측정대상물 표면에 영사되도록 하는 단계(S400)와, 상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 패턴광을 컬러 카메라로 촬상하는 단계(S500)와, 상기 컬러 카메라로 촬상된 영상의 서로 다른 파장 영역의 컬러 성분을 각각 분리하여 각각의 형상을 측정하는 단계(S600)와, 상기 분리된 각각의 형상을 단일 영상으로 합성하는 단계(S700)를 포함한다
본 발명은 회전다면경의 양측에 구비되는 듀얼 미러를 이용하여 측정대상물의 일측과 양측에 동시에 패턴광을 조사하여, 입체면에 의해 발생하는 그림자 영역까지 패턴광을 균일하게 조사함으로써 한번에 정확한 영상을 획득할 수 있도록 하여 측정 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 평면도이고, 도 5는 도 4의 측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 구성블록도로서, 본 발명은 회전다면경(10)과, 광원(20)과 광경로인식수단(30)과, 제어수단(60)과 광검출장치(40) 및 듀얼 미러(50)를 포함한다.
우선, 광원(20)은 회전다면경의 양측에 구비되어 회전다면경의 반사면에 광을 조사하는 제 1 및 제 2 광원(20: 20a,20b) 한쌍으로 이루어진다.
여기서, 제 1 및 제 2 광원(20: 20a,20b)은 점광을 발생시키기 위한 레이저 다이오드(Laser Diode, LD) 또는 LED가 이용될 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 광원(20: 20a,20b)은 서로 다른 컬러를 내는 즉 서로 다른 파장대를 갖도록 구성될 수 있다.
그리고, 광원(20)과 회전다면경(10) 사이에는 광원(20)으로부터의 광을 집광하기 위한 집광 렌즈(21)와 집광 렌즈(21)를 통해 집광된 점광을 직선광으로 변환하는 원통형 렌즈(22)가 구비된다.
회전다면경(10)은 회전을 통해 광원(20)에서 발생되어 집광렌즈(21)와 원통 형렌즈(22)를 통해 입사되는 광을 반사시켜 측정대상물(P)에 패턴광을 영사하기 위한 것으로서, 다수의 반사면을 갖는다.
이와 같이 회전다면경(10)은 고속 회전을 통해 광원(20)의 점멸 주기에 따라 일정 간격의 줄무늬를 갖는 패턴광을 형성하여 측정대상물(P)에 영사할 수 있도록 정속도로 회전구동되는 스핀들 모터(미도시함)에 결합되어 있고, 스핀들 모터(미도시함)는 전력을 안정적으로 공급하는 파워 서플라이가 구비된 모터 드라이버(미도시함)에 연결되어 있으며, 이에 대한 구성은 대한민국등록특허 0371078호에 공지된 바 있다.
한편, 광경로인식수단(30)은 회전다면경(10)의 반사면에서 반사되는 광을 수광하여 광로를 인식하여 광패턴을 형성하는데 사용되는 유효 광경로 중에 마지막 광경로를 인식하여 동기신호를 발생한다.
이를 위하여, 광경로인식수단(30)은 광로변환미러(31)와, 수광부(32)와, 수광부 드라이버(33)를 포함한다.
광로변환미러(31)는 회전다면경(10)의 반사면으로부터 반사되는 광의 경로를 변환한다.
수광부(32)는 광로변환미러(31)를 통해 반사된 광을 수광하여 회전다면경(10) 반사면에서 반사되는 광의 광경로를 인식하는 것으로서 포토다이오드가 이용된다.
수광부 드라이버(33)는 수광부(32)로부터의 검출 신호에 근거하여 하나의 반사면에서의 반사광이 종료되었다는 신호 즉 동기신호를 발생한다.
한편, 제어수단(60)은 광경로인식수단(30) 즉 수광부 드라이버(33)에서 발생하는 동기신호에 동기시켜 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어한다.
여기서, 제어수단(60)은 광원(20) 점멸 주기 조절을 통해 측정대상물에 조사되는 직선 줄무늬의 광패턴의 주기와 위상을 조절하기 위하여 광출력 온/오프 시간을 제어하는 시간 제어드라이버(61)를 구비함을 자명하다.
아울러, 제어수단(60)은 광원(20)의 점멸주기 뿐만 아니라 회전다면경(10)의 회전 속도를 제어하도록 구성된다.
이때, 시간 제어드라이버(61)는 도 7에 도시된 바와 같이 수광 드라이버(33)에서 발생되는 동기신호의 1주기 동안에 제어수단(60)에서 발생하는 메인 클럭(Main Clock) 신호를 기준으로 하여 광원(20)을 점멸시키기 위한 점멸구동신호(VIDEO)를 발생한다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 시간 제어드라이버(61)는 광원 점멸주기 뿐만 아니라 위상을 제어하여 형성되는 직선 줄무늬 광패턴을 일정 시간 지연시킬 수도 있다.
그리고, 듀얼 미러(20:20a,20b) 즉 제 1 미러(20a)와 제 2 미러(20b)는 회전다면경(10)의 양측에 각각 구비된다.
이러한 구성에 따라 제 1 미러(20a)와 제 2 미러(20b)는 회전다면경(10)의 반사면으로부터 반사된 광을 각각 반사시켜 측정대상물(P)의 일측 방향과 타측 방향에서 패턴광을 영사한다.
이에 따라, 측정대상물(P)이 입체 형상을 가짐에도 불구하고 그림자 영역이 형성되지 않고 측정대상물 전체 표면에 균일한 패턴광이 조사될 수 있도록 한다.
그리고, 광검출장치(40)는 측정대상물(P) 표면으로부터 반사되는 광을 촬상하도록 렌즈(41)와 카메라(42)로 구성된다.
이때, 카메라(42)는 서로 다른 파장대를 갖는 컬러를 각각 분리하여 인식하는 컬러 카메라가 이용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치의 변형된 실시예를 나타낸 측면도로서, 보조 미러(70)를 더 구비할 수 있다.
이때, 보조 미러(70)는 측정대상물 표면에서 반사되는 패턴광이 회전다면경(10)이나 듀얼미러(50)에 의해 간섭되지 않고 광검출장치(40)에 입사될 수 있도록 광경로를 변경시키는 역할을 한다.
도 9는 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치를 이용한 입체 형상 측정 방법의 제 1 실시예를 순차로 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면 우선, 회전다면경(10) 일측에 구비된 광원(20a)으로부터 광을 발생시키고 회전다면경(10)을 고속 회전시켜 반사면으로 입사된 광을 반사시킨다(S10).
즉, 광원(20a)을 온(ON)시키면 광원(20a)에서 발생된 빛이 집광렌즈(21)를 통해 집광된 후에 원통형 렌즈(22)에서 직선광으로 변환되어 회전다면경(10)의 반사면으로 입사된 후 반사면을 통해 반사된다.
그리고, 회전다면경(10)의 반사면에서 반사된 광은 수광부(32)에서 수광된 다(S20).
그러면 수광부(32)는 회전다면경의 반사면에서 연속적으로 반사되는 광을 수광하여 수광된 광경로를 인식한 후 동기신호를 발생한다(S30).
그리고, 제어수단(60)의 시간 제어드라이버(61)에서는 동기신호에 동기되어 일정 주기와 위상을 갖도록 광원(20a)의 점멸주기를 조절한다.
그러면, 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경(10) 일측에 위치하는 미러(50a)를 통해 측정대상물 표면에 영사된다(S40).
이후, 측정대상물(P) 표면으로부터 반사되는 제 1 변형 패턴광을 촬상한다(S50).
이어서, 회전다면경(10) 타측에 구비된 광원(20b)으로부터 광을 발생시키고 회전다면경(10)을 고속 회전시켜 반사면으로 입사된 광을 반사시킨다(S60).
그리고, 일정 주기와 위상을 갖도록 광원(20b)의 점멸주기를 조절하면 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경(10) 타측에 위치하는 미러(50b)를 통해 측정대상물 표면에 영사된다(S70).
그럼 다음, 측정대상물(P) 표면으로부터 반사되는 제 2 변형 패턴광을 촬상한다(S80).
이후, 제 1 변형 패턴광 영상과 제 2 변형 패턴광 영상을 합성한다(S90).
이와 같이 본 발명은 단일 회전다면경으로부터의 반사광을 듀얼 미러를 이용하여 측정대상물에 교호로 입사시켜 각각의 영상을 획득하고, 획득된 영상을 합성함으로써 값비싼 회전다면경의 수를 늘리지 않아도 되므로 비용을 절감할 수 있다.
도 10은 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치를 이용한 입체 형상 측정 방법의 제 2 실시예를 순차로 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면 우선, 회전다면경(10) 일측과 타측에 구비된 광원(20a,20b)으로부터 동시에 광을 발생시키고 회전다면경(10)을 고속 회전시켜 반사면으로 입사된 광을 반사시킨다(S100).
이때, 회전다면경(10) 일측과 타측에 구비된 광원(20a,20b)은 서로 다른 파장대를 갖는 서로 다른 컬러 조명이 이용된다.
즉, 광원(20a,20b)을 온(ON)시키면 광원(20a,20b)에서 발생된 빛이 집광렌즈(21)를 통해 집광된 후에 원통형 렌즈(22)에서 직선광으로 변환되어 회전다면경(10)의 반사면으로 입사된 후 반사면을 통해 반사된다.
그리고, 회전다면경(10)의 반사면에서 반사된 광은 수광부(32)에서 수광된다(S200).
그러면 수광부(32)는 회전다면경의 반사면에서 연속적으로 반사되는 광을 수광하여 수광된 광경로를 인식한 후 동기신호를 발생한다(S300).
그리고, 제어수단(60)의 시간 제어드라이버(61)에서는 동기신호에 동기되어 일정 주기와 위상을 갖도록 광원(20a,20b)의 점멸주기를 조절한다.
그러면, 일정 주기와 위상을 갖으며 서로 다른 파장대를 갖는 각각의 패턴광이 회전다면경(10) 일측과 타측에 위치하는 듀얼 미러(50a,50b)를 통해 측정대상물 표면 동시에 영사된다(S400).
이후, 측정대상물(P) 표면으로부터 반사되는 변형 패턴광을 컬러 카메라로 촬상한다(S500).
그럼 다음, 컬러 카메라로 촬상된 영상에서 각각의 컬러를 분리하여 각각의 형상을 측정한다(S600).
예를 들어 광원이 각각 레드(R) 파장대와 블루(B) 파장대를 갖는 경우, 촬상된 영상 정보에서 레드 파장대와 블루 파장대를 각각 분리해낸다.
즉, 측정대상물의 일측에서 조사된 광에 의해 획득되는 컬러 영상과, 타측에서 조사된 광에 의해 획득되는 컬러 영상을 각각 분리하는 것이다.
그런 다음, 각 파장대에 따라 분리된 형상 단일 영상으로 합성한다(S700).
이와 같이 본 발명은 측정대상물을 회전시키거나 측정대상물에 대하여 두 번 영상을 획득한 후 합성하지 않고도, 서로 다른 파장대의 광원을 이용하여 동시에 패턴광을 조사하고, 이를 통해 촬상되는 영상에서 서로 다른 파장대의 영상을 분리한 후 단일 영상으로 합성함으로써, 그림자 영역 발생 없이 한번에 측정대상물에 대한 정확한 영상을 획득할 수 있다.
도 1은 종래의 입체 형상 검사 장치의 일부 구성도.
도 2 및 도 3은 종래 기술에 따른 입체 형상 검사 방법을 실시예도.
도 4는 본 발명에 따른 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 평면도.
도 5는 도 4의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치 구성블록도.
도 7은 본 발명의 입체 형상 검사 방법에서의 광원 점멸 타이밍 차트.
도 8은 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치의 변형된 실시예를 나타낸 측면도.
도 9는 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치를 이용한 입체 형상 측정 방법의 제 1 실시예를 순차로 도시한 흐름도.
도 10은 본 발명의 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치를 이용한 입체 형상 측정 방법의 제 1 실시예를 순차로 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 회전다면경
20 : 광원
20a : 제 1 광원
20b : 제 2 광원
30 : 광로인식수단
31 : 광로변환미러
32 : 수광부
33 : 수광부 드라이버
40 : 광검출장치
41 : 렌즈
42 : 카메라
50 : 미러
50a : 제 1 미러
50b : 제 2 미러
60 : 제어수단
61 : 시간 제어드라이버
70 : 보조미러
Claims (5)
- 회전을 통해 입사되는 광을 반사시켜 측정대상물에 패턴광을 영사하기 위한 다수의 반사면을 갖는 회전다면경과,상기 회전다면경의 양측에 구비되며 상기 회전다면경의 반사면에 광을 조사하는 한쌍의 광원과,상기 회전다면경의 반사면에서 반사되는 광을 수광하여 광로를 인식하여 동기신호를 발생하는 광경로인식수단과,상기 광경로인식수단으로부터 발생하는 동기신호에 동기시켜 상기 광원의 점멸주기를 조정하여 직선 줄무늬의 주기와 위상을 제어하는 제어수단과,상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 광을 촬상하는 광검출장치를 포함하는 입체 형상 측정 장치에 있어서,상기 회전다면경의 양측에 각각 구비되어 상기 회전다면경의 반사면으로부터 반사된 광을 반사시켜 측정대상물에 영사하는 듀얼 미러를 포함함을 특징으로 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 한쌍의 광원은 서로 다른 파장대를 갖으며,상기 광검출장치는 서로 다른 파장대의 광을 분리하여 인식하는 컬러카메라를 포함함을 특징으로 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장 치.
- 제 2항에 있어서,상기 측정 대상물과 광검출장치 사이에는 측정대상물 표면에서 반사되는 패턴광의 경로를 변환하여 광검출장치에 입사시키는 보조 미러가 더 구비됨을 특징으로 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 장치.
- 회전다면경 양측에 각각 구비되는 광원과 회전다면경의 반사면으로부터 반사되는 광을 측정대상물의 양측에서 각각 조사하도록 회전다면경의 양측에 구비되는 듀얼미러를 포함하는 입체 형상 측정 장치를 이용한 방법에 있어서,회전다면경 일측에 구비된 광원으로부터 광을 발생시키고 회전다면경을 회전시켜 반사시키는 단계(S10)와,상기 회전다면경 회전에 의해 상기 회전다면경의 반사면에서 연속적으로 반사되는 광을 수광하는 단계(S20)와,상기 수광된 광경로를 인식하여 동기신호를 발생하는 단계(S30)와,상기 동기신호에 동기되어 상기 광원의 점멸주기를 조절하여 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경 일측에 위치하는 일측 미러를 통해 측정대상물 표면에 영사되도록 하는 단계(S40)와,상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 제 1 변형 패턴광을 촬상하는 단계(S50)와,상기 회전다면경의 타측에 구비된 광원으로부터의 광을 반사시키는 단계(S60)와,상기 광원의 점멸주기를 조절하여 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경 타측에 위치하는 타측 미러를 통해 측정대상물 표면에 영사되도록 하는 단계(S70)와,상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 제 2 변형 패턴광을 촬상하는 단계(S80)와,상기 제 1 변형 패턴광 영상과 제 2 패턴광 영상을 단일 영상으로 합성하는 단계(S90)를 포함함을 특징으로 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 방법.
- 회전다면경 양측에 각각 구비되며 각각 서로 다른 파장대를 갖는 광원과 회전다면경의 반사면으로부터 반사되는 광을 측정대상물의 양측에서 각각 조사하도록 회전다면경의 양측에 구비되는 듀얼미러를 포함하는 입체 형상 측정 장치를 이용한 방법에 있어서,회전다면경 양측에 구비된 서로 다른 파장대를 갖는 광원 각각으로부터 광을 발생시키고 회전다면경을 회전시켜 광을 반사시키는 단계(S100)와,상기 회전다면경 회전에 의해 상기 회전다면경의 반사면에서 연속적으로 반사되는 광을 수광하는 단계(S200)와,상기 수광된 광경로를 인식하여 동기신호를 발생하는 단계(S300)와,상기 동기신호에 동기되어 상기 광원의 점멸주기를 조절하여 일정 주기와 위상을 갖는 패턴광이 회전다면경 양측에 위치하는 듀얼 미러를 통해 동시에 측정대상물 표면에 영사되도록 하는 단계(S400)와,상기 측정대상물 표면으로부터 반사되는 패턴광을 컬러 카메라로 촬상하는 단계(S500)와,상기 컬러 카메라로 촬상된 영상의 서로 다른 파장 영역의 컬러 성분을 각각 분리하여 각각의 형상을 측정하는 단계(S600)와,상기 분리된 각각의 형상을 단일 영상으로 합성하는 단계(S700)를 포함함을 특징으로 하는 회전다면경과 듀얼 미러를 이용한 입체 형상 측정 방법.
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