KR100908638B1 - 3차원 좌표측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

3차원 좌표측정 장치 및 방법이 개시된다. 광생성부는 광을 생성하고 기준 광섬유는 생성된 광을 조사하며 대상 광섬유는 측정대상물에 가설되어 생성된 광을 조사한다. 광검출기는 복수로 구비되면 기준 광섬유 및 대상 광섬유에서 각각 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 검출하고, 연산부는 검출된 복수의 간섭무늬로부터 측정대상물의 3차원 위치벡터를 산출한다. 본 발명에 따르면 측정대상물의 3차원 좌표를 고분해능을 가지고 신속하게 측정할 수 있고, 측정 대상범위가 넓어 측정대상물이 큰 구조물인 경우에도 그 형상을 용이하게 측정할 수 있다. 또한, 측정대상물의 이동에 따른 광원이나 광검출기의 동반 이동이 없이 자유로이 이동하는 측정대상물의 이동 경로에 대한 3차원 좌표를 측정할 수 있으며, 따라서 광원과 광검출기를 이동시키기 위한 별도의 이송축이 필요하지 않다.
3차원 좌표, 광, 간섭무늬, 고분해능

Description

3차원 좌표측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring three­ dimensional coordinates}
도 1은 종래의 좌표측정 기술의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 종래의 좌표측정 기술의 다른 예를 도시한 도면,
도 3은 종래의 좌표측정 기술의 또 다른 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치의 광생성부에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 6a는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치의 광검출기가 설치되는 일실시 예를 도시한 도면,
도 6b는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치의 광검출기가 설치되는 다른 실시예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치에서 광검출기와 측정대상물의 위치를 3차원 좌표로 도시한 도면, 그리고,
도 8은 본 발명에 따른 영상 압축 방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행 과정을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 3차원 좌표측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광에 의해 생성되는 간섭 무늬를 검출하여 측정대상물의 3차원 좌표를 나노미터 수준의 분해능으로 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
측정대상물의 3차원 좌표를 nanometer의 분해능으로 측정하는 기술은 반도체, 항공산업 및 의료기기 등의 정밀 산업 분야에서 제품의 생산하는 자동화 장비의 위치 제어를 하거나 제품의 형태를 검사하기 위해 사용되는 기술이며, 최근 정밀 산업의 발전에 따라 그 필요성이 많이 증가하고 있다. 예를 들면, 반도체나 LCD를 생산하기 위한 정밀 조립장비의 구동부는 다 축으로 구성되고, 이런 장비를 제어하거나 보정하기 위해서는 장비의 정확한 위치를 측정해야 하며, 이를 위해 nanometer의 분해능을 갖는 3차원 좌표측정 기술이 요구된다. 또한, 광통신 부품과 같이 sub-micrometer의 가공정밀도와 조립공차를 요구하는 부품을 가공 및 검사할 때도 정확한 위치를 검출하기 위한 3차원 좌표측정 기술이 요구된다.
종래의 3차원 좌표측정 기술은 공통적으로 광원, 측정대상물 및 검출기가 서로 분리되어 있고 각 좌표축별로 이들이 서로 직선상에 위치하게 하여 측정대상물로부터 검출기까지의 거리산출을 통해서 측정대상물의 3차원 좌표를 측정한다. 도 1은 종래의 좌표측정 기술의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하며, 종래의 좌표측정 기술은 x축 레이저 간섭계(112)와 y축 레이저 간섭계(114) 및 z축 레이저 간섭계(116)가 각각 광을 생성하고, 생성된 광은 프로브(130)에 입사되며 입사된 광은 프로브(130)의 각각의 거울(132, 134, 136)에 의해서 반사되어 간섭무늬를 생성하고 생성된 간섭무늬를 검출하여 프로브(130)의 3차원의 좌표를 측정한다. 이러한 종래의 좌표측정 기술은 프로브(130)에 의해 검사되는 물체의 부피가 큰 경우에는 프로브(130)의 동작 범위도 커지게 되고 프로브(130)의 이동에 따라 각각의 레이저 간섭계(112, 114, 116)는 프로브(130)에 설치되어 있는 거울(132, 134, 136)의 범위를 벗어나게 되어, 결국 프로브(130)의 3차원 좌표를 측정할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 종래의 3차원 좌표측정 기술은 레이저 간섭계(112, 114, 116)가 프로브(130)의 코너미러(132, 134, 136)와 직선상에 있기 위해 프로브(130)의 이동에 따라 같이 이동해야하므로, 측정범위가 제한되고 측정대상물이 자유로이 이동할 수 없는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 좌표측정 기술의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 도 2와 같은 종래의 좌표측정 기술은 광생성부(210)에 의해 생성된 광이 프로브(220)에 가설되어 있는 두 개의 광섬유(232, 234)를 통해 조사되고, 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 CCD(240)를 통해 검출하여 검출된 간섭무늬 파두면의 곡률을 산출하고 비선형 최적화기법을 활용하여 산출된 곡률의 중심점을 결정하여 프로브(220)의 좌표를 추정한다. 도 2와 같은 종래의 좌표측정 기술은 CCD(240)의 크기에 따라 측정값의 정확도가 떨어지고 이에 따라 분해능이 감소되며, CCD(240)의 간섭무늬 검출 범위 내로 프로브(220)의 이동가능한 범위를 나타내는 자유도가 제한되며, 좌표를 산출하는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
도 3은 종래의 좌표측정 기술의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 도 3과 같은 종래의 좌표측정 기술은 레이저 간섭계(312, 314, 316, 318)가 각각 방향에 상관없이 가설되어 있고 프로브(320)의 일면에 설치되어 있는 코너미러(322)를 통해 반사된 간섭무늬를 측정하여 3차원의 좌표를 측정하며, 프로브(320)의 위치를 지정하여 주는 제어기(330)와 간섭무늬를 측정하여 3차원 좌표를 측정하는 컴퓨터(340)로 이루어져 있다. 도 3과 같은 종래의 좌표측정 기술은 프로브(320)의 이동에 따라 레이저 간섭계(312, 314, 316, 318)를 회전해야 하므로 측정범위에서 한계가 있으며, 프로브(320)의 자유도가 제한된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 측정대상물의 3차원 좌표를 높은 분해능을 가지고 신속하게 측정하고, 거대한 측정대상물의 형상을 용이하게 검출할 수 있는 넓은 측정범위를 갖으며, 자유로이 움직이는 측정대상물의 이동 경로를 측정할 수 있는 좌표측정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는, 광을 생성하는 광생성부; 상기 생성된 광을 조사하는 기준 광섬유; 측정대상물에 가설되어 상기 광을 조사하는 대상 광섬유; 상기 기준 광섬유 및 대상 광섬유에서 각각 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 검출하는 복수의 광검출기; 및 상기 검출된 복수의 간섭무늬로부터 측정대상물의 3차원 위치벡터를 산출하는 연산부;를 구비한다.
또한, 상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 방법은, 광을 생성하는 광생성단계; 상기 생성된 광을 기준 광섬유와 측정대상물에 가설된 대상 광섬유를 통해서 각각 조사하는 광조사단계; 상기 각각 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 복수의 지점에서 검출하는 광검출단계; 및 상기 복수의 지점에서 검출된 간섭무늬로부터 측정대상물의 3차원 위치벡터를 산출하는 좌표산출단계;를 갖는다.
이에 의해, 측정대상물의 3차원 좌표를 높은 분해능을 가지고 신속하게 측정할 수 있고, 측정 대상범위가 넓어 측정대상물이 큰 구조물인 경우에도 그 형상을 용이하게 측정할 수 있으며, 광원이나 광검출기의 동반이동이 없이 자유로이 이동하는 측정대상물의 3차원 좌표를 측정할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 광생성부(410), 기준 광섬유(420), 대상 광섬유(430), 광검출기(441 내지 449) 및 연산부(450)를 구비한다.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치의 광생성부에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 광생성부(410)는 광을 생성하고 생성된 광을 기준 광섬 유(420) 및 대상 광섬유(430)로 전송하며, 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)가 조사한 광의 위상이 서로 동일하도록 조절한다. 이를 위해 광생성부(410)는 광원(510), 광위상조절부(520), 광분할기(530)를 구비한다.
광원(510)은 광을 생성한다. 광원(510)의 일예로 레이저빔이 될 수 있다.
광위상조절부(520)는 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)가 조사한 광의 위상이 서로 동일하도록 조절한다. 광섬유를 이용해서 빛을 전송할 때는 온도나 내기 압력의 미세한 변화가 모두 전송되는 광 주파수에 영향을 주므로, 기준 광섬유(420)와 대상 광섬유(430)의 길이가 서로 다른 경우에는 기준 광섬유(420)와 대상 광섬유(430)의 각 말단에서 조사되는 광의 위상이 달라질 수 있다. 그래서 광위상조절부(520)는 광이 광섬유를 통과할 때 광섬유에서 발생하는 광의 선폭 확대 등의 잡음을 제거하여 기준 광섬유(420)와 대상 광섬유(430)의 각 말단에서 조사되는 광의 위상 차이의 발생을 방지한다. 광위상조절부(520)는 광의 위상을 변조하는 음향-광 변조기(AOM; acousto-optic modulator), 음향-광 변조기에 기준 주파수를 공급하는 전압-제어 결정 발진기(VCXO; voltage-controlled crystal oscillator), 전압-제어 결정 발진기가 공급하는 기준 주파수를 조절하는 위상 전환기(Phase lock)를 사용하여 구현될 수 있으며, 광위상조절부(520)는 공지 기술로서 광위상조절부(520)의 구현의 방법의 일예는 "한국광학회지,Vol18,No.1,pp.44-49(2007)"에 자세하게 기재되어 있다.
광분할기(530)는 광원(510)이 생성한 광을 분할하여 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)로 각각 전송한다.
기준 광섬유(420)는 광생성부(410)가 생성한 광을 조사한다. 기준 광섬유(420)의 말단에서 광이 조사되고, 조사된 광은 대상 광섬유(430)가 조사한 광과 간섭현상을 일으켜 간섭무늬를 발생시킨다. 여기서 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 고정된 기준 광섬유(420)를 구비하는 것이 바람직하다.
대상 광섬유(430)는 측정대상물(460)에 가설되어 광생성부(410)가 생성한 광을 조사한다. 대상 광섬유(430)의 말단이 측정대상물(460)에 부착되며 이에 따라 측정대상물(460)이 이동하게 되면 대상 광섬유(430)의 말단도 같이 이동하게 된다. 이를 위해 광섬유의 길이는 측정대상물(460)이 최대 이동 범위의 길이보다 같거나 커야한다. 이에 따라 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 측정대상물(460)의 이동에 따라 광원을 이동하기 위한 별도의 이송축이 필요하지 않으며, 3차원 공간상에서 자유로이 이동하는 측정대상물(460)의 이동 경로의 각 지점의 좌표를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 대상 광섬유(430)의 말단, 즉 대상 광섬유(430)에서 외부로 광이 조사되는 지점을 측정대상물(460)의 위치로 검출한다. 또는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 대상 광섬유(430)의 말단으로부터 소정의 위치에 있는 측정대상물(460)의 중심점을 측정대상물의 위치로 검출할 수 있다.
기준 광섬유(420)와 대상 광섬유(430)가 분리되어 각각 서로 동일한 위상의 광을 조사함으로, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 대상 광섬유(430)의 길이만큼의 범위로 3차원 좌표를 측정할 수 있어, 측정대상물(460)이 거대한 크기를 갖 는 경우에도 측정대상물(460)의 형상을 용이하고 신속하게 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한 기준 광섬유(420)와 대상 광섬유(430)는 광생성부(410)가 생성한 광을 평면파 또는 구면파로 조사할 수 있으나 바람직하게는 구면파로 조사한다. 구면파는 사방으로 퍼지는 성질이 있기 때문에 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치가 임의의 지점에서 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)가 조사한 광에 의해 생성된 간섭무늬를 검출할 수 있기 때문이다.
광검출기(441 내지 449)는 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)에서 각각 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 검출한다. 광검출기(441 내지 449)는 복수로 구성되고, 각각 서로 다른 지점에 설치된다. 도 6a는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치의 광검출기가 설치되는 일실시예를 도시한 도면이다. 도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치가 로봇팔(610)의 이동 경로를 추적하는 경우에는 로봇의 두 눈(641, 642), 코(643) 및 명치(644) 등에 설치될 수 있다. 도 6b는 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치의 광검출기가 설치되는 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 6b는 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치가 프로브(620)의 3차원 좌표를 측정하는 경우에는 프로브(620)의 Y축의 일방향(646, 647, 648, 649)에 설치될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치는 바람직하게는 광검출기(441 내지 449)를 4개를 구비한다. 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치가 측정대상물(460)의 3차원 좌표의 정확한 위치를 검출하기 위해서는 최소한 4개의 광검출기(441 내지 449)를 구비해야 하고, 광검출부(441 내지 449)의 수가 증가하면 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치를 제작하는 비용이 증가되며 시스템 의 구성이 복잡해지기 때문이다.
연산부(450)는 복수의 광검출기(441 내지 449)가 검출한 복수의 간섭무늬로부터 측정대상물의 3차원 위치벡터를 산출한다. 즉 연산부(450)는 복수의 광검출기(441 내지 449)가 검출한 복수의 간섭무늬로부터 각각의 광검출기(441 내지 449)와 측정대상물(460) 사이의 거리의 변화값을 산출하고, 산출된 복수의 거리의 변화값으로부터 측정대상물(460)의 3차원 위치벡터를 산출한다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치에서 광검출기와 측정대상물의 위치를 3차원 좌표로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 임의의 시간 t일 때 광섬유 끝의 위치 벡터
Figure 112007041128377-pat00001
(722)는 다음의 수학식 1로 정의된다.
Figure 112007041128377-pat00002
여기서, x, y 및 z는 각각 측정대상물(760)의 X축(711)의 좌표값, Y축(712)의 좌표값 및 Z축(711)의 좌표값이다.
또한, 시간 t=0일 때 측정대상물(760)의 위치 벡터
Figure 112007041128377-pat00003
(721)는 다음의 수학식 2로 정의된다.
Figure 112007041128377-pat00004
여기서, x0, y0 및 z0는 각각 시간 t=0일 때 측정대상물(760)의 X축(711)의 좌표값, Y축(712)의 좌표값 및 Z축(711)의 좌표값이다.
또한, K번째의 광검출기(740)의 위치 벡터
Figure 112007041128377-pat00005
(725)는 다음의 수학식 3으로 정의된다.
Figure 112007041128377-pat00006
여기서, dk x, dk y, dk Z는 각각 K번째의 광검출기(740)의 X축(711)의 좌표값, Y축(712)의 좌표값 및 Z축(711)의 좌표값이다.
또한, K번째의 광검출기(740)에 대한 상대적인 측정대상물(760)의 위치 벡터
Figure 112007041128377-pat00007
(727)는 다음의 수학식 4로 정의된다.
Figure 112007041128377-pat00008
따라서,
Figure 112007041128377-pat00009
(727)는 다음의 수학식 5와 같다.
Figure 112007041128377-pat00010
여기서, xk, yk, zk는 각각 x-dk x, y-dk y, z-dk Z이다.
그리고 임의 시간 t에서 측정대상물(760)과 K번째의 광검출기(740) 사이의 거리 pk(t)는 수학식 6으로 정의된다.
Figure 112007041128377-pat00011
따라서, 시간 t=0일 때의 측정대상물(760)과 K번째의 광검출기(740) 사이의 거리 pk(0)는 수학식 7과 같다.
Figure 112007041128377-pat00012
여기서,
Figure 112007041128377-pat00013
(726)는 시간 t=0 일 때 K번째의 광검출기(740)에 대한 상대적인 측정대상물(760)의 위치 벡터이다.
또한, 측정대상물(760)과 K번째의 광검출기(740) 사이의 거리가 시간에 따라 변한 값
Figure 112007041128377-pat00014
은 다음의 수학식 8로 정의된다.
Figure 112007041128377-pat00015
수학식 6, 수학식 7 및 수학식 8에 의해 다음의 수학식 9가 산출된다.
Figure 112007041128377-pat00016
여기서, 연산부(450)는
Figure 112007041128377-pat00017
(726)를 수학식 2와 수학식 4로부터 산출하고,
Figure 112007041128377-pat00018
를 K번째의 광검출기(740)가 검출한 간섭무늬로부터 산출한다.
그리고 수학식 4와 수학식 6으로부터 다음의 수학식 10과 수학식 11이 산출 된다.
Figure 112007041128377-pat00019
Figure 112007041128377-pat00020
수학식 10에서 수학식 11을 빼서 정리하면 다음의 수학식 12가 산출된다.
Figure 112007041128377-pat00021
다음의 수학식 13 내지 16은 각각 수학식 12를 4개의 광검출기 각각에 대해 나타낸 수학식이다.
Figure 112007041128377-pat00022
Figure 112007041128377-pat00023
Figure 112007041128377-pat00024
Figure 112007041128377-pat00025
다음의 수학식 17 내지 19는 각각 수학식 13에서 수학식 14를, 수학식 14에서 수학식 15를, 수학식 15에서 수학식 16을 빼고 수학식 8을 적용하여 산출한 수학식이다.
Figure 112007041128377-pat00026
Figure 112007041128377-pat00027
Figure 112007041128377-pat00028
수학식 17 내지 19를 행렬식으로 표시하면, 다음의 수학식 20과 같다.
Figure 112007041128377-pat00029
수학식 20을 변형하면 다음의 수학식 21과 같다.
Figure 112007041128377-pat00030
연산부(450)는 각 광검출기가 검출한 간섭무늬로부터 각 광검출기와 측정대 상물(760) 사이의 거리의의 변화값인 Δp1 내지 Δp4를 산출하고, 수학식 4, 수학식 5 및 수학식 7로부터 각 p1(0) 내지 p4(0)를 산출한다. 다음으로, 연산부(450)는 수학식 21로부터 측정대상물(760)의 움직인 변위
Figure 112007041128377-pat00031
(723)를 산출하고, 시간 t=0 일 때 측정대상물(760)의 위치(x0, y0, z0), 산출된
Figure 112007041128377-pat00032
(723), 수학식 1 및 수학식 2로부터 임의의 시간 t에서의 측정대상물(760)의 3차원 좌표인 (x, y, z)를 산출한다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 압축 방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 광생성부(410)는 광을 생성한다(S800). 기준 광섬유(420)는 광생성부(410)가 생성한 광을 조사한다(S810). 대상 광섬유(430)는 광생성부(410)가 생성한 광을 조사한다(S820). 광위상조절부(414)는 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)가 각각 조사한 광의 위상이 서로 동일하지를 조사한다(S830). 광의 위상이 동일하지 않은 경우에는 광위상조절부(520)는 조사된 광이 서로 동일하도록 광 위상을 조절한다(S830). 여기서 다른 예로 광위상조절부(414)는 광생성부(410)가 광을 생성하면 실시간으로 계속하여 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)가 조사한 광의 위상이 서로 동일하도록 조사할 수 있다.
복수의 광검출기(441 내지 449)는 기준 광섬유(420) 및 대상 광섬유(430)가 각각 조사한 광에 의해 생성된 간섭무늬를 복수의 지점에서 검출한다(S840). 연산부(450)는 복수의 광검출기(441 내지 449)가 복수의 지점에서 검출한 간섭무늬로부터 측정대상물(460)의 3차원 위치벡터를 산출한다(S850). 여기서 연산부(450)는 광 검출기(441 내지 449)가 검출한 복수의 간섭무늬로부터 각각의 광검출기(441 내지 449)의 위치와 측정대상물(460) 사이의 거리의 변화값을 산출하고, 산출된 복수의 거리의 변화값으로부터 측정대상물(460)의 3차원 위치벡터를 산출한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치 및 방법에 의하면, 측정대상물의 3차원 좌표를 높은 분해능을 가지고 신속하게 측정할 수 있고, 측정 대상범위가 넓어 측정대상물이 큰 구조물인 경우에도 그 형상을 용이하게 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 3차원 좌표측정 장치 및 방법은 측정대상물의 이동에 따른 광원이나 광검출기의 동반 이동이 없이 자유로이 이동하는 측정대상물의 이동 경로에 대한 3차원 좌표를 측정할 수 있으며, 이에 따라 측정대상물의 이동에 따른 광원과 광검출기를 이동시키기 위한 별도의 이송축이 필요하지 않다.

Claims (14)

  1. 광을 생성하는 광생성부;
    상기 생성된 광을 조사하는 기준 광섬유;
    측정대상물에 가설되어 상기 광을 조사하는 대상 광섬유;
    상기 기준 광섬유 및 대상 광섬유에서 각각 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 검출하는 복수의 광검출기; 및
    상기 복수의 광검출기에서 각각 검출된 간섭무늬로부터 상기 복수의 광검출기와 상기 측정대상물 사이의 거리의 변화값을 산출하고, 상기 산출된 복수의 거리의 변화값으로부터 상기 측정대상물의 3차원 위치벡터를 산출하는 연산부를 포함하는 3차원 좌표측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조사되는 광은 구면파인 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광생성부는,
    광을 생성하는 광원;
    상기 기준 광섬유 및 상기 대상 광섬유가 조사하는 광의 위상이 서로 동일하도록 광의 위상을 조절하는 광위상조절부; 및
    상기 광원이 생성한 광을 분할하여 상기 기준 광섬유 및 상기 대상 광섬유로 각각 전송하는 광분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 광섬유는 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광검출기는 4개인 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 복수의 거리의 변화값으로부터 다음의 수학식 1에 의해 상기 측정대상물의 3차원 위치벡터인 (x, y, z)를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 장치:
    [수학식 1]
    Figure 112008060377948-pat00033
    여기서, (x0,y0,z0)는 시간 t=0일 때 측정대상물의 위치벡터이고, (dx k,dy k,dZ k)는 k번째 광검출기의 위치벡터이고, pk(0)는 시간 t=0일 때 k번째 광검출기를 시작점으로 하고 측정대상물을 끝점으로 하는 위치벡터에서 K번째 광검출기의 위치벡터를 감산하여 구한 위치벡터의 크기이며, Δpk는 k번째 광검출기와 상기 측정대상물 사이의 거리의 변화값이다.
  8. 광을 생성하는 광생성단계;
    상기 생성된 광을 기준 광섬유와 측정대상물에 가설된 대상 광섬유를 통해서 각각 조사하는 광조사단계;
    상기 각각 조사된 광에 의해 생성된 간섭무늬를 복수의 지점에서 검출하는 광검출단계; 및
    상기 복수의 지점에서 검출된 상기 간섭무늬로부터 상기 각각의 검출 지점과 상기 측정대상물 사이의 거리의 변화값을 산출하고, 상기 산출된 복수의 거리의 변화값으로부터 상기 측정대상물의 3차원 위치벡터를 산출하는 좌표산출단계;를 포함하는 3차원 좌표측정 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광생성단계에서,
    상기 조사된 광은 구면파인 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 3차원 좌표측정 방법은,
    상기 조사된 광의 위상이 서로 동일하지 않으면 상기 조사된 광이 서로 동일 하도록 위상을 조절하는 광위상조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 광조사단계에서,
    상기 기준 광섬유는 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 광검출단계에서,
    4곳의 지점에서 상기 간섭무늬를 각각 검출하는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 방법.
  13. 삭제
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 좌표산출단계에서,
    상기 복수의 거리의 변화값으로부터 다음의 수학식 1에 의해 상기 측정대상물의 3차원 위치벡터인 (x, y, z)를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 좌표측정 방법:
    [수학식 1]
    Figure 112008060377948-pat00034
    여기서, (x0,y0,z0)는 시간 t=0일 때 측정대상물의 위치벡터이고, (dx k,dy k,dZ k)는 k번째 검출 지점의 위치벡터이고, pk(0)는 시간 t=0일 때 k번째 검출 지점을 시작점으로 하고 측정대상물을 끝점으로 하는 위치벡터에서 K번째 검출 지점의 위치벡터를 감산하여 구한 위치벡터의 크기이며, Δpk는 k번째 검출 지점과 상기 측정대상물 사이의 거리의 변화값이다.
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