KR100947463B1 - 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정현파무늬를 측정물에 형성시켜 상기 정현파무늬에 의한 측정물의 영상정보를 카메라로 획득한 후 이를 분석하여 측정물의 형상을 측정하는 삼차원 형상 측정장치에 있어서, 전방으로 광을 조사하는 광원과, 상기 광원의 전방에 위치하며 컴퓨터의 펄스 신호에 의해 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 발생시키는 엘시디패널과, 상기 엘시디패널의 전방 및 후방으로 위치하는 편광판과, 상기 엘시디패널의 전방에 위치하며 일정한 거리로 이격되고 상기 엘시디패널에서 발생된 정현파무늬가 측정물에 결상되도록 하는 제 1 결상렌즈와, 상기 광원과 상기 엘시디패널과 상기 편광판 및 상기 제 1 결상렌즈가 고정적으로 지지되는 하우징을 포함하는 엘시디 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 격자의 이동 및 결상렌즈의 이동 없이도 여러 위상 및 다양한 주기의 정현파 무늬를 형성할 수 있는 효과가 있다.
LCD, 액정표시장치, 3차원, 측정장치, 모아레, 격자무늬, 정현파무늬
Description
본 발명은 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 정현파무늬를 측정물에 형성시켜 상기 정현파무늬에 의한 측정물의 영상정보를 카메라로 획득한 후 이를 분석하여 측정물의 형상을 측정하는 삼차원 형상 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 모아레 간섭무늬를 이용한 삼차원 형상 측정 장치란 검사하고자 하는 측정물의 표면에 일정한 형태를 가지는 빛을 조사하여 나타나는 격자무늬와 기준이 되는 격자무늬를 중첩시켜서 모아레 간섭무늬를 형성하고, 이 간섭무늬를 측정 및 해석하여 물체표면의 높이에 대한 정보를 얻는 장치를 말한다. 이와 같은 측정 방법은 측정물의 삼차원 형상을 간단하고 빠르게 얻을 수 있으므로 의학, 산업 분야에서 널리 사용되고 있다.
이와 같은 모아레 간섭무늬를 이용한 삼차원 형상을 측정하는 방식에는 크게 투영식과 그림자식이 있다. 그림자식은 렌즈를 사용하지 않고 측정물의 표면에 나타나는 격자무늬의 그림자로부터 생성된 모아레 무늬를 이용하여 측정물의 표면형 상을 측정하는 방식이고, 투영식은 렌즈를 이용하여 측정물에 투영한 격자의 이미지로부터 생성된 모아레 무늬를 이용하여 측정물의 표면형상을 측정하는 방식이다.
도 1은 그림자식 측정장치를 개략적으로 나타내고 있다. 도 1을 참조하면, 그림자식 측정장치는 광원(100)에서 나온 광이 격자(103)를 통과하여 측정물(P) 표면에 격자형태의 그림자가 생기거나 탈보(talbot)효과에 의해 격자형태의 이미지가 생기게 된다. 여기서 사용되는 격자(103)는 투과하는 빛의 세기를 변화시키는 기능을 한다. 상기 격자(103)의 그림자 이미자와 격자 자체의 무늬가 합성되어 모아레 무늬가 생기며, 이렇게 생성된 모아레 무늬를 그림자식 모아레라고 한다. 이 모아레 무늬를 이차원 영상감지소자 배열을 이용하여 측정하는데, 이때 모아레 무늬의 위상을 계산하기 위해서는 위상 천이된 다수 개의 모아레 무늬가 필요하다.
위상 천이된 모아레 무늬를 얻기 위해 상기 격자(103)를 구동수단(D)에 의해 측정물(P)쪽을 향해 또는 측정물(P)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 그러면, 상기 격자(103)의 이동에 따라 간섭무늬의 위상이 변하므로 3개 이상의 위상 천이된 모아레 무늬를 얻을 수 있다. 이와 같이 상기 격자(103)를 이동시켜 생긴 위상 천이된 모아레 무늬는 결상렌즈(109)에 의해 영상감지소자(110)에 맺힌다. 상기 영상감지소자(110)에 의해, 위상 천이된 모아레 무늬의 이미지 측정과 상기 격자(103)의 이동을 순차적으로 반복한다. 여기서 얻은 다수개의 위상 천이된 모아레 무늬를 이용하여 이미 공지된 해석방법을 통해 물체의 삼차원 형상정보를 얻을 수 있다.
그런데, 이와 같은 그림자식 측정장치는 설비가 간단한 장점이 있지만 격자 의 그림자를 이용해야 하기 때문에 격자무늬와 측정물을 충분히 접근시킬 수 있는 경우에만 적용할 수 있는 단점이 있다.
상기와 같은 그림자식 측정자치의 문제점을 해결하기 위해 투영식 측정장치가 선호되고 있다.
도 2는 투영식 측정장치를 개략적으로 나타내고 있다. 도 2를 참조하면, 투영식 모아레 측정 장치는 광원(111)에서 조사된 광이 제 1 격자(112)를 통과하면서 형성된 이미지를 제 1 결상렌즈(113)에 의해 측정물(P)에 결상시키고 이 측정물(P)의 이미지를 제 2 결상렌즈(114)에 의해 제 2 격자(115)에 결상시킨다. 그리고, 제 2 격자(115)에 결상된 이미지와 제 2 격자(115) 자체의 이미지를 제 3 결상렌즈(116)에 의해 영상감지소자(117)에 결상시켜 모아레 무늬를 얻게 된다.
이와 같은 투영식 모아레 측정장치에서는 상기 제 1 격자 및 제 2 격자를 구동수단에 의해 상하 방향으로 이동시키면서 위상 천이된 모아레 무늬를 얻는다. 그리고, 여기서 얻은 위상 천이된 신호를 공지된 해석방법을 통해 해석함으로써 측정물의 삼차원 형상정보를 얻을 수 있다.
그런데, 측정물에 결상된 격자무늬를 제 2 격자에 결상시켜 모아레 무늬를 생성하고 이 무늬를 다시 영상감지소자에 결상시키기 위해 고가의 정밀광학계가 필요하기 때문에 투영식 측정장치에서 요구되는 제 2 결상렌즈와 제 2 격자가 필요없는 단순화된 시스템이 요구되었다.
이에 따라 투영식 측정장치를 좀 더 단순화시키기 위해 구조화된 형태의 패턴을 측정물에 투영시켜 형상을 측정하는 구조화된 패턴 투영방식의 장치가 제안되 었다.
도 3은 구조화된 패턴 투영방식이 적용된 투영식 측정장치를 개략적으로 나타내고 있다. 도 3을 참조하면, 광원(120)으로부터 조사된 광이 격자(121)를 통과하면서 형성된 이미지를 제 1 결상렌즈(122)에 의해 측정물(P)에 결상시키고, 상기 격자(121)가 투영된 측정물(P)의 이미지를 다시 제 2 결상렌즈(124)에 의해 영상감지소자(127)에 결상시킴으로써 격자가 투영된 측정물(P)의 영상을 얻는다. 여기서, 삼차원 형상추출을 위해 격자(121)를 수평이동 시킴으로써 여러 위상의 투영격자 영상을 얻을 수 있다. 또한, 격자(121)는 다른 주기를 가지는 격자로 교체가 가능하게 구성되어 있다.
한편, 상기 두 결상렌즈는 이동이 가능하도록 설치됨으로써 여러 위상의 투영격자 영상을 얻을 수 있다. 즉, 격자(121)의 이동 또는 결상렌즈의 이동을 통해 여러 위상의 투영격자를 얻을 수 있는 것이다.
이와 같은 측정장치에서는 제 1 결상렌즈(122)로 격자(121)의 이미지를 측정물(P)에 결상시킨 뒤 측정물(P)에 결상된 영상을 영상감지소자(127)로 측정한 후, 이 영상과 컴퓨터에서 생성시킨 기준 격자로부터 모아레 무늬를 생성시켜서 삼차원 형상을 측정한다.
그런데, 격자(121)를 수평이동시킴으로 인해 상기 격자(121)가 이동된 후 제 1 결상렌즈(122)를 통해 측정물(P)에 격자(121)의 이미지를 형성시키기 위해서는 제 1 결상렌즈(122)를 상기 격자패턴의 변위에 대응되도록 이동시켜야 하는 불편함이 있었다.
또한, 측정물에 결상된 격자 이미지는 이후 영상감지소자에서 획득하게 되는데, 영상감지소자 상기 결상 이미지가 정확히 결상되기 위해서는 상기 격자로부터 측정물까지의 광학적 이동거리는 상기 측정물에 결상된 격자 이미지로부터 영상감지소자까지의 광학적 이동거리가 대응되도록 형성되어야 했다.
그러나, 격자가 수평으로 이동되어야 하고, 이에 따른 제 1 결상렌즈의 이동 및 제 2 결상렌즈의 이동으로 인해 광학적 이동거리를 정확히 맞추기가 어려운 문제점이 있었다.
이에 따라 본 발명은 격자의 이동 및 교체 없이도 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 측정물에 형성시킬 수 있는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 결상렌즈의 이동없이도 측정물에 여러 위상의 정현파무늬를 형성시킬 수 있는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 정현파무늬를 측정물에 더 용이하게 전달하고, 결상된 이미지를 더 용이하게 획득하기 위해 렌즈시스템을 더 포함하고 있는 삼차원 형상 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 해결과제를 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치는, 정현파무늬를 측정물에 형성시켜 상기 정현파무늬에 의한 측정물의 영상정보를 카메라로 획득한 후 이를 분석하여 측정물의 형상을 측정하는 삼차원 형상 측정장치에 있어서, 전방으로 광을 조사하는 광원과, 상기 광원의 전방에 위치하며 컴퓨터의 펄스 신호에 의해 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 발생시키는 엘시디패널과, 상기 엘시디패널의 전방 및 후방으로 위치하는 편광판과, 상기 엘시디패널의 전방에 위치하며 일정한 거리로 이격되고 상기 엘시디패널에서 발생된 정현파무늬가 측정물에 결상되도록 하는 제 1 결상렌즈와, 상기 광원과 상기 엘시디패널과 상기 편광판 및 상기 제 1 결상렌즈가 고정적으로 지지되는 하우징을 포함하는 엘시디 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치를 해결수단으로 제시한다.
이때, 상기 하우징은 상기 제 1 결상렌즈가 상기 엘시디패널로부터 일정한 거리로 이격되도록 내측에 홈이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징은 광원이 설치되는 광원용 하우징, 상기 엘시디패널이 설치되는 엘시디용 하우징, 상기 제 1 결상렌즈가 형성되는 렌즈용 하우징의 세 부분으로 나눠져 있는 것이 제조공정상 이점이 있어 바람직하다.
또한, 상기 엘시디패널은 결합부재에 의해 결합되어 엘시디용 하우징의 후방면에 결합되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 엘시디 프로젝터로부터 정현파무늬를 측정물에 형성시키는 광학적 이동거리는 측정물의 영상정보를 획득하는 카메라까지의 광학적 이동거리와 대응되는 것이 카메라가 측정물의 영상정보를 정확히 획득할 수 있어 바람직하다
이때, 상기 엘시디 프로젝터로부터 발생된 정현파무늬를 측정물에 전달하고, 상기 정현파무늬에 의한 측정물의 영상정보를 카메라로 전달하는 렌즈시스템을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 렌즈시스템은 두 개의 경통을 가진 스테레오형 렌즈시스템일 수 있다.
또한, 상기 렌즈시스템은 줌렌즈를 사용하여 다양한 배율로 조절될 수 있다.
상기 해결수단으로 제시된 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치에 따르면, 격자의 이동 없이도 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 측정물에 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 결상렌즈의 이동없이도 측정물에 여러 위상의 정현파무늬를 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 렌즈시스템을 더 포함함으로써 정현파무늬를 측정물에 더 용이하게 전달하고, 결상된 이미지를 더 용이하게 획득할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다양한 주기의 무늬 투영을 통해 광범위한 높이의 측정물도 측정할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치를 개략적으로 나타내고 있다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치는 엘시디프로젝터(10), 전반사미러(20), 렌즈시스템(30), 제 2 결상렌즈(40), 카메라(50)로 구성된다.
먼저, 엘시디프로젝터(10)를 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치의 엘시디 프로젝터 하우징의 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 엘시디 프로젝터의 하우징(11)은 원통형상으로 이루어져 있으며, 광원이 설치되는 광원용 하우징(11a), 엘시디(LCD:Liquid Crystal Display)패널이 설치되는 엘시디용 하우징(11b), 제 1 결상렌즈가 설치되는 렌즈용 하우징의 세 부분으로 구분되어 있고, 소정의 나사 등으로 결합될 수 있다.
광원용하우징(11a)은 광원의 광이 전방으로 조사될 수 있도록 중공형태의 관체로 형성되어 있고, 후술할 엘시디용 하우징의 엘시디패널의 결합을 위해 부분 절취된 절취홈(11a')이 형성되어 있다.
엘시디용 하우징(11b)은 상술한 광원용하우징(11a)의 전방에 결합하며, 후술할 광원(12)에서 조사된 광이 엘시디패널(13)을 경유하여 전방으로 조사될 수 있도록 중앙영역에 홀(11b')이 형성되어 있다.
렌즈용 하우징(11c)은 상술한 엘시디용 하우징(11c)의 전방에 결합하며, 전방 내측에 후술할 제 1 결상렌즈(15)가 결합될 수 있는 렌즈용 홈(11c')이 형성되어 있다.
이와 같이 엘시디 프로젝터의 하우징(11)은 세 부분으로 각각 구성되어 결합됨으로써 후술할 광원, 엘시디패널 및 제 1 결상렌즈를 용이하게 설치할 수 있다.
도 6a는 상기 하우징에 광원, 엘시디패널 및 제 1 결상렌즈의 결합을 나타낸 횡단면 분해도(도 5의 A-A'의 단면)이고, 도 6b는 상기 하우징에 광원, 엘시디패널 및 제 1 결상렌즈의 결합을 나타낸 종단면 분해도(도 5의 B-B'의 단면)이고, 도 6c는 엘시디 프로젝트의 종단면도를 나타낸 것이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 세 개의 하우징은 소정의 나사에 의해 결합될 수 있다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 광원(12)은 광을 전방으로 조사할 수 있도록 광원하우징(11a)의 후방에 설치된다. 이때, 광원(12)은 광원하우징(11a)에 결합될 수 있도록 소정의 결합수단에 의해 결합될 수 있다.
엘시디패널(LCD PANEL)(13)은 엘시디용 하우징(11b)의 후방면에 결합될 수 있으며, 결합시 결합부재(13a)에 의해 결합 지지된 상태에서 후방면에 결합된다. 이때, 엘시디패널(13)은 소정의 제어부로부터 전달받은 신호에 의해 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 생성할 수 있다.
편광판(14a)(14b)은 한 쌍으로 구성되며, 엘시디패널(13)의 전후방에 위치하도록 설치된다. 후방 측 편광판(14a)은 광원(12)으로부터 조사된 광이 엘시디패널(13)의 전면으로 광이 조사되도록 편향시켜주는 역할을 하며, 엘시디패널(13)에 대향되어 결합부재(13a)의 후방면에 결합되는 것이 바람직하다.
전방 측 편광판(14b)은 엘시디패널(13)에서 생성된 다양한 정현파무늬를 측정물에 잘 형성되기 위해 광을 일정한 방향으로 편향시켜주는 역할을 하며, 이를 위해 엘시디패널(13)과 대향되도록 엘시디용 하우징(11b)의 전방면에 설치된다.
제 1 결상렌즈(15)는 렌즈용 하우징(11c)에 마련된 렌즈용 홈(11c')에 알맞도록 끼워맞춤 등의 결합방식으로 결합되어 엘시디패널(13)로부터 생성된 정현파무늬가 측정물에 형성될 수 있도록 정현파무늬를 전방으로 전달하는 역할을 한다.
이때, 엘시디패널(13)은 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 발생할 수 있기 때문에 제 1 결상렌즈(15)는 엘시디패널(13)로부터 일정한 간격으로 이격되어 고정됨으로써 측정물에 격자무늬가 정확히 형성될 수 있다.
또한, 후술할 제 2 결상렌즈(40)와 카메라(50)간의 이격거리 또한 고정되어 있으므로, 엘시디패널(13)에서 생성된 정현파무늬의 측정물까지의 광학적 이동거리와 측정물로부터 카메라까지 광학적 이동거리를 서로 대응되도록 형성되는 것이 정확한 측정물의 영상정보를 획득하는데 바람직하다.
따라서, 본 실시예에서는 렌즈용 하우징(11c)의 내측에 마련된 렌즈용 홈(11c')에 제 1 결상렌즈(15)가 일정한 거리로 이격되어 고정될 수 있음으로써 상술한 바와 같이 두 광학적 이동경로를 대응되도록 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 엘시디 프로젝터로부터 다양한 주기의 무늬 투영을 통해 측정물의 넓은 폭 뿐만 아니라 광범위한 높이의 측정도 가능한 것이다.
다음으로, 전반사 미러에 대해 설명한다. 도 4를 참조하면, 전반사 미러(20)는 엘시디프로젝터의 전방에 위치하여 상기 엘시디프로젝터로부터 조사되는 광 경로를 바꿔줄 수 있도록 설치되어 있다.
이와 같은 전반사 미러(20)가 설치됨으로써, 엘시디프로젝터(10)로부터 측정물(P)까지의 광학적 이동경로와 상기 정현파무늬에 의한 측정물(P)의 영상정보가 후술할 카메라(50)까지의 광학적 이동경로가 대응되도록 조절하는 것이 용이해질 수 있고, 엘시디프로젝터(10)의 위치를 자유롭게 이동시킬 수 있다.
다음으로, 렌즈시스템(30)은 두 개의 경통(31)(32)과 경통의 전방에 위치하는 대물렌즈(33)로 구성된 스테레오형 렌즈시스템으로서, 좌측 경통(31)은 엘시디 프로젝터(10)로부터 생성된 정현파무늬를 측정물(P)에 형성시키는 광의 이동경로로 사용되고, 우측 경통(32)은 상기 정현파무늬에 의해 형성된 측정물(P)의 영상정보가 카메라(50)에 획득되는 광의 이동경로로서 사용된다.
대물렌즈(33)는 좌측 경통(31)으로부터 전달된 정현파무늬의 이미지가 측정물(P)에 형성되도록 위치하며, 이와 동시에 측정물(P)에 형성된 측정물(P)의 영상정보가 우측 경통(32)을 통해 카메라(50)로 이동될 수 있도록 위치하고 있다.
이와 같이 두 개의 경통을 가진 렌즈시스템을 사용하면, 종래와는 달리 각각 개별적으로 구비하지 않아도 됨으로써 측정 장치의 제조단가를 낮출 수 있다.
또한, 렌즈시스템(30)은 각각의 경통에 줌렌즈를 사용하여 다양한 배율로 조절될 수도 있다. 이와 같이 줌렌즈를 사용하면, 측정물(P)의 크기 및 모양에 따라 정현파무늬를 확대 및 축소하여 형성시킬 수도 있고, 카메라(50)에서 획득되는 측정물(P)의 영상정보를 확대 및 축소하여 획득되게 함으로써 보다 정확한 삼차원 형상을 측정할 수 있게 된다.
제 2 결상렌즈(40)는 렌즈시스템(30)을 통해 전달된 측정물(P)의 영상정보가 카메라(50)에 정확히 획득될 수 있도록 카메라(50)와 소정거리만큼 이격되어 위치한다. 본 실시예의 도면상에서는 개별적으로 구성된 것처럼 도시되어 있지만, 제 2 결상렌즈와 후술할 카메라는 카메라에 측정물의 영상정보가 정확히 획득되도록 하기 위해 그 이격거리는 일정해야 하므로 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
카메라(50)는 측정물(P)의 영상정보를 획득하는 장치로서 CCD(Charge-Coupled Device)일 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되어 카메라(50)에서 획득된 측정물(P)의 영상정보는 소정의 제어부로 전송되고 해당 프로그램에 의해 분석되어 삼차원 형상을 측정하게 된다.
본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 변형할 수 있는 범위까지 본 발명의 청구 범위 내에 있다는 것이 이해될 것이다.
도 1은 그림자식 측정장치의 개략도
도 2는 투영식 측정장치의 개략도
도 3은 구조화된 패턴 투영방식이 적용된 투영식 측정장치 개략도
도 4는 본 발명에 따른 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치의 개략도
도 5는 본 발명에 따른 엘시디 프로젝터의 하우징의 분해사시도
도 6a는 본 발명에 따른 엘시디 프로젝터의 분해 횡단면도
도 6b는 본 발명에 따른 엘시디 프로젝터의 분해 종단면도
도 6c는 본 발명에 따른 엘시디 프로젝터의 결합 종단면도
※ 도면에 사용된 부호에 대한 설명※
10 : 엘시디 프로젝터 11 : 하우징 12 : 광원
13 : 엘시디패널 14a, 14b : 편광판 15 : 결상렌즈
20 : 전반사미러 30 : 렌즈시스템 40 : 제 2 결상렌즈
50 : 카메라
Claims (8)
- 정현파무늬를 측정물에 형성시켜 상기 정현파무늬에 의한 측정물의 영상정보를 카메라로 획득한 후 이를 분석하여 측정물의 형상을 측정하는 삼차원 형상 측정장치에 있어서,전방으로 광을 조사하는 광원과, 상기 광원의 전방에 위치하며 컴퓨터의 펄스 신호에 의해 여러 위상과 다양한 주기의 정현파무늬를 발생시키는 엘시디패널과, 상기 엘시디패널의 전방 및 후방에 위치하는 편광판과, 상기 엘시디패널로부터 전방으로 이격배치되어 상기 엘시디패널에서 발생된 정현파무늬가 측정물에 결상되도록 하는 제 1 결상렌즈와, 상기 광원과 상기 엘시디패널과 상기 편광판 및 상기 제 1 결상렌즈가 고정적으로 지지되는 하우징을 포함하는 엘시디 프로젝터를 포함하며,상기 하우징에는 상기 제1결상렌즈가 고정되도록 렌즈용 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 하우징은 광원이 설치되는 광원용 하우징, 상기 엘시디패널이 설치되는 엘시디용 하우징, 상기 제 1 결상렌즈가 설치되는 렌즈용 하우징의 세 부분으로 나눠져 있고,상기 엘시디패널은 결합부재에 의해 결합되어 상기 엘시디용 하우징의 후방면에 결합되는 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치
- 삭제
- 제 3항에 있어서,상기 엘시디 프로젝터로부터 정현파무늬를 측정물에 형성시키는 광학적 이동거리는 측정물의 영상정보를 획득하는 카메라까지의 광학적 이동거리와 대응되는 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치
- 제 1항 또는 제 5항에 있어서,상기 엘시디 프로젝터로부터 발생된 정현파무늬를 측정물에 전달하고, 상기 정현파무늬에 의한 측정물의 영상정보를 카메라로 전달하는 렌즈시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치
- 제 6항에 있어서,상기 렌즈시스템은 두 개의 경통을 가진 스테레오형 렌즈시스템인 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치
- 제 7항에 있어서,상기 렌즈시스템은 줌렌즈를 사용하여 다양한 배율로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 엘시디를 이용한 삼차원 형상 측정장치
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|---|---|---|---|---|
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| US20150160005A1 (en) * | 2012-06-12 | 2015-06-11 | Shima Seiki Mfg., Ltd. | Three-dimensional measurement apparatus, and three-dimensional measurement method |
| EP2863166A4 (en) * | 2012-06-13 | 2016-07-27 | Shima Seiki Mfg | SYNTHESIS PARAMETER GENERATION DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL MEASURING APPARATUS |
| KR101538557B1 (ko) * | 2013-12-30 | 2015-07-22 | 이은석 | 위상차 이미지를 이용한 결함검출 장치 및 그 방법 |
| JP2015172493A (ja) | 2014-03-11 | 2015-10-01 | 株式会社東芝 | 距離測定装置 |
| EP3146291A2 (en) * | 2014-05-18 | 2017-03-29 | ADOM Advanced Optical Technologies Ltd. | System for tomography and/or topography measurements of a layered object |
| CN106767530A (zh) * | 2016-12-24 | 2017-05-31 | 大连日佳电子有限公司 | 使用基于3lcd投影条纹光学引擎系统进行投影的方法 |
| CN106482652A (zh) * | 2016-12-24 | 2017-03-08 | 大连日佳电子有限公司 | 基于3lcd投影条纹光学引擎系统 |
| KR102400937B1 (ko) | 2017-09-21 | 2022-05-24 | (주)테크윙 | 형상 측정장치 |
| CN113396312B (zh) * | 2018-10-12 | 2024-03-01 | 电力研究所有限公司 | 用于在光学失真介质中测量表面特性的方法 |
| TWI720602B (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | 國立中央大學 | 重建物體表面的方法與光學系統 |
| CN114111640B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-06-20 | 北京理工大学 | 一种正弦条纹结构光投影系统及工作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000053449A (ko) * | 1999-01-13 | 2000-08-25 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 반도체 장치 및 집적회로 디바이스 |
| KR20020021623A (ko) * | 2001-12-12 | 2002-03-21 | 신동석 | 백라이트를 이용한 박막형 광고용 패널 장치 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4382678A (en) * | 1981-06-29 | 1983-05-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Measuring of feature for photo interpretation |
| CN87207160U (zh) * | 1987-06-10 | 1988-03-09 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光纤耦合器 |
| CN2044353U (zh) * | 1988-12-30 | 1989-09-13 | 大连医学院 | 内窥镜摄像多用连接器 |
| JPH04186553A (ja) * | 1990-11-21 | 1992-07-03 | Sony Corp | モワレ干渉方式の測定装置 |
| JP3236051B2 (ja) * | 1992-01-20 | 2001-12-04 | 株式会社資生堂 | ３次元形状測定用格子板とその製造装置および３次元形状測定装置 |
| CN2166468Y (zh) * | 1993-06-10 | 1994-05-25 | 王淑荣 | 折透式安全防护门镜 |
| KR0140672B1 (ko) * | 1994-09-15 | 1998-06-15 | 이헌조 | 편향장치를 구비한 액정 프로젝터 |
| JPH09189962A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Hitachi Ltd | 投写形表示装置 |
| JP3414145B2 (ja) * | 1996-08-27 | 2003-06-09 | 松下電工株式会社 | ３次元形状計測方法 |
| JP3831089B2 (ja) * | 1997-09-10 | 2006-10-11 | シチズン時計株式会社 | 格子パターン投影法を用いた３次元形状測定装置 |
| US6084712A (en) * | 1998-11-03 | 2000-07-04 | Dynamic Measurement And Inspection,Llc | Three dimensional imaging using a refractive optic design |
| US20010028416A1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-10-11 | Divelbiss Adam W. | System and method for displaying 3D imagery using a dual projector 3D stereoscopic projection system |
| KR20000053779A (ko) * | 2000-04-10 | 2000-09-05 | 김성식 | 2차원 격자무늬를 이용한 3차원 형상측정시스템 |
| JP2003043442A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Toshiba Corp | 液晶投射型表示装置 |
| JP2003177352A (ja) * | 2001-10-01 | 2003-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型表示装置及びこれを用いた背面投写型表示装置 |
| US7103212B2 (en) * | 2002-11-22 | 2006-09-05 | Strider Labs, Inc. | Acquisition of three-dimensional images by an active stereo technique using locally unique patterns |
| KR20040063227A (ko) * | 2003-01-06 | 2004-07-14 | 엘지전자 주식회사 | 빔 프로젝터를 이용한 3차원 입체 영상 표시 장치 |
| US20050007556A1 (en) * | 2003-02-04 | 2005-01-13 | Seiko Epson Corporation | Optical device and projector |
| JP4480488B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2010-06-16 | 富士通株式会社 | 計測装置、コンピュータ数値制御装置及びプログラム |
| JP2005214807A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Fujinon Corp | 格子投影型モアレ装置 |
| US20050243330A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-03 | Simon Magarill | Methods and apparatus for determining three dimensional configurations |
| JP4501587B2 (ja) * | 2004-08-18 | 2010-07-14 | 富士ゼロックス株式会社 | ３次元画像測定装置および方法 |
| CN1266452C (zh) * | 2004-12-31 | 2006-07-26 | 深圳大学 | 复合编码多分辨三维数字成像方法 |
| JP4611782B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-01-12 | シチズンホールディングス株式会社 | ３次元形状測定方法及び測定装置 |
| DE102005054337A1 (de) * | 2005-11-11 | 2007-05-16 | Opto Control Elektronik Pruefs | Dreidimensionales Objektvermessungssystem |
-
2007
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-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000053449A (ko) * | 1999-01-13 | 2000-08-25 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 반도체 장치 및 집적회로 디바이스 |
| KR20020021623A (ko) * | 2001-12-12 | 2002-03-21 | 신동석 | 백라이트를 이용한 박막형 광고용 패널 장치 |
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