KR100966307B1 - 모아레 무늬 촬영장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모아레 무늬 촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 격자무늬 발생기와 다수의 헤더가 구비된 이송장치가 피사체의 형상정보를 획득하기 위하여 상기 다수의 헤더를 Y축으로 이동시키면서 격자무늬 발생기에서 생성된 격자무늬를 다수의 헤더에 전달하여 획득한 이미지로 계산하는 모아레 무늬 촬영장치에 관한 것이다.
본 발명은 장착된 헤더 수만큼 측정속도가 빨라지는 효과가 있고 헤더의 개수가 늘어나더라도 광원, 격자, 격자이송장치는 단수로 사용할 수 있음으로 경제적인 효과가 있으며 헤드마다 개별적으로 움직임이 가능하여 대상물의 상태에 따라 위치조절을 하는 효과가 있다.
모아레 무늬, 촬영장치, 이동장치, 헤더, 격자무늬

Description

모아레 무늬 촬영장치{Moire Pattern Photographing Device}
본 발명은 모아레 무늬 촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 격자무늬 발생기와 다수의 헤더가 구비된 이송장치가 피사체의 형상정보를 획득하기 위하여 상기 다수의 헤더를 Y축으로 이동시키면서 격자무늬 발생기에서 생성된 격자무늬를 다수의 헤더에 전달하여 획득한 이미지로 계산하는 모아레 무늬 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로, 모아레(Moire) 무늬는 대략 격자 형상을 갖도록 가로 세로줄 불투명선이 구비된 격자의 일측에 광원을 배치한 상태에서 광을 피사체에 방사하게 되면 피사체의 요철에 의해 격자형상의 대칭성이 깨어진 상태로 투사된다.
이것을 격자형상을 갖는 상기 격자필름을 통해서 보면 서로 간섭을 하여 간섭형상의 무늬가 상으로 나타나게 되는 무늬를 모아레 무늬라고 한다.
그러나, 상기 모아레 무늬를 촬상장치에 적용하여 구성함에 있어서는 격자 또는 등간격의 불투명선의 무늬를 발생시키는 별도의 장치와 별도의 촬상장치를 별 도로 구성하여 설치하여야 하므로 모아레 촬상장치를 구성함에 있어 많은 공간이 요구되고 큰 제작비용이 소요되는 문제점이 있다.
또한 한번에 측정 할 수 있는 영역이 제한되기 때문에 넓은 영역을 측정하기 위해서는 여러 번의 측정이 요구된다. 인라인 장비에서 중요한 것은 대상물이 투입되어 검사 완료하는 시간이다. 제품의 생산량과 직접적인 연관이 있는 검사시간을 단축하기 위해 많은 노력을 기울이게 된다. 이를 쉽게 해결하는 방법으로 모아레 촬영장치를 여러 구성하여 장비에 탑재하는 방법이 있으나 제작비용이 많이 들어 한계가 있다.
상술한 본 발명의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 헤더를 이동장치에 구비하여 넓게 분포한 피사체를 동시에 검사하기 위한 모아레 무늬 촬영장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면 모아레 무늬 촬영장치는 격자무늬를 발생하는 격자무늬 발생기와, 상기 발생된 격자무늬를 이용하여 피사체를 검사하는 다수의 헤더로 구성되며, 상기 격자무늬 발생기와 다수의 헤더가 이송장치에 결합되어 넓은 면적에 분포된 다수의 피사체를 이동하면서 동시에 검사하는 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 격자무늬 발생기는 모아레 무늬를 획득하기 위한 빛을 제공하는 광원과, 상기 빛을 평행광으로 변형하는 집광렌즈와, 상기 변형된 평행광이 투과되어 격자무늬를 생성하고 생성하는 투영격자, 및 상기 격자무늬를 다수의 헤더를 전달하는 중계렌즈로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 격자무늬를 생성하는 투영격자 이외에 DMD(Digital Micromirror Device)에 의해서 생성된 격자무늬로 중계렌즈에 전달되는 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 다수의 헤더는 각각 격자무늬를 반사하는 빔스플릿터와, 상기 반사된 격자무늬를 피사체에 투영하는 투영렌즈와, 상기 피사체에 결상된 격자무늬가 입사되는 결상렌즈와, 상기 결상렌즈로부터 피사체에 결상된 격자무늬를 제공받는 CCD로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 빔스플릿터는 격자무늬의 반사율이 1/(헤더의 개수) × 100%로 반사하는 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 이송장치는 상기 격자무늬 발생기와, 다수의 헤더가 결합되는 거치대와, 상기 거치대가 Y축 방향으로 이동하도록 형성된 Y축 레일로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 거치대는 헤드마다 개별적으로 X축 방향으로 움직이는 것을 해결 수단으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 장착된 헤더 수만큼 측정속도가 빨라지는 효과가 있고 헤더의 개수가 늘어나더라도 광원, 격자, 격자이송장치는 단수로 사용할 수 있으므로 경제적인 효과가 있으며 헤드마다 개별적으로 움직임이 가능하여 대상물의 상태에 따라 위치조절을 하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 DMD를 이용한 모아레 장치 구성도로서, 상기 모아레 장치는 격자무늬 발생기(100)와 다수의 헤더(200)로 이루어진다.
보다 상세하게, 상기 격자무늬 발생기(100)는 광원(110)과 집광렌즈(120)와 투영격자(130) 및 중계렌즈(140)로 이루어진다.
상기 격자무늬 발생기(100)의 광원(110)은 모아레 무늬를 획득하기 위한 빛을 제공한다.
상기 격자무늬 발생기(100)의 집광렌즈(120)는 상기 광원(110)으로부터 제공된 빛을 평행광으로 변형하여 투영격자(130)에 제공한다.
상기 격자무늬 발생기(100)의 투영격자(130)는 상기 집광렌즈(120)에 의해서 변형된 평행광이 투과되어 격자무늬를 생성하고 생성된 격자무늬를 중계렌즈(140)로 출사한다.
특히, 상기 투영격자(140)를 대신하여 DMD(Digital Micromirror Device)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 격자무늬 발생기(100)의 중계렌즈(140)는 출사된 격자무늬를 다수의 헤더(200)에게 전달한다.
상기 다수의 헤더(200)는 헤더 각각에 대하여 빔스플릿터(211, 221, 231, 241)와 투영렌즈(212, 222, 232, 242)와 결상렌즈(213, 223, 233, 243)와 CCD(charge coupled device; 214, 224, 234, 244)로 이루어진다.
상기 다수의 헤더(200)의 동작과정에 대하여 도 2에 도시된 바와 같이 4개의 헤더로 구성된 실시예로 설명하면 다음과 같다.
상기 격자무늬 발생기(100)로부터 격자무늬가 전달되면 제 1 헤더(210)는 제 1 빔스플릿터(211)에 의해서 1/4을 제 1 투영렌즈(212)에 반사하고 3/4를 투과한다.
이때 1/4를 반사한 격자무늬는 제 1 투영렌즈(212)를 통하여 피사체에 격자무늬를 결상하고 상기 결상된 격자무늬는 제 1 결상렌즈(213)를 통하여 제 1 CCD(214)로 전달되어 검사된다.
다음, 제 1 헤더(210)에서 투과된 3/4의 격자무늬는 다시 제 2 헤더(220)에 전달되고, 상기 투과된 3/4를 100으로 기준하였을 때 상기 제 2 헤더(220)의 제 2 빔스플릿터(221)에 의해서 1/3을 제 2 투영렌즈(222)에 반사하고 2/3를 투과한다.
이때, 1/3을 반사한 격자무늬는 제 2 투영렌즈(222)를 통하여 피사체에 격자무늬를 결상하고 상기 결상된 격자무늬는 제 2 결상렌즈(223)를 통하여 제 2 CCD(224)로 전달되어 검사된다.
다음, 제 2 헤더(220)에서 투과된 2/3의 격자무늬는 다시 제 3 헤더(230)에 전달되고, 상기 투과된 2/3를 100으로 기준하였을 때 상기 제 3 헤더(230)의 제 3 빔스플릿터(231)에 의해서 1/2를 제 3 투영렌즈(232)에 반사하고 1/2를 투과한다.
이때, 1/2를 반사한 격자무늬는 제 3 투영렌즈(232)를 통하여 피사체에 격자무늬를 결상하고 상기 결상된 격자무늬는 제 3 결상렌즈(233)를 통하여 제 3 CCD(234)로 전달되어 검사된다.
다음, 제 3 헤더(230)에서 투과된 나머지 1/2의 격자무늬는 다시 제 4 헤더(240)에 전달되고 남은 1/2의 격자무늬 모두를 제 4 빔스플릿터(241)에 의해서 제 4 투영렌즈(242)에 반사하고 반사된 격자무늬는 피사체에 결상되며, 결상된 격자무늬를 제 4 결상렌즈(243)를 통하여 제 4 CCD(244)에 전달되어 검사된다.
이상 설명한 검사과정은 단지 4개의 헤더가 있는 경우이고 헤더의 개수만큼 반복하여 검사할 수 있다.
특히, 빔스플릿터의 반사율은 1/n × 100%로 반사하는 것이 바람직하다.(단, n은 헤더의 개수)
즉, 5개의 헤더가 있는 경우에는 첫 번째 헤더에서 1/5, 두 번째 헤더에서 1/4, 세 번째 헤더에서 1/3, 네 번째 헤더에서 1/2, 마지막 헤더에서 남은 모든 격자무늬를 반사하는 것이다.
이와 같은 다수의 헤더(200)는 피사체를 검사하기 위하여 이송장치에 의해서 이동되는 바, 상기 이송장치는 도 2에 도시된 바와 같이 격자무늬 발생기(100)와 다수의 헤더(200)와 거치대(300) 및 Y축 레일(400)로 이루어진다.
상기 격자무늬 발생기(100)는 도 1에 도시된 광원(110), 집광렌즈(120), 투영격자(130) 및 중계렌즈(140)를 포함하고 있으며, 상기 광원(110), 집광렌즈(120), 투영격자(130) 및 중계렌즈(140)에 의해서 생성된 격자무늬를 다수의 헤더(200)에 전달한다.
상기 다수의 헤더(200)는 피사체를 검사하기 위해서 면적과 검사 위치에 따 라 각각 정렬되고 상기 격자무늬 발생기(100)로부터 격자무늬를 제공받아 피사체에 반사시켜서 위상천이 모아레 방식으로 이미지를 획득하고 이로부터 높이 정보를 획득한다.
이러한 방법은 거치대(300)가 Y축으로 움직일때 마다 반복 수행함으로써 피사체전체에 대한 형상정보를 획득한다.
상기 거치대(300)는 상기 격자무늬 발생기(100)와 다수의 헤더(200)가 거치되고 상기 격자무늬 발생기(100)와 다수의 헤더(200)가 용이하게 거치되기 위하여 헤드마다 개별적으로 X축 방향으로 움직임이 가능하고 피사체의 상태에 따라 위치조절을 하도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 거치대(300)는 Y축 레일(400)에 결합되어 Y축 방향으로 움직일 수 있도록 형성된다.
이와 같이 거치대(300)가 Y축으로 움직이므로 넓게 분포된 피사체를 최초 검사 시작점부터 끝점까지 순차적으로 검사가 가능하다.
상기 Y축 레일(400)은 거치대(300)와 결합되어 Y축으로 이동할 수 있도록 레일이 형성되고 상기 레일에 상기 거치대(300)가 결합된다.
특히, 하나의 Y축 레일(400)에 거치대(300)를 결합하여 피사체를 검사하는 것도 바람직하지만 피사체 좌우측에 두개의 Y축 레일(400)을 구축하고 상기 두개의 Y축 레일(400) 사이에 거치대(400)를 결합하여 피사체를 검사하는 것도 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명 이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상기한 기술은 단지 한 실시예이고 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해하여야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 DMD를 이용한 모아레 장치 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 DMD를 이용한 모아레 장치를 이동하는 이동장치 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명 >
100 : 격자무늬 발생기 110 : 광원
120 : 집광렌즈 130 : 투영격자
140 : 중계렌즈 200 : 다수의 헤더
211, 221, 231, 241 : 빔스플릿터
212, 222, 232, 242 : 투영렌즈
213, 223, 233, 243 : 결상렌즈
214, 224, 234, 244 : CCD
300 : 거치대 400 : Y축 레일

Claims (7)

  1. 모아레 무늬를 획득하기 위한 빛을 제공하는 광원, 상기 빛을 평행광으로 변형하는 집광렌즈, 상기 변형된 평행광이 투과되어 격자무늬를 생성하는 투영격자, 상기 격자무늬를 다수의 헤더에 전달하는 중계렌즈로 이루어진 격자무늬 발생기와;
    각각 격자무늬를 반사하는 빔스플릿터, 상기 반사된 격자무늬를 피사체에 투영하는 투영렌즈, 상기 피사체에 결상된 격자무늬가 입사되는 결상렌즈, 상기 결상렌즈로부터 피사체에 결상된 격자무늬를 제공받는 CCD로 이루어진 다수의 헤더로 구성되며,
    상기 격자무늬 발생기, 다수의 헤더가 결합되는 거치대, 상기 거치대가 Y축 방향으로 이동하도록 형성된 Y축 레일로 이루어진 이송장치에 상기 격자무늬 발생기와 다수의 헤더가 결합되어 넓은 면적에 분포된 다수의 피사체를 이동하면서 동시에 검사하는 것을 특징으로 하는 모아레 무늬 촬영장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 격자무늬를 생성하는 투영격자 이외에 DMD(Digital Micromirror Device)에 의해서 생성된 격자무늬로 중계렌즈에 전달되는 것을 특징으로 하는 모아레 무늬 촬영장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 빔스플릿터는 격자무늬의 반사율이 1/(헤더의 개수) × 100%로 반사하는 것을 특징으로 하는 모아레 무늬 촬영장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 거치대는 헤드마다 개별적으로 X축 방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 모아레 무늬 촬영장치.
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