KR101023193B1 - 삼차원 형상 측정용 엘티피 시스템 - Google Patents

삼차원 형상 측정용 엘티피 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 주사 장치를 이용한 삼차원 형상측정용 엘티피 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 피측정체에 레이저빔을 조사하고, 피측정체로부터 반사된 레이저빔의 위치를 이용하여 피측정체의 형상을 측정하는 종래의 엘티피시스템에 레이저빔이 지나는 경로상에 위치하며, 전기적인 제어에 의해 입사된 레이저빔을 평행하게 경로를 변경시켜 출력하는 제2축스캐너부를 더 포함하도록 하여, 이송부가 이동하는 제1축의 스캔뿐만 아니라 제1축과 직각인 제2축의 스캔도 한번에 수행되도록 하고, 스캔을 하는 과정에서 발생하는 오차를 보정하는 구성을 더 추가한 점에 특징이 있는 발명이다.
본 발명에 따르면, 2차원 슬로프 측정 장치로 이용되고 있는 엘티피 시스템의 3차원 형상측정을 위한 Y-스캐너와 오차 보정장치가 제공되며, 이에 따라 이송부가 기구적으로 왕복 이동을 하지 않더라도 한번에 피측정체의 전체 표면을 스캔하는 것이 가능해졌다.
Figure R1020080085415
엘티피, LTP, 3차원

Description

삼차원 형상 측정용 엘티피 시스템{Long Trace Profiler system for three dimensional surface measuring}
본 발명은 광 주사 장치를 이용한 삼차원 형상측정용 엘티피 시스템의 설계 방법 및 그에 따른 시스템에 관한 것이다.
세계 여러 곳에서 방사광 가속기가 계속 건설되어지고, X-선 레이저 및 단파장 자유전자 레이저가 발달하므로 인하여 X-선 광학소자의 하나인 사입사 비축상 비구면 거울에 대한 수요는 증대되고 있으며, 그 성능의 요구치는 더욱더 높게 요청되고 있다.
복소 굴절률의 실수계수가 일(n=1.0)보다 크지 않은 X-선 영역의 거울소자로는 외부전반사를 이용하는 사입사 광학소자가 자주 사용된다. 이 경우 아주 작은 사입사각으로 인하여, 필요한 입체각(solid angle)을 갖기 위해 거울의 길이는 길어지게 되며, 실상이나 허상의 초점 형성 및 평행광 제작을 위하여 그 형상은 평면이나 실린더(cylinder), 타원(ellipsoids), 쌍곡면(hyperboloid), 포물면(paraboloid), 토로이달면(toroids) 등의 형태를 취하게 된다.
사입사 광학소자는 그 특성상 기울기 편차가 중요한 요소가 되며, 요구되는 정밀도는 수초 이내의 각도 정밀도와 십 분의 수 나노미터의 거칠기이다. 따라서 그에 맞는 정도의 정밀도를 가진 측정이 필요하게 된다.
기계 및 광학소자 가공의 측면에서 고전적으로 발전되어 온 비접촉 표면 형상 측정 장치들은 높이 단차를 직접 측정하는(height measuring) 것과 기울기를 측정하여 적분하는(slope measuring) 방법을 사용하는 것으로 나뉠 수 있다. 기준면에서 반사된 기준파면과 측정하려는 표면에서 반사된 파면을 중첩시켜 형성된 간섭무늬를 해석하여 형상정보를 획득하는 간섭계(interferometer)나 조명시스템과 결상시스템이 공통 초점을 형성할 경우 명암비(contrast)가 제일 높은 점을 이용한 공초점 현미경(confocal microscope) 등의 여러 가지가 있다. 이러한 측정장치들은 각각의 특성에 맞는 측정에서는 장점을 갖고 있으나, 비구면 형상의 긴 제품에 대한 측정에서는 사용되기 힘든 단점이 있다.
엘티피(LTP(long trace profiler): 장 추적 프로파일 측정기)는 긴 거리를 이동해 가면서 기울기를 측정하여 적산하는 오토콜리메타(autocollimator)의 일종으로 방사광 가속기에 사용되는 평면이나 구면 또는 비구면형상의 긴 거울의 제작과 평가에서 프로파일 측정에 일반적으로 사용되어 왔다.
엘티피는 오토콜리메타의 일종으로, 측정하려는 표면에 입사시킨 평행광의 입사각 대비 반사각에 대한 정보를 얻기 위하여 각 정보를 위치 정보로 변환시키는 푸리에 변환 렌즈(Fourier transform lens)를 이용하여 평행광을 점으로 수렴시키고, 렌즈의 결상면에서의 위치 변화 값을 정보를 얻는 장치다.
도 1은 이러한 엘티피의 기본 측정원리를 설명하기 위한 도면으로, 도 1에 따를 때 기본적인 측정 원리는 다음과 같다.
Figure 112008061891085-pat00001
여기서,
a 는 반사면의 기울기(slope angle),
d 는 검출기상의 위치 변화량(detector signal position difference)
f 는 푸리에 변환 렌즈의 초점거리(focal length of FT Lens)이다.
엘티피는 광학면의 기울기(slope)를 1μrad 이하의 민감도로 1m 가량의 길이방향으로 측정하는 장치이다. 작동원리는 바이어런(Bieren)에 의하여 개발된 펜슬 빔 간섭계(pencil beam interferometer)로 도 2에 도시되어 있다.
이 시스템에서는 이송자(carriage)로 펜타프리즘(16)을 사용하였으나, 진행하는 광경로가 다른 상황에서 관찰하는 간섭무늬의 교란이 경로상의 기체 유동에 의하여 발생하는 문제점을 안고 있었다.
이러한 단점을 혁신적으로 보완한 시스템이 도 3에 도시된 시스템으로, 타칵스(Takacs)와 첸(Qian)에 의하여 제시되었는데, 이는 두 가닥의 평행 빔을 생성하는 빔스플리터에서 경로 차이가 없도록 하는 시스템으로 이송자에 레이저 광원을 위치시키고 기준빔을 고정된 기준거울에서 받아 오차를 제거하는 구조를 하고 있 다. 이들은 이 시스템의 정밀도를 향상시키기 위하여 이송자의 운동시 발생하는 떨림에 의한 오차를 도브프리즘(dove prism)을 이용하여 제거하는 시스템을 제안하기도 하였다.
이에 더하여 도 4에 도시된 바와 같이 펜타프리즘을 이송자로 구성하여 오차를 제거하고 광원을 고정시키는 시스템이 첸과 자크(Werner Jark) 등에 의하여 제안되어 널리 사용되고 있다.
엘티피는 기본적으로 이송자가 이동하는 축방향의 형상을 측정하는 시스템으로, 횡방향의 형상까지 측정할 수는 없었다.
엘티피를 이용하여 3차원 측정에 이용하려는 시도는 있었으나, 이는 수차례의 스캔 결과를 조합하여 측정 자료를 3차원으로 정렬하는 방법으로, 긴 방향의 기구적 운동을 여러 번 반복해야 하는 문제를 안고 있었으며, 또한 2차원의 형상 측정에서는 고려되지 않았던 진행방향축의 회전떨림(롤(roll) 떨림), 수평떨림(요(yaw) 떨림)에 의한 오차로 인한 문제도 발생하는데 이러한 문제를 해결할 방법이 없었다.
상기한 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 한 번의 종방향 측정(tangential scan)을 통하여 3차원 측정을 하도록 하는 엘티피 구성을 구비한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 피측정체에 레이저빔을 조사하고, 상기 피측정체로부터 반사된 레이저빔의 위치를 이용하여 상기 피측정체의 형상을 측정하는 엘티피시스템에 있어서, 레이저빔을 출력하는 광원부; 상기 광원부에서 출력된 레이저빔이 지나는 경로상에 위치하며, 전기적인 제어에 의해 입사된 레이저빔을 평행하게 경로를 변경시켜 출력하는 제2축스캐너부; 피측정체의 측정면 위에서 제1축 방향으로 이동하는 이송부; 적어도 일부가 상기 이송부에 구비되어 상기 이송부와 함께 이동하며, 상기 제2축스캐너부로부터 출력된 레이저빔이 피측정체에 조사되도록 상기 제2축스캐너부로부터 출력된 레이저빔의 경로를 조절하고, 상기 피측정체로부터 반사된 레이저빔의 경로를 조절하여 출력하는 빔경로조절부; 상기 빔경로조절부로부터 출력된 레이저빔의 경로상에 위치하며, 상기 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 피측정체의 표면 중 상기 레이저빔이 조사된 위치의 각도를 연산하여 상기 피측정체의 표면의 형상을 연산하는 형상연산부; 및 상기 이송부가 정지된 상태에서상기 광원부에서 출력된 레이저빔이 평면 상에서 상기 제1축과 직각방향인 제2축방향으로 이동되어 상기 피측정체의 표면의 제2축 방향이 스캔되도록 상기 제2축스캐너부를 제어하고, 상기 제2축방향의 스캔이 완료되면 기본단위만큼 상기 이송부가 상기 제1축 방향으로 이동하도록 상기 이송부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 빔경로조절부는 상기 제2축 스캐너부로부터 출력된 레이저빔이 지나가는 경로 상에 위치하며, 상기 레이저빔의 제1편광은 투과시키고, 제2편광은 반사시키는 반사면을 구비한 편광빔분할프리즘; 상기 이송부상에 고정되어 상기 이송부의 이동에 따라 이동하며, 상기 편광빔분할프리즘으로부터 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 피측정체로 조사되도록 하고, 상기 피측정체로부터 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 형상연산부 방향으로 출력하는 펜타프리즘;을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2차원 슬로프 측정 장치로 이용되고 있는 엘티피 시스템의 3차원 형상측정을 위한 Y-스캐너와 오차 보정장치가 제공되며, 이에 따라 이송부가 기구적으로 여러 번의 왕복 이동을 하지 않더라도 한번에 피측정체의 전체 표면을 스캔하는 것이 가능해졌다.
이하, 본 발명의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 기존의 엘티피시스템의 구성에, 적어도 전기적 제어에 의해 입사된 빔의 방향은 유지하면서, 경로를 변경, 즉 입사된 빔과 평행하게 경로를 변경하 는 제2축스캐너부(횡축스캐너부, Y-스캐너부)를 더 부가함으로써 이송자가 이동하는 축방향(X축)뿐만 아니라 이에 직각인 Y축 방향으로도 한번에 스캔할 수 있는 점에 특징이 있다.
Y-스캐너부에 이용될 수 있는 대표적인 장치로 음향광학편향기(AOD: Acousto-optic deflector)가 있다.
음향광학편향기는 결정에 입사하는 레이저 빔의 투과(회절) 방향을 바꾸어 주는 소자로서 그 투과(회절)방향이 결정에 가해지는 음파의 주파수에 선형으로 비례하는 특성을 갖는다.
도 5는 음향광학편향기의 원리를 설명하기 위한 도면으로 그 원리는 다음과 같다.
Figure 112008061891085-pat00002
여기서,
Figure 112008061891085-pat00003
는 편이각이며,
Figure 112008061891085-pat00004
는 공기중에서의 입사빔의 파장,
Figure 112008061891085-pat00005
는 음파의 주파수 밴드폭이며,
Figure 112008061891085-pat00006
는 음파의 속도이다. 따라서, 주파수가 높아질수록 편이각은 커지게 된다.
도 6은 직각프리즘과 음향광학편향기를 결합한 Y-스캐너부의 구성도를 나타낸 것으로, 도면에서 실선과 점선은 서로 다른 주파수가 가해진 경우를 나타낸 것이다.
<In>방향으로 입사한 레이저빔은 음향광학편향기에 가해지는 음파의 주파수에 따라 음향광학편향기(AOD)를 투과하는 방향이 달라지게 되며, 음향광학편향기를 벗어난 후에 편의된 각에 따라 직각프리즘에 의하여 위치가 바뀌어진 후 음향광학편향기를 벗어날 때와 같은 입사각으로 다시 음향광학편향기로 입사하게 된다.
빛이 이 경로를 진행하는 짧은 순간 음향광학편향기에는 같은 주파수의 음파가 가해지고 있으며, 이 때 되돌아오는 레이저빔은 처음 음향광학편향기에 입사되던 <In> 방향과 평행하게 경로만 변경되어 나란하게 되돌아오게 된다. 즉, 음향광학편향기에 가해진 음파의 주파수에 따라 출사하는 빔이 수평으로 이동되어 있게 된다.
이렇게 전기적인 제어에 의해 사용자가 원하는 주파수의 음파를 발생시켜서 음향광학편향기에 가함으로써, 사용자는 레이저빔의 경로를 자유롭게 평행이동시킬 수 있게 된다.
Y-스캐너부로 이용될 수 있는 또 다른 예를 도 7에 도시하였다.
도 7은 음향광학편향기 대신 광 주사거울을 사용하여 동일한 작용을 하게 한 것으로, 광주사거울(31)을 이용하여 입사된 광을 평행하게 이동시킨다.
구체적으로, 입사된 광은 편광빔분할프리즘(32)과 같은 빔분할기를 통과하여 광주사거울(31)에 입사되며, 광주사거울의 회전에 따라 각기 다른 방향으로 직각프리즘(33)을 거쳐서 다시 광주사거울(31)에서 반사된다. 이 때 반사된 레이저빔은 입사된 빔과는 방향이 반대이지만 평행하며, 경로만 변경된 상태이다.
이 반사된 레이저빔은 다시 빔분할기(32)에서 반사되어 출력되게 된다.
이 방법은 제품의 구성이 간단하지만, 기구적인 운동으로 인한 떨림의 우려가 큰 단점이 있다.
다른 예로 액정(liquid crystal)을 이용하여 동일한 작용을 하게 할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 레이저 광경로상에 액정을 두고 액정에 가해지는 전압을 조절하여 정상광선과 이상광선간의 변이폭을 조절할 수 있다.
기타 기구적인 운동에 의한 레이저 빔의 이동 방법으로 롬보이드(Rhomboid)프리즘의 회전을 이용하는 방법을 사용할 수도 있다.
상기와 같은 원리를 바탕으로 본 발명의 구체적인 구성에 대해 살펴본다.
1. 기본적인 구성
도 9는 본 발명의 기본적인 구성을 설명하기 위한 블록선도이다.
본 발명의 시스템은 기본적으로 광원부(100), 제2축스캐너부(300), 빔경로조절부(500), 이송부(600), 형상연산부(900) 및 제어부(1000)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 광원부(100)는 레이저빔을 출력시킨다. 레이저빔을 발생시키는 구성은 일반적인 기술 내용에 속하므로 여기서는 구체적인 설명은 생략한다.
제2축스캐너부(300)는 광원부(100)에서 출력된 레이저빔이 지나는 경로상에 위치하며, 전기적인 제어에 의해 입사된 레이저빔을 평행하게 경로를 변경시켜 출력한다.
제2축스캐너부에는 음향광학편향기, 액정 등 앞에서 설명한 장치가 이용될 수 있다.
여기서, 제2축이란 종래의 엘티피 시스템에서 스캔을 하는 방향과 직각인 방 향, 즉 종래의 스캔이 X축을 따라 이동하면서 수행하는 것이라면 이 X축과 직각인 Y축을 의미한다.
이송부(300)는 피측정체의 측정면 위에서 제1축 방향, 즉 X축 방향으로 이동한다. 이송부의 이동은 후술하는 제어부(1000)의 제어에 따르게 된다.
빔경로조절부(500)는 적어도 일부가 이송부(600)에 구비되어 상기 이송부와 함께 이동하며, 제2축스캐너부(300)로부터 출력된 레이저빔이 피측정체에 조사되도록 제2축스캐너부(300)로부터 출력된 레이저빔의 경로를 조절하고, 피측정체로부터 반사된 레이저빔의 경로를 조절하여 반사된 레이저빔이 형상연산부에 입력되도록 경로를 조절한다.
빔경로조절부는 각종 반사 거울, 편광분할프리즘, 펜타프리즘, 직각프리즘 등을 적절히 배치하여 레이저빔이 지나가는 경로를 제어하도록 되어 있다.
빔경로조절부를 구성할 수 있는 예는 무수히 많을 수 있으며, 구체적인 예에 대해서는 후술하도록 하겠다.
형상연산부(900)는 빔경로조절부(500)로부터 출력된 레이저빔의 경로상에 위치하며, 피측정체와 기준면에 조사되어 반사된 레이저빔이 최종적으로 감지되는 선형센서(CCD 등의 광센서)와 이로부터 출력되는 신호를 읽어들이고 연산하는 컴퓨터 및 응용 프로그램으로 구성되어 있으며, 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 피측정체의 표면 중 레이저빔이 조사된 위치의 각도를 연산하여 피측정체의 표면의 형상을 연산한다.
위치를 연산하는 방법은 도 1에서 설명한 바와 같다. 즉, 피측정체의 표면 이 수평일 때 레이저빔이 CCD 등의 광센서에 입사되는 위치를 알면, 그 위치와 피측정체의 표면이 수평이 아닐 때 레이저빔이 입사되는 위치와 비교를 하여 측정된 표면의 각도를 알 수 있게 된다.
제어부(1000)는 이송부(600)의 이동속도와 제2축스캐너부(300)의 레이저빔 경로변경정도를 제어한다.
본 발명에서 피측정체의 표면을 스캔할 때에는 먼저 이송부가 정지된 상태에서 Y축 방향으로 제2축스캐너부(300)에서 레이저빔의 경로를 조정하고, Y축 방향의 스캔이 완료되면 이송부(600)를 기본단위만큼 이동시킨 후 다시 Y축 방향으로 스캔하는 방식으로 피측정체의 전표면을 한번에 스캔하도록 되어 있다.
제어부(1000)는 상기한 방식으로 스캔이 되도록 이송부(600)의 이동속도와 제2축스캐너부(300)의 레이저빔 경로변경정도를 제어한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면이다.
본 실시예의 시스템은 광원부(110), Y-스캐너부(130), 제1빔분할부(150), 형상연산부(190) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
도 10에서 광원부(110)와 Y-스캐너부(130), 제1빔분할부(150-1)는 피측정체(170)의 종축을 따라 이동하는 이송부(160-1)에 고정되어 함께 움직인다.
구체적으로, 광원부(110)는 레이저빔을 발생시켜 출력한다.
Y-스캐너부(130)는 전기적인 제어에 의해 광원부(110)에 의해 출력된 레이저빔을 평행하게 이동시켜서 출력한다. 음향광학편향기 등 Y-스캐너부(130)의 원리에 대해서는 이미 앞에서 설명하였으므로 여기서는 생략한다.
제1빔분할부(150-1)는 빔경로를 조절하는 기능을 하며, 내부에 반사면이 있어서 입사된 광의 일부는 투과하고 나머지 일부는 반사면을 따라 반사한다.
빔분할을 위하여 사용되는 대표적인 기구는 편광빔분할프리즘으로, 편광빔분할프리즘의 반사면은 보통 P편광된 빔을 투과시키고 S편광된 빔을 프리즘 빗면에서 반사시키는 역할을 한다. 이 때, 편광빔분할프리즘으로 입사시키는 광의 편광특성을 조절하기 위하여 입사전에 편광판이나 이분파장판을 둘 수 있으며, 편광빔분할 프리즘을 투과하거나 반사된 빔이 거울에 반사되어 편광빔분할프리즘으로 되돌아와 각각 반사 또는 투과의 다른 경로를 택해야 할 경우 되돌아 왔을 때의 편광을 바꾸어 주기 위하여 편광빔분할프리즘을 최초로 지난 시점에 사분파장판을 두기도 한다. 그러나, 편광빔분할프리즘이 아닌 일반 빔분할기의 경우에는 편광에 따라 빔분할을 하지 않기 때문에 별도의 사분파장판이나 이분파장판 등을 필요로 하지 않는다.
도 10에서는 도시하지 않았으나, 제1빔분할부(150-1)에 입사된 레이저빔의 일부는 반사면을 따라 반사된다. 이 반사된 레이저빔은 기준면(미도시)에 반사시켜 다시 제1빔분할부(150-1)를 거쳐 형상연산부(190)의 CCD 센서에 기준점을 제공하여, 레이저 포인팅 오차 등을 보정하도록 할 수도 있다.
형상연산부(190)는 입사된 레이저빔의 위치를 감지하고 이를 이용하여 도 1에 도시된 원리에 따라 피측정체(170)의 각도를 연산한다.
형상연산부(190)에서 레이저빔의 위치를 감지하기 위해 이용될 수 있는 대표적인 장치로는 CCD가 있다.
특히, 본 발명의 경우 이송부(160-1)이 이동하는 축인 X축 뿐만 아니라 Y축에 대해서도 한번에 스캔을 하므로 일반적인 엘티피 시스템에서 이용되는 일차원 CCD가 아니라 2차원 CCD일 것이 요구된다.
또한, 형상연산부(190)는 입사되는 광선의 입사각 정보를 초점면에 위치한 CCD에서 위치정보로 변환시키는 푸리에 변환렌즈가 구비된다.
제어부(미도시)는 이송부(160-1)의 이동 제어 및 Y-스캐너부(130)에 의한 경로 이동 정도를 제어한다.
도 10에 도시된 본 발명의 엘티피 시스템은 이송부(160-1)가 X축 방향으로 기본단위만큼 이동한 후에 Y-스캐너부(130)에 의해 Y축 방향으로 레이저빔의 경로가 기본단위만큼 평행하게 변경되면서 Y축의 스캔을 수행하고, 다시 X축 방향으로 이송부(160-1)이 기본 단위만큼 이동하는 방식으로 X축 및 Y축의 모든 스캔을 한번에 수행하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 이러한 스캔을 하기 위하여 이송부(160-1)의 이동 제어 및 Y-스캐너부(130)에 의한 경로 이동 정도를 제어한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 예를 도시한 것이다.
도 11에 따른 실시예에서 본 발명은 광원부(110), 제2빔분할부(120), Y-스캐너부(130), 직각프리즘부(140), 제1빔분할부(150), 이송부(160)에 구비되는 펜타프리즘(161)을 포함하여 구성된다.
도 11에 도시된 실시예가 도 10에 도시된 실시예와 가장 차이가 나는 점은 이송부(160)에 펜타프리즘(161)만이 구비되어 이동하고, 나머지 구성요소는 고정되 어 있다는 것이다.
광원부(110)에서 출력된 레이저빔은 먼저 제2빔분할부(120)에 입사되어 반사면을 따라 반사되게 된다.
본 실시예에서 이용되는 제2빔분할부(120)는 비록 빔분할이라는 용어를 사용하기는 했지만, 반드시 빔분할을 할 필요는 없으며, 입사된 레이저빔을 Y-스캐너부(130)로 반사시키는 기능만을 수행해도 충분하다.
제2빔분할부(120)에서 반사되어 Y-스캐너부(130)에 입사된 레이저빔은 제어부의 전기적인 제어에 의해서 Y-스캐너부(130)에서 빔경로가 꺽여 출력된다.
Y-스캐너부(130)에서 출력된 레이저빔은 직각프리즘부(140)에서 경로가 평행이동한다. 이 때의 경로변경시 도 11에 도시된 바와 같이 레이저빔의 진행방향은 반대가 된다.
또한, Y-스캐너부(130)에서 꺾여진 레이저빔은 직각프리즘부(140)에서 평행하게 위치이동시켜 되돌려 주고 다시 Y-스캐너부(130)를 거꾸로 지날 때, 초기 Y-스캐너부(130)로 입사할 때의 방향과 평행하며 위치변화만 생긴 경로로 이동되게 된다.
도 11에서 Y-스캐너부(130) 및 직각프리즘부(140)의 구성은 도 6에 도시된 구성을 Z축을 기준으로 90도 회전한 형태와 동일하다.
직각프리즘부(140)에서 출력된 레이저빔은 제2빔분할부(120)를 투과한 후 제1빔분할부(150)에 의해서 반사되게 된다.
제1빔분할부(150)에 입사된 레이저빔은 제1빔분할부(150)의 반사면에서 일부 는 투과되고 일부는 반사되게 된다. 이 중 투과된 레이저빔은 기준면에 입사 및 반사되어 CCD에서 기준위치를 설정하는 빔으로 작용할 수 있으나, 본 실시예에서는 이에 대한 부분의 설명은 생략한다.
제1빔분할부(150)에서 반사된 레이저빔은 이송부에 구비된 펜타프리즘(161)에 의해 피측정체(170)의 표면에 조사된다.
피측정체(170)에서 레이저빔이 반사되면, 그 반사된 레이저빔은 다시 펜타프리즘(161)를 거쳐서 제1빔분할부(150)를 투과하게 되며, CCD가 구비된 형상연산부(190)에 입사되게 된다.
펜타프리즘(161)은 X축 방향으로 이동하며, 광경로를 90도 꺾어 주는 역할을 하지만, 동일한 역할을 하는 평면거울이 거울 자체의 떨림이 2배 증폭하여 오차로 나타나는데 비하여 펜타프리즘은 그 피치떨림의 오차가 저절로 상쇄되는 기능이 있다.
형상연산부(190)는 구비된 CCD 등에 입사된 레이저빔의 위치정보를 이용하여 도 1에서 설명한 방법으로 각 측정면의 각도를 연산한다.
본 실시예에서는 직각프리즘부(140), 제1빔분할부(150), 펜타프리즘(161)에 의해 레이저빔의 경로가 설정되게 되며, 펜타프리즘(161)는 이송부에 고정되어 이송부와 함께 X축 방향으로 이동하게 된다.
제어부는 앞에서 설명한 바와 같이, 이송부가 왕복 이동을 하지 않고 한번에 피측정체(170)의 전 표면을 스캔할 수 있도록 Y-스캐너부(130)에 의한 레이저빔의 경로 조절 및 이송부(펜타프리즘 설치)의 이동 속도 조절을 수행한다.
3. 오차보정
긴 거리를 이동하면서 측정물의 기울기를 측정하는 엘티피 시스템의 경우 크게 나타날 수 있는 오차 요소는, 레이저의 불안정성으로 유발되는 레이저 포인팅 에러(입사빔의 방향 떨림)와 이송부의 기울어짐으로 발생하는 이송부 떨림 에러가 있다. 서로 독립적인 두 에러값에서 레이저 포인팅 에러는 측정빔에서의 오차값과 기준빔에서의 오차값이 같은 방향, 같은 양으로, 이송부 떨림 에러는 반대 방향, 같은 양으로 작용한다.
표 1은 오차 요소와 오차 값으로, 괄호안의 기호는 검출기에서의 좌표축을 나타낸다.
Figure 112008061891085-pat00007
도 12는 이송부 떨림에 의한 에러의 발생원인을 도시한 것이다.
도 12에서 보는 바와 같이, 이송부가 진행하는 축을 중심으로 회전함으로써 발생하는 롤(Rolling)떨림오차, 이송부가 수평을 유지하는 상태에서 좌우로 회전함으로써 발생하는 요(Yawing)떨림오차, 이송부가 상하로 떨림(제2축을 중심으로 회전)으로써 발생하는 피치(Pitching)떨림오차가 있다.
2차원 형상만을 측정하는 종래의 엘티피 시스템에서는 상기한 오차원인 중 레이저 포인팅 에러(입사빔의 방향 떨림)와 피치떨림오차로 인한 에러만이 문제가 되었고, 이에 대한 연구만이 진행이 되었다.
그러나, 본 발명과 같이 한번에 3차원의 형상을 스캔하는 엘티피 시스템은 존재하지 않았기 때문에 3차원 형상을 스캔할 때 중요한 에러발생원인이 되는 롤떨림오차나 요떨림오차에 대한 연구는 없는 상태였다.
본 발명에서는 이러한 롤떨림오차나 요떨림오차에 의한 에러 발생도 보정할 수 있는 방법을 제시한다. 구체적으로, 각 에러발생원인에 대한 보정방법은 다음과 같다.
먼저, 레이저 포인팅 에러에 대한 보정방법에 대해 알아본다.
레이저 포인팅 오차는 가우스 빔 모드(Gaussian beam mode)의 불안정 등으로 인한 레이저 발진 불안정성이 문제가 되어 발생하는 레이저 빔 조사방향의 떨림에 의한 오차로서 측정면의 반사에 의하여 레이저의 떨림과 반대방향으로 두 배에 해당하는 오차를 유발하게 된다.
이를 해결하기 위하여 종래와 같이 기준면을 구비하고 이 기준면에서 반사된 반사빔을 이용하면 오차를 해소할 수 있게 된다.
즉 도 13에서와 같이 피측정체(170)에 조사되는 레이저빔이 흔들려서 점선과 같이 입사되면, 본래 실선의 경로를 따라야 하는 레이저빔의 위치가 변하게 되는데, 이때 동일한 레이저빔을 기준면에 반사시키게 되면, 기준면 반사빔에 동일한 방향의 오차가 발생하므로 측정빔에서 기준빔의 위치를 뺄 경우 제거되는 특징을 갖는다.
다음으로 이송부 떨림 오차 중 피치떨림오차에 대해 알아본다.
피치떨림오차은 측정시 이송자의 떨림으로 인해 빔분할기(beam splitter)가 회전함으로써 발생하는 문제로, 이송자의 운동방향에 같은 부호로 2배 증폭되어 나타나며, 이를 제거하기 위하여 기준빔을 사용할 경우 측정빔과 반대 방향을 갖게 된다.
이러한 오차를 해결하기 위한 방법으로는 기준면으로 평면 거울 대신 코너큐브(corner cube)를 사용할 수 있다. 이 광학소자는 정육면체 모서리 형으로 이루어진 세 개의 거울의 조합이나, 유리 재료의 정육면체 모서리를 절단한 모양으로 입사방향에 상관없이 반사빔의 방향벡터가 입사빔의 방향벡터와 같은 특징이 있다. 도 14에 도시된 바와 같이 이 소자(1410)를 기준빔의 반사거울로 사용할 경우 평면 거울을 사용하는 것과는 반대로 레이저 포인팅 오차는 반대 부호로, 이송부 떨림오차는 같은 부호로 나타남을 알 수 있다.
그 밖에 타칵스 팀의 브레스로프(Bresloff)에 의해 제기되어 현재까지 널리 사용되고 있는 방법으로 도브 프리즘을 이용한 오차 보정방법이 있고, 1994년에 첸(Shinan Qian)과 워너(Werner Jark)에 의하여 제안된 방법인 펜타프리즘을 이용한 오차 보정방법 등이 있다.
레이저 포인팅의 흔들림이나 피치떨림에 의한 오차를 보정하는 방법은 그동안 많이 연구가 되어 왔고, 본 발명에서는 그 중의 어느 한 방법을 이용하여 오차를 보정할 수 있으며 그 방법에 제한을 두지 않는다.
다음으로 롤떨림에 의한 오차 보정방법을 알아본다.
롤떨림오차는 스캔방향의 소형 기준 거울에 대하여는 축퇴되어 나타나지 않는다. 따라서 이는 각도로 검출하고자 하면, 전체 스캔영역에 해당하는 긴 길이의 정밀한 거울이 준비되어야 한다. 그러나, 이런 시스템은 구비가 힘들뿐만 아니라 주변환경에 따른 수치의 변화를 겪게 되는 문제점을 안고 있다.
따라서, 롤떨림오차를 각도변화로 읽기는 어렵다. 본 발명에서는 롤떨림오차를 검출하여 보정하기 위해 롤떨림에 따른 빔의 위치변화로 바꾸어 검출하는 구조를 고안하였으며, 그 구조도는 도 15와 같다.
도 15에서 보는 바와 같이, 광원부(110) CCD(1500)를 포함하는 롤떨림오차연산부, 빔분할부(410), 제1반사부(421), 제2반사부(422), 제5반사부(425)는 시스템에 고정되어 있으며, 제3반사부(423), 제4반사부(424)는 이송부(160)에 고정되어 이송부(160)의 이동시 같이 이동한다.
빔분할부(410)는 편광빔분할프리즘으로 구성될 수 있으며, 각 반사부는 프리즘, 접이거울, 평면거울 등을 이용하여 구성될 수 있다.
빔분할부 및 각 반사부의 반사면의 반사각도는 도 15에서 보는 바와 같다.
구체적으로, 빔분할부(410)는 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 제5반사부(425)로 반사시키며, 제1반사부(421)는 빔분할부(410)로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 투과된 레이저빔이 제2반사부(422)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고, 제2반사부(422)는 제1반사부(421)로부터 반사된 레이저빔이 제3반사부(423)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제3반사부(423)는 제2반사부(422)로부터 반사된 레이저빔이 제4반사부(424)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제4반사부(424)는 제3반사부(423)로부터 반사된 레이저빔이 제5반사부(425)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제5반사부(425)는 제4반사부(424)로부터 반사된 레이저빔이 빔분할부(410)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있다.
롤떨림오차연산부는 제5반사부(425)로부터 반사되어 빔분할부(410)를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 이송부(160)가 축을 중심으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산한다.
왼쪽에서 입사하는 레이저는 빔분할부(410)를 통하여 고정된 반사부와 이송부와 함께 이동하는 반사부로 구성된 회전경로(loop)를 시계반향과 반시계방향의 두 경로를 통하여 회전하고, 다시 빔분할부(410)를 통과하여 CCD(1500)에 맺히게 된다.
이 때, 이송부의 화살표 방향의 롤떨림에 의하여 시계방향으로 회전하는 광선은 반시계방향으로 회전하는 광선에 비하여 평면에 대하여 수직한 방향으로 아래쪽에 놓이게 된다. 그 편이량은 제3반사부(423) 및 제4반사부(424)간의 거리 (D)와 롤떨림각(ν)에 비례하며 다음과 같다.
편이량 = 2*D*ν
이 때, 이송자의 피치떨림과 요떨림에 의해서도 빔의 이동이 있으나, 두 빔의 거리차이를 유발하지 않고 단지 그 평균점의 위치변화만 초래할 뿐이다. 그러므로, CCD상에 맺힌 두 레이저 빔의 거리를 정밀하게 측정하여 롤떨림오차를 보정할 수 있다.
고정된 반사부와 이송부에 의해 이동하는 반사부간의 거리는 요떨림에 의한 오차량이 CCD 상에 다르게 나타나게 하는 요인이 된다.
이들의 거리를 측정하고 이 값을 이용하여 오차를 연산할 수도 있지만, 다음과 같은 방법으로 오차를 보정할 수도 있다.
즉, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 중간에 프리즘, 거울 또는 빔분할기를 삽입하여 그 좌우회전을 통하여 CCD로 들어오는 경로를 같게 하면 전체 경로가 이송부의 이동으로 변하지 않게 된다.
각각의 구성은 도면에 나타나 있는 바와 같다. 도 16은 접이거울을 적용한 방법이며, 도 17은 편광빔광속분리기를 적용한 방법이다.
구체적으로 먼저 도 16을 보면, 빔분할부(510)는 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 제9반사(529)부로 반사시키며, 제1반사부(521)는 빔분할부(510)로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 투과된 레이저빔이 제2반사부(522)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고, 제2반사부(522)는 제1반사부(521)로부터 반사된 레이저빔이 제3반사부(523)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제3반사부(523)는 제2반사부(522)로부터 반사된 레이저빔이 제4반사부(524)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제4반사부(524)는 제3반사부(523)로부터 반사된 레이저빔이 제5반사부(525)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제5반사부(525)는 제4반사부(524)로부터 반사된 레이저빔이 제6반사부(526)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제6반사부(526)는 제5반사부(525)로부터 반사된 레이저빔이 제7반사부(527)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제7반사부(527)는 제6반사부(526)로부터 반사된 레이저빔이 제8반사부(528)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제8반사부(528)는 제7반사부(527)로부터 반사된 레이저빔이 제9반사부(529)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제9반사부(529)는 제8반사부(528)로부터 반사된 레이저빔이 상기 빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있다.
롤떨림오차연산부는 제9반사부(529)로부터 반사되어 빔분할부(510)를 투과한 레이저빔이 CCD(1600)에 입사된 위치를 이용하여 이송부가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산한다.
한편 도 17을 보면, 빔분할부(610)는 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 제9반사부로 반사시키며, 제1반사부(621)는 빔분할부(610)로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 투과된 레이저빔이 제2반사부(622)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고, 제2반사부(622)는 제1반사부(621)로부터 반사된 레이저빔이 제3빔분할부(623)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제3빔분할부(623)는 제4빔분할부(624)로부터 입사된 레이저빔의 일부는 제4빔분할부(624)로 투과되고, 일부는 제8빔분할부(628)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으 며, 제4빔분할부(624)는 제3빔분할부(623)로부터 반사된 레이저빔의 일부는 제5반사부(625)로 투과되고, 일부는 제7빔분할부(627)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제5반사부(625)는 제4빔분할부(624)로부터 투과된 레이저빔이 제6반사부(626)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제6반사부(626)는 제5반사부(625)로부터 반사된 레이저빔이 제7빔분할부(627)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제7빔분할부(627)는 제6반사부(626)로부터 반사된 레이저빔의 일부는 제8빔분할부(628)로 투과되고, 일부는 제4빔분할부(624)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제8빔분할부(628)는 제9반사부(629)로부터 반사된 레이저빔의 일부는 제7빔분할부(627)로 투과되고, 일부는 제3빔분할부(623)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제9반사부(629)는 제8빔분할부(628)로부터 반사된 레이저빔이 빔분할부(610)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있다.,
롤떨림오차연산부는 제9반사부(629)로부터 반사되어 빔분할부(610)를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 이송부(160)가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산한다.
다음으로 요떨림에 의한 오차 보정방법을 알아본다.
요떨림에 의한 오차를 보정하는 방법은 이송부에 루프프리즘과 같은 반사부를 설치함으로써 가능하다.
도 18은 요떨림을 보정하기 위한 시스템의 일예를 도시한 것이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 요떨림을 보정하기 위한 시스템은 광원부(1810), 루프반사 부(320) 및 CCD(1800)과 같은 광센서를 구비한 요떨림오차연산부를 포함하여 구성된다.
루프반사부(320)는 이송부(160)에 구비되며, 제1반사면(321)과 제2반사면(322)을 구비하며, 이 제1반사면(321) 및 제2반사면(322)이 단면이 삼각형인 홈의 형상을 띠게 된다.
이에 따라 제1반사면(321)에 입사된 레이저빔은 제1반사면(321)과 제2반사면(322)의 순으로 반사되어 출력되며, 출력된 레이저빔은 그 경로상에 위치한 CCD(1800)에 의해 그 입사 위치가 감지된다.
만약 이송부가 도 18에서와 같이 좌우로 회전하는 경우에는 CCD(1800)에 입사되는 위치가 달라지게 되며, 요떨림오차연산부는 그 위치의 차이에 의해 오차를 연산하게 된다.
이렇게 각각의 오차연산부에 의해 연산된 값은 형상연산부(900)에서 피측정체의 표면의 형상을 연산할 때 이용되게 된다.
피측정체의 표면의 형상을 연산하기 위한 시스템에서 사용되는 구성요소, 각 오차를 연산하기 위한 시스템에서 사용되는 구성요소는 각각 별개로 설치될 수도 있지만, 동일한 구성요소는 모든 시스템에서 공유하여 이용될 수도 있다.
도 19는 피측정체의 표면의 형상을 연산하기 위한 시스템과 각 오차를 연산하기 위한 시스템이 모두 이용된 예를 도시한 것으로 일부 구성요소는 각 시스템에서 공유하도록 되어 있다.
먼저, 피측정체의 표면의 형상을 연산하기 위한 구성을 살펴보면 도 11에서 설명한 과정과 동일한 과정을 거치게 되는데, 구체적으로 다음과 같다.
광원부(110)에서 출력된 레이저빔은 시준기(111)를 거쳐 제2빔분할부(120)로 입사된다.
편광빔광속분할기 등으로 구성되는 제2빔분할부(120)에 입사된 레이저빔은 제2빔분할부(120)의 반사면에서 일부가 반사되어 음향광학편향기 등으로 구성되는 Y-스캐너부(130)로 입사되며, 제어부(미도시)의 전기적인 제어에 의해 발생한 음파의 주파수에 따라 경로가 평행하게 이동하여 출력되게 된다.
Y-스캐너부(130)에서 출력된 레이저빔은 직각프리즘부(140)에 의해 경로가 평행하게 이동되어 반대방향으로 진행되며, 이 레이저빔은 제1빔분할부(150)에서 반사되어 이송부(160)에 구비된 펜타프리즘(161)에 입사된다.
펜타프리즘(161)에 입사된 레이저빔은 피측정체(170)에 조사된 후 반사되고, 반사된 레이저빔은 다시 제1빔분할부(150)를 투과하여 푸리에 변환렌즈(180)를 거쳐서 CCD가 구비된 형상연산부(190)에 입사되게 된다.
제2빔분할부(120) 및 제1빔분할부(150) 등의 빔분할을 하는 구성에서 빔분할부로 일반 빔분할기(Beam splitter)를 이용하는 경우에는 별도의 장비가 필요없다.
그러나, 편광빔분할프리즘을 이용하는 경우 편광빔분할프리즘은 특정 편광만을 투과시키고 다른 편광은 반사시키기 때문에 원하는 광을 투과시키거나 반사시키기 위하여 입사된 편광을 회전시키는 사분할파장판(Quadrature wave plate:QWP)나 반파장판(half wave plate:HWP)을 함께 이용한다.
예를 들어 제1빔분할부(150)의 경우 직각 프리즘부(140)으로부터 입사된 편 광을 반사시키도록 구성되어 있다. 그런데, 이 편광이 피측정체(170)에서 반사되어 돌아올 때 이 편광을 투과시켜야 하므로, 피측정체(170)에서 반사된 편광을 회전시켜서 투과되는 편광으로 변경해야 한다. 이를 위하여 제1빔분할부(150)의 우측에는 사분할파장판(Quadrature wave plate:QWP)이 구비되어야 한다.
광학 분야에서 편광빔분할프리즘과 반파장판, 사분할파장판(Quadrature wave plate:QWP)을 이용하여 특정한 편광을 투과시키거나 반사시키는 방법은 일반적인 이론이므로 이에 대한 설명은 여기에서는 생략한다.
다음으로 롤떨림오차를 연산하는 구성에 대해 살펴본다. 구체적인 구성은 도 16에서 본 구성과 유사하다.
구체적으로, 광원부(110)에서 출력된 레이저빔 중 제2빔분할부(120)를 투과한 레이저빔은 빔분할부(210)를 통해 롤떨림오차를 연산하는 시스템으로 입사된다.
이 때 집속(focusing)렌즈(250)는 CCD 상에서 레이저 빔의 크기를 줄이기 위해 빔분할부(210) 앞에 설치되었다.
빔분할부(210)는 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 제11반사부(231)로 반사시키며, 제1반사부(221)는 빔분할부(210)로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 투과된 레이저빔이 제2반사부(222)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고, 제2반사부(222)는 제1반사부(221)로부터 반사된 레이저빔이 제3반사부(223)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제3반사부(223)는 제2반사부(222)로부터 반사된 레이저빔이 제4반사부(224)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제4반사부(224)는 제3반사부(223)로부터 반사된 레이저빔이 제5 반사부(225)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제5반사부(225)는 제4반사부(224)로부터 반사된 레이저빔이 제6반사부(226)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제6반사부(226)는 제5반사부(225)로부터 반사된 레이저빔이 제7반사부(227)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제7반사부(227)는 제6반사부(226)로부터 반사된 레이저빔이 제8반사부(228)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제8반사부(228)는 제7반사부(227)로부터 반사된 레이저빔이 제9반사부(229)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제9반사부(229)는 제8반사부(228)로부터 반사된 레이저빔이 제10반사부(230)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제10반사부(230)는 제9반사부(229)로부터 반사된 레이저빔이 제11반사부(231)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며, 제11반사부(231)는 제10반사부(230)로부터 반사된 레이저빔이 빔분할부(210)로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있다.
CCD를포함하는 롤떨림오차연산부(240)는 제11반사부(231)로부터 반사되어 빔분할부(210)를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 이송부(160)가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산한다.
한편, 제3반사부, 제4반사부, 제7반사부 및 제8반사부는 이송부(160)에 설치되어 이송부(160)의 이동과 함께 이동하게 되며, 나머지 반사부 및 빔분할부는 고정된다.
또한, 빔분할부, 제1반사부, 제2반사부, 제3반사부, 제6반사부, 제7반사부, 제10반사부는 이송부(160)가 이동하는 방향으로 형성되는 축(X축)을 중심으로 다른 반사부들과는 반대편에 위치하게 된다.
다음으로, 요떨림오차를 보정하거나 레이저 포인팅 오차를 보정하는 시스템에 대해 살펴본다.
요떨림오차를 보정하기 위해서는 도 18에 도시된 바와 같이 이송부(160)에 루프반사부(320)를 구비하면 되지만, 본 실시예에서는 기준면(330)을 이용하여 레이저 포인팅 오차도 함께 보정한다.
구체적으로 직각프리즘부(140)으로부터 출력되어 제1빔분할부(150)를 투과한 레이저빔은 2개의 반사면이 삼각형 모양을 이루는 삼각반사부(310)의 일면에서 반사되어 이송부(160)에 설치된 루프 프리즘 등으로 구성된 루프반사부(320)의 2개의 면에서 순차적으로 반사되어 다시 삼각반사부(310)의 타면에 입사된다.
삼각반사부(310)의 타면에서 반사된 레이저빔은 기준면(330)에서 반사된 후, 다시 삼각반사부(310)의 타면에서 반사되어 루프반사부(320)에 입사된다.
레이저빔은 루프반사부(320) 2개의 반사면에서 다시 순차적으로 반사된 후, 다시 삼각반사부(310)의 일면에서 반사되어 제1빔분할부(150)에 입사되며, 입사된 레이저빔은 제1빔분할부(150)의 반사면에서 반사되어 푸리어변환렌즈(180)를 거쳐 CCD를 구비한 형상연산부(190)에 입사된다.
본 실시예에서 형상연산부(190)는 요떨림오차 및 레이저포인팅 오차도 보정하는 기능을 수행한다.
4. 구체적 실험
먼저 실험을 하기에 앞서 푸리에 변환렌즈를 설계하였다.
입사되는 광선의 입사각 정보를 초점면에서의 위치정보로 변환시키는 푸리에 변환렌즈는 입사동(pupil)에서의 위치에 따른 수차(aberration)가 적어야 한다는 점과 각도에 따른 왜곡수차(distortion)가 작아야 하는 특성이 요구된다.
설계된 렌즈는 두 매의 렌즈를 접합하지 않은 형태(air gap doublet)으로 구성하였으며, 그 사양은 다음의 표 2와 같다.
Diameter 40mm
Effective Focal Length 500mm
Back Focal Length 492.5609mm
MTF Diffraction Limited
Distortion <0.000001
표 2에 요약하고 도 22~24에 표현한 바와 같이 렌즈는 회절한계로 설계되었으며, 왜곡수차도 무시할 수 있는 값임을 알 수 있다.
실험은 일차로 모사 실험을 통하여 수행되었다. 모사는 광학설계용 상용 프로그램의 일종인 지맥스사(Zemax Development Corporation)의 Zemax EE (버젼 2006.4.13)를 사용하여 시스템을 모델링하고 두 개의 CCD검출기로 수광되는 레이저 빔의 위치정보를 그림으로 저장한 후 이를 자료로 하여 위치정보를 처리하였다.
모사는 비순차적 모드(Non-squential mode)에서 수행하였으며, 광원은 타원광원(source-ellipse)으로서 광원크기 0.2㎛X0.2㎛ 크기의 타원형상에 가우시안 빔(Gaussian beam)으로 코사인 요소를 106을 사용하였다. 검출기는 10mmX10mm 크기로 1000X1000개의 화소를 갖도록 하였다. 각 위치마다 분석을 위한 광선(ray)은 백만개를 사용하였다.
2차원 CCD상에 두 밝은 영역으로 나타나는 자료에서 두 점의 중심점 간의 거리를 정밀하게 측정하기 위하여 몇 단계의 연산 수행이 필요하다. CCD 자료를 2차원 행렬로 저장한 후, 매트랩(Matlab: 프로그램명)의 분석도구를 이용하여 필터링(filtering), 문턱값 설정(Thresholding), 이진 마스크 파일 생성(Binary mask file generation), 호프변환(Hough Transform)을 이용한 원형의 중심과 크기 산출, 마스크 파일과 원자료를 이용한 무게 중심구하기와 중심간 거리구하기 등의 과정을 통해 CCD 상의 정보를 해석하였으며, 획득한 정보를 푸리에변환 렌즈의 초점거리의 두 배에 해당하는 값으로 나눈 값으로 기울기 정보를 산출하였다.
먼저, Y-스캐너를 이용한 평행광 주사 시스템의 전산모사 결과를 프로그램 상의 2차원 검출기에 나타나는 그림으로 도 23에 표현하였다. 주사방향으로 균일한 간격을 형성함을 확인할 수 있다.
X-Y 축에 따른 스캔 결과를 하나의 CCD 화면상에 중첩하여 나타낸 것들 도 24에 표현하였다. 이는 곡률반경 2000mm인 구면을 스캔한 결과로서 2.5mmX2.5mm 간격으로 X방향으로 8단계도의 종방향), Y축방향으로 5단계(도의 횡방향)를 수행하였다. 스캔하는 영역의 크기에 비하여 구면의 곡률반경이 크므로 가시적인 형상은 2차 다항식으로 근사될 수 있으며 따라서, 기울기의 변화는 선형적인 모양을 띠게 되는데, 이를 도 24에서 확인할 수 있다.
곡률반경 100,000mm인 구면을 x축 방향으로 10mm 간격으로 10단계, y축 방향으로 2.5mm 간격으로 5단계 스캔을 수행하였다. 각각의 스캔에서 기준빔과 측정빔의 위치 및 결과 계산을 위한 구획방법을 도 25에 표현하였다. 전체 화면을 16등분하여 한 모서리(우측 하단)에 기준빔이 위치하도록 하고 측정빔은 그 사분의 삼에 해당하는 약간 좌측 상단의 영역에 위치하도록 하였다. 좌표 계산 또한 같은 구획법을 사용하여 수행하였다.
모사 결과로 계산된 x축과 y축의 좌표에 따른 기울기 결과를 다음의 표 3으로 나타내었다. 이를 순차적인 결과값으로 x축 기울기와 y축 기울기 만을 구분하여 그래프로 나타낸 것이 도 26이며, 도 27은 x축 방향의 스캔에 따른 x기울기의 변화를 y축 방향으로 이동한 5회에 대하여 중첩하여 나타낸 그래프이고, 도 28은 y축 방향의 스캔에 따른 y기울기의 변화를 x축 방향으로 이동한 10회에 대하여 중첩하여 나타낸 그래프이다. 전체적으로 기울기가 선형으로 변화하며 각각에 대하여 큰 차이 없이 중첩됨을 확인할 수 있다.
Figure 112008061891085-pat00008
오차를 보정한 결과, 모사에 사용된 광선 수의 부족(매 회당 106개)으로 인하여 랜덤(ramdom)함수로 계산된 광경로의 분포가 일정치 않아 실물 LTP에서 나타나는 광원의 조사 불균일성과 유사한 결과가 나타났으며, 이것을 기준광의 위치변화로 검출하여 도 28에 나타냈다. 이는 측정광에서 제거하였으나, 그 차이값의 제거에 따른 오차의 감쇄 정도는 계산하지 아니하였다.
롤떨림오차에 대한 보상을 위한 오차 보상장치상의 검출기에서 기록된 자료는 도 29와 같다. 이는 도의 하단에서부터 각 가로 쌍에 대해 1분, 2분, 5분, 10분, 15분의 롤떨림오차를 준 것이며, 각 쌍의 구분을 위하여 매 조건마다 검출기의 위치를 변화시키며 적산한 결과이다. 도에서 보듯이 가시적으로 분 단위까지 구분이 가능하며 따라서 무게 중심 좌표를 계산할 경우 보상에 필요한 측정빔의 해상도에 이를 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 오토콜리메타에서 측정면의 기울기(a)와 반사각 감광소자에서의 변위 사이의 관계를 도시한 도면
도 2는 von Bieren에 의하여 제안된 Pencil Beam Interferometer의 구성도
도 3은 타칵스(Takacs)와 첸(Qian)에 의하여 제안된 광경로차가 거의 없는 LTP의 구성도
도 4는 펜타프리즘을 이용한 LTP의 원리 구성도
도 5는 AOD 브래그 셀(Bragg cell)의 원리를 설명하기 위한 도면
도 6은 AOD와 직각프리즘을 이용한 평행광 스캐너의 구조와 원리를 설명하기 위한 도면
도 7은 회전거울과 직각프리즘을 이용한 평행광 주사장치의 예를 도시한 도면
도 8은 액정을 이용한 평행광 주사 장치를 도시한 도면
도 9는 본 발명의 구성을 도시한 블록선도
도 10은 본 발명의 일실시예를 도시한 도면
도 11은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 도면
도 12는 피치떨림, 요떨림과 롤떨림을 설명하기 위한 도면
도 13은 레이저 지향 오차와 평면기준빔을 이용한 오차 보정을 위한 도면
도 14는 직각프리즘을 이용한 오차 보정 방법의 예를 도시한 도면
도 15는 롤떨림 오차 보정장치의 일예를 도시한 도면
도 16은 롤떨림 오차 보정장치의 또 다른 예를 도시한 도면
도 17은 롤떨림 오차 보정장치의 또 다른 예를 도시한 도면
도 18은 요떨림 오차 보정장치의 일예를 도시한 도면
도 19는 본 발명의 일실시예를 도시한 도면
도 20은 광경로 고정 및 롤떨림 오차로 인한 광선 편이값 증폭을 위한 구성도. (가)는 folding mirror를 적용한 방법, (나)는 polarization beam splitter를 적용한 방법
도 21은 광경로 고정 및 축 중심 회전오차 증폭 보정용 장치 구성도(CCD상의 rolling error = 8*D*delta)
도 20는 FT lens 수차도(transverse ray fan plot)
도 21은 FT 렌즈 점상그래프(spot diagram)
도 22는 FT 렌즈의 상면만곡과 왜곡수차도
도 23는 Y-스캐너를 이용한 2.5mm 간격의 평행광 주사 결과
도 24은 곡률반경 2000mm 거울의 표면 주사 (2.5mm 간격) 결과
도 25은 전산모사에서 검출기(CCD 10mm X 10mm 크기 1000픽셀X1000픽셀) 상에서의 기준광(우측 하단)과 측정광(중앙) 및 그위치 계산을 위한 구획방법
도 26은 100m 곡률반경 거울의 3차원 주사에 따른 측정 슬로프 변화
도 27는 y축 스캔별 x축 좌표에 따른 x기울기의 변화 그래프
도 28은 x축 스캔별 y축 좌표에 따른 y기울기의 변화 그래프
도 29은 레이저 조사 방향 오차(기준빔 위치 오차)
도 30는 Rolling Error 보상장치 상의 CCD 검출 결과(하단에서부터 1분, 2분, 5분, 10분, 15분에 해당하며, 구분을 위해 검출기의 위치를 변화시킴. 주변의 잔상은 전산모사시스템의 무반사 코팅 문제로 야기된 것임)

Claims (7)

  1. 피측정체에 레이저빔을 조사하고, 상기 피측정체로부터 반사된 레이저빔의 위치를 이용하여 상기 피측정체의 형상을 측정하는 엘티피시스템에 있어서,
    레이저빔을 출력하는 광원부;
    상기 광원부에서 출력된 레이저빔이 지나는 경로상에 위치하며, 전기적인 제어에 의해 입사된 레이저빔을 평행하게 경로를 변경시켜 출력하는 제2축스캐너부;
    피측정체의 측정면 위에서 제1축 방향으로 이동하는 이송부;
    적어도 일부가 상기 이송부에 구비되어 상기 이송부와 함께 이동하며, 상기 제2축스캐너부로부터 출력된 레이저빔이 피측정체에 조사되도록 상기 제2축스캐너부로부터 출력된 레이저빔의 경로를 조절하고, 상기 피측정체로부터 반사된 레이저빔의 경로를 조절하여 출력하는 빔경로조절부;
    상기 빔경로조절부로부터 출력된 레이저빔의 경로상에 위치하며, 상기 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 피측정체의 표면 중 상기 레이저빔이 조사된 위치의 각도를 연산하여 상기 피측정체의 표면의 형상을 연산하는 형상연산부; 및
    상기 이송부가 정지된 상태에서상기 광원부에서 출력된 레이저빔이 평면 상에서 상기 제1축과 직각방향인 제2축방향으로 이동되어 상기 피측정체의 표면의 제2축 방향이 스캔되도록 상기 제2축스캐너부를 제어하고, 상기 제2축방향의 스캔이 완료되면 기본단위만큼 상기 이송부가 상기 제1축 방향으로 이동하도록 상기 이송부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔경로조절부는
    상기 제2축 스캐너부로부터 출력된 레이저빔이 지나가는 경로 상에 위치하며, 상기 레이저빔의 제1편광은 투과시키고, 제2편광은 반사시키는 반사면을 구비한 편광빔분할프리즘;
    상기 이송부상에 고정되어 상기 이송부의 이동에 따라 이동하며, 상기 편광빔분할프리즘으로부터 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 피측정체로 조사되도록 하고, 상기 피측정체로부터 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 형상연산부 방향으로 출력하는 펜타프리즘;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 엘티피시스템은
    빔분할부, 제1반사부, 제2반사부, 제3반사부, 제4반사부, 제5반사부, 제6반사부, 제7반사부, 제8반사부, 제9반사부, 제10반사부, 제11반사부 및 롤떨림오차연산부를 더 구비하며,
    상기 빔분할부, 상기 제1반사부, 상기 제2반사부, 상기 제10반사부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제1방향에 위치한 제1영역에 위치하고,
    상기 제3반사부, 상기 제7반사부는 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축 을 중심으로 상기 제1방향에 위치한 제2영역에 위치하고,
    상기 제6반사부는 상기 이송부를 중심으로 상기 광원부 반대편에 위치하며, 상기 제1축을 중심으로 상기 제1방향에 위치한 제3영역에 위치하고,
    상기 제11반사부, 상기 제9반사부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제2방향에 위치한 제4영역에 위치하고,
    상기 제4반사부, 상기 제8반사부는 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제2방향에 위치한 제5영역에 위치하고,
    상기 제5반사부는 상기 이송부를 중심으로 상기 광원부 반대편에 위치하며, 상기 제1축을 중심으로 상기 제2방향에 위치한 제6영역에 위치하며,
    상기 빔분할부는 상기 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 상기 제11반사부로 반사시키며,
    상기 제1반사부는 상기 빔분할부로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 상기 투과된 레이저빔이 상기 제2반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고,
    상기 제2반사부는 상기 제1반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제3반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제3반사부는 상기 제2반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제4반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제4반사부는 상기 제3반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제5반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제5반사부는 상기 제4반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제6반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제6반사부는 상기 제5반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제7반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제7반사부는 상기 제6반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제8반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제8반사부는 상기 제7반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제9반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제9반사부는 상기 제8반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제10반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제10반사부는 상기 제9반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제11반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제11반사부는 상기 제10반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 롤떨림오차연산부는 상기 제11반사부로부터 반사되어 상기 빔분할부를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 이송부가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 엘티피시스템은
    빔분할부, 제1반사부, 제2반사부, 제3반사부, 제4반사부, 제5반사부, 제6반사부, 제7반사부, 제8반사부, 제9반사부 및 롤떨림오차연산부를 더 구비하며,
    상기 빔분할부, 상기 제1반사부, 상기 제2반사부, 상기 제3반사부, 상기 제7반사부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제1방향에 위치한 제1영역에 위치하고,
    상기 제6반사부는 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제1방향에 위치한 제2영역에 위치하고,
    상기 제9반사부, 상기 제8반사부, 상기 제4반사부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제2방향에 위치한 제3영역에 위치하고,
    상기 제5반사부는 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제2방향에 위치한 제4영역에 위치하며,
    상기 빔분할부는 상기 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 상기 제9반사부로 반사시키며,
    상기 제1반사부는 상기 빔분할부로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 상기 투과된 레이저빔이 상기 제2반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고,
    상기 제2반사부는 상기 제1반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제3반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제3반사부는 상기 제2반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제4반사부 로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제4반사부는 상기 제3반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제5반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제5반사부는 상기 제4반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제6반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제6반사부는 상기 제5반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제7반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제7반사부는 상기 제6반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제8반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제8반사부는 상기 제7반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제9반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제9반사부는 상기 제8반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 롤떨림오차연산부는 상기 제9반사부로부터 반사되어 상기 빔분할부를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 이송부가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 엘티피시스템은
    빔분할부, 제1반사부, 제2반사부, 제3빔분할부, 제4빔분할부, 제5반사부, 제6반사부, 제7빔분할부, 제8빔분할부, 제9반사부 및 롤떨림오차연산부를 더 구비하며,
    상기 빔분할부, 상기 제1반사부, 상기 제2반사부, 상기 제3빔분할부, 상기 제4빔분할부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제1방향에 위치한 제1영역에 위치하고,
    상기 제5반사부 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제1방향에 위치한 제2영역에 위치하고,
    상기 제9반사부, 상기 제8빔분할부, 상기 제7빔분할부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제2방향에 위치한 제3영역에 위치하고,
    상기 제6반사부 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제2방향에 위치한 제4영역에 위치하며,
    상기 빔분할부는 상기 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 상기 제9반사부로 반사시키며,
    상기 제1반사부는 상기 빔분할부로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하고, 상기 투과된 레이저빔이 상기 제2반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제2반사부는 상기 제1반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제3빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제3빔분할부는 상기 제2반사부로부터 입사된 레이저빔의 일부는 상기 제4빔분할부로 투과되고, 일부는 상기 제8빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제4빔분할부는 상기 제3빔분할부로부터 반사된 레이저빔의 일부는 상기 제5반사부로 투과되고, 일부는 상기 제7빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제5반사부는 상기 제4빔분할부로부터 투과된 레이저빔이 상기 제6반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제6반사부는 상기 제5반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제7빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제7빔분할부는 상기 제6반사부로부터 반사된 레이저빔의 일부는 상기 제8빔분할부로 투과되고, 일부는 상기 제4빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제8빔분할부는 상기 제9반사부로부터 반사된 레이저빔의 일부는 상기 제7빔분할부로 투과되고, 일부는 상기 제3빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제9반사부는 상기 제8빔분할부로부터 반사된 레이저빔이 상기 빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 롤떨림오차연산부는 상기 제9반사부로부터 반사되어 상기 빔분할부를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 이송부가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 엘티피시스템은
    빔분할부, 제1반사부, 제2반사부, 제3반사부, 제4반사부, 제5반사부 및 롤떨 림오차연산부를 더 구비하며,
    상기 빔분할부, 상기 제1반사부, 상기 제2반사부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제1방향에 위치한 제1영역에 위치하고,
    상기 제3반사부는 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제1방향에 위치한 제2영역에 위치하고,
    상기 제5반사부는 상기 광원부와 상기 이송부 사이에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 제2방향에 위치한 제3영역에 위치하고,
    상기 제4반사부는 상기 이송부 상에 위치하고, 상기 제1축을 중심으로 상기 제2방향에 위치한 제4영역에 위치하며,
    상기 빔분할부는 상기 레이저빔의 일부는 투과시키고, 일부는 상기 제5반사부로 반사시키며,
    상기 제1반사부는 상기 빔분할부로부터 투과된 레이저빔의 경로상에 위치하여 상기 투과된 레이저빔이 상기 제2반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있고,
    상기 제2반사부는 상기 제1반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제3반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제3반사부는 상기 제2반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제4반사부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제4반사부는 상기 제3반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 제5반사부 로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 제5반사부는 상기 제4반사부로부터 반사된 레이저빔이 상기 빔분할부로 반사되도록 반사면의 방향이 고정되어 있으며,
    상기 롤떨림오차연산부는 상기 제5반사부로부터 반사되어 상기 빔분할부를 투과한 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 이송부가 축방향으로 회전함으로써 발생하는 롤떨림오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 엘티피시스템은
    상기 이송부에 구비되며, 제1반사면과 제2반사면을 구비하며, 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면이 삼각형의 홈의 형상을 띠는 루프반사부; 및
    상기 루프반사부의 상기 제1반사면에 입사된 레이저빔이 상기 제1반사면 및 상기 제2반사면의 순으로 반사되어 출력되는 위치에 구비되며, 상기 레이저빔이 입사된 위치를 이용하여 상기 이송부가 수평을 유지한 상태에서 좌우로 회전함으로써 발생하는 요떨림 오차를 연산하는 요떨림오차연산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상측정용 엘티피 시스템.
KR1020080085415A 2007-08-29 2008-08-29 삼차원 형상 측정용 엘티피 시스템 KR101023193B1 (ko)

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