KR101331789B1 - 다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치 - Google Patents

다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101331789B1
KR101331789B1 KR1020120061910A KR20120061910A KR101331789B1 KR 101331789 B1 KR101331789 B1 KR 101331789B1 KR 1020120061910 A KR1020120061910 A KR 1020120061910A KR 20120061910 A KR20120061910 A KR 20120061910A KR 101331789 B1 KR101331789 B1 KR 101331789B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical unit
wavelength
measurement object
scanning
separation
Prior art date
Application number
KR1020120061910A
Other languages
English (en)
Inventor
이우진
노병섭
정은주
최현용
Original Assignee
한국광기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국광기술원 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR1020120061910A priority Critical patent/KR101331789B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101331789B1 publication Critical patent/KR101331789B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

개시된 3차원 형상 측정 방법은 서로 다른 2이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 단계; 상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 단계; 상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 단계; 상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 단계;를 포함한다. 또한, 개시된 3차원 형상 측정 장치는 서로 다른 2이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 광학부; 상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 광학부; 상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 검출 광학부; 상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 신호처리부;를 포함한다.

Description

다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치{Method and apparatus for measuring 3D shape of the object using mutiple wavelengths}
본 개시는 물체의 3차원적인 형상을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 3차원 정보가 필요한 분야가 우주 및 국방, 로봇, 기계, 지리정보, 교통, 자동차, 건설 등으로 다양해지고 있으며, 이에 따라 3차원 스캐너 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
3차원 스캐너 기술은 레이저광을 대상물에 조사하고, 대상물에서 반사된 광을 검출하여 대상물의 거리를 측정하는 기술을 바탕으로 하며, 예를 들어, 레이저광의 발사 각도를 상하/좌우로 움직여서 대상물의 거리 및 형상을 추출할 수 있어, 이를 활용하여 초소형 부품의 검사, 이동체 추적, 거리 측정등이 가능하다.
3차원 스캐너 기술에 있어서, 대상물에 대한 정보를 빠르고 정확하게 측정하는 것은 매우 중요하며, 이에 대한 연구가 지속되고 있다.
본 개시는 복수 파장의 광을 이용하여 스캔 정보의 해상도를 높이고 스캔 속도를 높일 수 있는 3차원 형상 측정 방법 및 장치를 제공한다.
일 유형에 따르는 3차원 형상 측정 방법은 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 단계; 상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 단계; 상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 단계; 및 상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 단계;를 포함한다.
상기 빔 분리 단계는 복수의 파장의 광이 혼합된 빔을 형성하는 단계와, 상기 혼합된 빔을 파장과 발산각이 다른 제1빔과 제2빔으로 분리하는 단계를 포함한다.
상기 스캐닝 단계는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물 전체 영역을 스캔하도록 구동미러를 구동할 수 있다.
또는, 상기 스캐닝 단계는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물의 영역을 나누어 스캔하도록 구동미러를 구동할 수 있으며, 이 경우, 상기 빔 분리 단계는 상기 제1빔의 스캔 영역과 상기 제2빔의 스캔 영역의 합이 측정 대상물 전체에 대한 스캔 영역이 되도록 상기 제1빔과 상기 제2빔의 분리각을 형성할 수 있다.
또한, 일 유형에 따른 3차원 형상 측정 장치는 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 광학부; 상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 광학부; 상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 검출 광학부; 상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 신호처리부;를 포함한다.
상기 빔 분리 광학부는 제1파장의 제1빔을 출사하는 제1광원과, 제2파장의 제2빔을 출사하는 제2광원; 상기 제1빔과 제2빔을 혼합하는 빔 합성부; 상기 빔합성부에서 혼합된 빔을 파장에 따라 서로 다른 발산각으로 분리하여, 상기 제1빔과 상기 제2빔이 다른 각도로 상기 스캐닝 광학부에 입사하게 파장분리소자;를 포함할 수 있다.
상기 빔 합성부는 Y자형의 도파로 구조를 이용한 광결합기, 또는 프리즘 광학계, 또는 파장 필터를 포함할 수 있다.
상기 파장분리소자는 프리즘을 포함할 수 있고, 상기 스캐닝 광학부는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물 전체 영역을 스캔하도록 구동될 수 있다.
또는, 상기 파장분리소자는 상기 제1빔과 상기 제2빔을 소정의 분리각으로 분리하는 그레이팅을 구비한 그레이팅 소자를 포함할 수 있으며, 상기 스캐닝 광학부는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물의 영역을 나누어 스캔하도록 구동될 수 있고, 이 경우, 상기 그레이팅 소자는 상기 제1빔의 스캔 영역과 상기 제2빔의 스캔 영역의 합이 측정 대상물 전체에 대한 스캔 영역이 되도록 상기 분리각을 형성할 수 있다.
상기 스캐닝 광학부는 구동 미러를 포함할 수 있다.
상기 검출 광학부는 상기 측정 대상물에서 반사된 상기 제1빔과 상기 제2빔을 집속하는 포커싱 렌즈; 상기 포커싱 렌즈에 의해 집속된 상기 제1빔과 상기 제2빔을 분기하는 제2 파장분리소자; 상기 제2 파장분리소자에 의해 분기된 상기 제1빔과 상기 제2빔을 각각 검출하는 제1센서 및 제2센서;를 포함할 수 있다.
상기 제2 파장분리소자는 파장 필터 또는 그레이팅 소자를 포함할 수 있다.
상술한 3차원 형상 측정 방법 및 장치에 따르면, 다수 파장의 광을 측정 대상물에 중복 스캔함으로써 스캔 정보의 정확도 및 해상도를 높일 수 있다.
또한, 다수 파장의 광의 발산각을 조절하여 대상물에 대해 스캔 영역을 분할할 수 있어 스캔 속도를 높일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법의 개략적인 단계를 보인 흐름도이다.
도 2는 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 2의 3차원 형상 측정 장치에 채용될 수 있는 빔합성부의 예들을 보인다.
도 4는 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치의 개략적인 구조를 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법의 개략적인 단계를 보인 흐름도이다.
실시예에 따르면, 복수 파장의 광을 이용한 측정 대상물의 스캐닝으로, 측정 대상물의 3차원 정보를 측정하는 방법을 제시한다.
3차원 형상 측정 방법은 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 단계와, 상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 단계와, 상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 단계 및 상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로, 빔 분리 단계는 복수의 파장의 광이 혼합된 빔을 형성하는 단계(S1)와 파장에 따라 서로 다른 발산각으로 분리하는 단계(S2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파장이 서로 다른 제1빔과 제2빔이 혼합된 빔을 형성하고, 제1빔과 제2빔을 다른 발산각으로 분리할 수 있다. 다음, 분리된 제1빔과 제2빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사한다(S3). 스캐닝은 소정의 구동원에 의해 구동되는 구동미러를 이용하여 행해질 수 있다.
빔 분리 단계(S2)에서, 제1빔과 제2빔이 분리된 각은 필요에 따라 적절히 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1빔과 제2빔을 미세한 각도로 분리하고, 스캐닝 단계(S3)에서 제1빔과 제2빔 각각이 측정 대상물 전체 영역을 스캔하도록 구동미러를 구동할 수 있다. 즉, 파장이 다른 빔으로 측정 대상물을 중복 스캔하는 것으로, 이 경우, 파장별로 측정 대상물에 대해 미세하게 다른 위치 정보를 담은 병렬데이터가 얻어진다. 또는, 스캐닝 단계(S3)에서 제1빔과 제2빔이 측정 대상물의 영역을 나누어 스캔하도록 구동미러를 구동할 수 있다. 이 경우, 제1빔의 스캔 영역과 상기 제2빔의 스캔 영역의 합이 측정 대상물 전체에 대한 스캔 영역이 되도록 빔 분리 단계(S2)에서 제1빔과 제2빔의 분리각을 형성할 수 있다.
다음, 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고(S4), 파장별 스캔 데이터를 분리하여 검출하여(S5), 이로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석한다(S6).
이하, 상술한 방법을 실행할 수 있는 3차원 형상 측정 장치의 예시적인 구조들을 살펴보기로 한다.
도 2는 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(100)의 개략적인 구조를 보인다.
3차원 형상 측정 장치(100)의 구성은 크게, 빔 분리 광학부, 스캐닝 광학부, 검출 광학부 및 신호처리부로 나눌 수 있다.
빔 분리 광학부는 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하기 위한 것이다. 도시된 바와 같이, 빔 분리 광학부는 제1파장의 제1빔(L1)을 출사하는 제1광원(111)과, 제2파장의 제2빔(L2)을 출사하는 제2광원(112)과, 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 혼합하는 빔 합성부(120) 및 빔 합성부(120)에서 혼합된 빔을 파장에 따라 서로 다른 발산각으로 분리하여, 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 다른 각도로 스캐닝 광학부에 입사하게 제1 파장분리소자(130)를 포함할 수 있다.
제1광원(111), 제2광원(112)은 서로 다른 파장의 단색광을 방출하는 레이저 광원일 수 있다.
빔 합성부(120)는 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 혼합하는 것으로, 도시된 바와 같이, Y자형의 도파로 구조를 이용한 광결합기로 이루어질 수 있다.
제1 파장분리소자(130)는 프리즘으로 이루어질 수 있다. 프리즘은 굴절률이 1보다 큰 투명 소재로 이루어지며, 광이 프리즘 면을 굴절하며 투과되므로 광경로가 변경된다. 한편, 프리즘의 굴절률은 입사광의 파장에 따라 미세한 차이를 나타내므로 제1빔(L1)과 제2빔(L2)은 프리즘을 지난 후 미세한 경로차를 나타내게 된다.
빔 합성부(120)와 제1 파장분리소자(130) 사이에는 빔 합성부(120)에서 결합된 광을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈(125)가 더 배치될 수 있다.
스캐닝 광학부는 구동원(140)에 의해 회전 구동되는 구동미러(135)로 이루어질 수 있다. 구동원(140)으로는 갈바노 모터 등 다양한 모터나, 액츄에이터가 채용될 수 있으며, 또한, 구동 미러(135)를 다축 구동하기 위한 구성을 구비할 수 있다.
구동 미러(135)는 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 측정 대상물(object) 전체 영역을 스캔하도록 구동될 수 있고, 이 경우, 경로 차이를 가지는 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 측정 대상물(object)을 스캔한 데이터는 각각 미세하게 다른 위치 정보를 포함하게 된다.
검출 광학부는 측정대상물(object)로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하기 위한 것이다. 검출 광학부는 예를 들어, 측정 대상물(object)에서 반사된 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 집속하는 포커싱 렌즈(145), 포커싱 렌즈(145)에 의해 집속된 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 분기하는 제2 파장분리소자(155), 제2 파장분리소자(155)에 의해 분기된 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 각각 검출하는 제1센서(161) 및 제2센서(162)를 포함할 수 있다.
포커싱 렌즈(145)와 제2 파장분리소자(155) 사이에는 필요에 따라 광경로를 바꾸기 위한 광경로변환부재(150)가 배치될 수 있다.
제2 파장분리소자(155)는 그레이팅 소자(phase volume grating)로 이루어질 수 있다. 그레이팅 소자는 소정 형상과 간격의 그레이팅을 구비하며, 그레이팅의 형상과 간격을 적절히 설정함으로써, 파장에 따라 광의 회절 효율이 달라져, 파장이 다른 광을 분기할 수 있다.
제1센서(161) 및 제2센서(162)는 APD(avalanche photo diode) 센서, CCD(charge coupled device) 센서, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 센서, PSD(position sensing device) 센서 등 입사광을 검출하고 이를 전기적 신호로 바꾸는 다양한 센서를 포함할 수 있다.
신호처리부(170)는 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물(object)의 2차원 형상 정보와 거리 정보를 분석할 수 있으며, 즉, 3차원 형상 정보를 얻을 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 3차원 형상 측정 장치(100)에 채용되는 빔 합성부(120)의 예들을 보인다.
도 3a를 참조하면, 빔 합성부(120)는 Y 자형의 도파로 구조를 이용한 광 결합기를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 Y자형의 도파로를 진행하는 동안 일방향으로 결합되어 출사된다.
도 3b를 참조하면, 빔 합성부(120')는 프리즘 광학계를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 두 프리즘이 큐브형으로 결합되며, 그 경계면에서 입사광의 반사, 투과가 일어나, 서로 다른 방향에서 입사된 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 결합될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 빔 합성부(120")는 파장 필터로 이루어질 수 있다. 파장 필터로는, 예를 들어, 특정 파장의 광은 반사하고 나머지 파장의 광은 투과시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)가 사용될 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 방향으로부터 다이크로익 미러에 입사된 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 결합될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 예시된 빔 합성부(120)(120')(120")는 도 2의 3차원 형상 측정 장치(100)에 채용될 수 있으며, 필요에 따라 제1광원(111), 제2광원(112)의 배치는 변경될 수 있다. 이 외에도, 제1빔(111)과 제2빔(112)을 결합할 수 있는 다양한 구성이 빔 합성부(120)로 채용될 수 있다.
또한, 빔 분리 광학부가 빔 합성부(120), 제1 파장분리소자(130)를 이용하여 스캐닝 광학부에 서로 다른 각도로 입사하는 것으로 설명하였지만, 이 외에도, 제1광원(111)과 제2광원(112)의 배치 각도를 직접 조절하여 스캐닝 광학부에 다른 각도로 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 입사하게 하는 구성도 가능할 것이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(101)의 개략적인 구조를 보인다.
도 2의 3차원 형상 측정 장치(100)에서 제2 파장분리소자(155)로 투과형 그레이팅 소자를 사용한 것과 달리, 본 실시예에서는 반사형 그레이팅 소자를 사용하여 제2 파장분리소자(157)를 구성한 점에서 차이가 있다. 나머지 구성은 도 2와 실질적으로 동일하다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(102)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예는 제2 파장분리소자(159)로 파장 필터가 사용된 점에서 도 2 및 도 4의 3차원 형상 측정 장치(100)(101)와 차이가 있다. 제2 파장분리소자(159)에 채용되는 파장 필터는 예를 들어, 특정 파장의 광은 반사시키고 나머지 파장의 광은 투과시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)일 수 있다.
이상 설명한 3차원 형상 측정 장치(100)(101)(102)는 파장이 다른 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 미세한 각도로 분리하여 측정 대상물(object) 전체를 스캔하는 방법을 사용하는 구조이다. 즉, 한 번의 스캔으로 파장 별로 미세하게 다른 위치 정보를 담은 병렬 데이터가 얻어지므로, 측정 대상물(object)에 대해 해상도가 높은 3차원 형상 정보를 얻을 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(200)의 개략적인 구조를 보인다.
본 실시예는 스캐닝 광학부가 파장이 다른 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 측정 대상물(object)의 영역을 나누어 스캔하도록 구동되고, 그 스캔 정보의 합으로 측정 대상물(object)의 3차원 형상 정보를 분석하는 방법을 사용하는 구성을 갖는다. 이에 따라 측정 대상물(object)의 3차원 형상정보를 획득함에 있어 고속 스캔이 가능하다. 이를 위하여, 제1 파장분리소자(230)는 그레이팅 소자를 사용하여 제1빔(L1)과 제2빔(L2)의 분리각을 형성하게 된다. 전술한 실시예들, 도 2, 4, 5에서와 같이 제1 파장분리소자(130)로 프리즘을 사용한 경우, 파장에 따른 굴절률 차이에 대응한 정도의 미세각으로 제1빔(L1)과 제2빔(L2)이 분리되지만, 본 실시예에서는 측정 대상물(object)에 대해 서로 다른 영역을 커버할 수 있는 정도로 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 분리하여야 한다. 그레이팅 소자의 경우, 그레이팅의 형상과 간격을 설정함에 따라 파장이 다른 광의 회절 효율을 조절할 수 있고 제1빔(L1)과 제2빔(L2)을 필요한 만큼의 분리각으로 분기할 수 있다. 예를 들어, 제1빔(L1)의 스캔 영역과 제2빔(L2)의 스캔 영역의 합이 측정 대상물(object) 전체에 대한 스캔 영역이 되도록 분리각을 형성할 수 있다.
제1 파장분리소자(230)는 투과형 그레이팅 소자로 도시되어 있으나, 반사형 그레이팅 소자를 채용하는 것도 가능하다.
또한, 빔 합성부(120)로는 전술한 바와 같이, 도 3a 내지 도 3c에서 설명한 구성이 채용될 수 있고, 이 외에도, 제1빔(111)과 제2빔(112)을 결합할 수 있는 다양한 구성으로 변형될 수 있다.
또한, 제2 파장분리소자(155)에는, 도시된 투과형 그레이팅 소자 뿐 아니라, 반사형 그레이팅 소자나 파장 필터의 구성이 채용되는 것도 가능하다.
이상, 설명한 3차원 형상 측정 방법 및 장치는 2이상의 파장을 사용하여 측정 대상물을 측정하고 이로부터 3차원 형상을 분석하는 예시적인 구조를 제시한 것으로, 발명이 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 도시된 구조에도, 빔경 조절이나, 광경로 조절, 광검출 효율의 개선등을 위한 추가적인 광학 요소들이 더 구비될 수 있다. 또한, 설명에는 2개의 파장을 이용하는 것으로 설명하였으나 이는 예시적인 것이고, 3개 이상의 파장을 이용하는 것으로 변형될 수 있으며, 이를 위한 광학 요소들이 더 추가될 수 있다.
이러한 본원 발명인 3차원 형상 측정 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 101, 102, 200...3차원 형상 측정 장치
111...제1광원 112...제2광원
120, 120', 120"...빔 합성부 125...콜리메이팅 렌즈
130, 230...제1 파장분리소자 135...구동미러
140...구동원 145...포커싱 렌즈
150...광경로전환부재 155, 157, 159...제2 파장분리소자
161...제1센서 162...제2센서
170...신호처리부

Claims (15)

  1. 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 단계로서, 복수의 파장의 광이 혼합된 빔을 파장과 발산각이 다른 제1빔과 제2빔으로 분리하여 출사하는 빔 분리 단계;
    상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 단계;
    상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 단계;
    상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 단계;를 포함하며,
    상기 스캐닝 단계는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물의 영역을 나누어 스캔하도록 구동미러를 구동하는 3차원 형상 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 빔 분리 단계는
    상기 제1빔의 스캔 영역과 상기 제2빔의 스캔 영역의 합이 측정 대상물 전체에 대한 스캔 영역이 되도록 상기 제1빔과 상기 제2빔의 분리각을 형성하는 3차원 형상 측정 방법.
  6. 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 광학부;
    상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 광학부;
    상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 검출 광학부;
    상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 신호처리부;를 포함하며,
    상기 빔 분리 광학부는
    제1파장의 제1빔을 출사하는 제1광원과, 제2파장의 제2빔을 출사하는 제2광원;
    상기 제1빔과 제2빔을 혼합하는 빔 합성부;
    상기 빔 합성부에서 혼합된 빔을 파장에 따라 서로 다른 발산각으로 분리하여, 상기 제1빔과 상기 제2빔이 다른 각도로 상기 스캐닝 광학부에 입사하게 하는 제1파장분리소자;를 포함하며,
    상기 제1파장분리소자는 프리즘을 포함하며,
    상기 스캐닝 광학부는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물 전체 영역을 스캔하도록 구동되는 3차원 형상 측정 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 빔 합성부는 Y자형의 도파로 구조를 이용한 광결합기 또는 프리즘 광학계 또는 파장 필터를 포함하여 이루어지는 3차원 형상 측정 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 서로 다른 2개 이상의 파장의 광을 공간적으로 분리하여 출사하는 빔 분리 광학부;
    상기 빔을 측정 대상물에 스캐닝 조사하는 스캐닝 광학부;
    상기 측정 대상물로부터 반사된 빔을 수집하고, 파장에 따라 분리하여 검출하는 검출 광학부;
    상기 검출 광학부에서 검출된 정보로부터 측정 대상물의 3차원 형상을 분석하는 신호처리부;를 포함하며,
    상기 빔 분리 광학부는
    제1파장의 제1빔을 출사하는 제1광원과, 제2파장의 제2빔을 출사하는 제2광원;
    상기 제1빔과 제2빔을 혼합하는 빔 합성부;
    상기 빔 합성부에서 혼합된 빔을 파장에 따라 서로 다른 발산각으로 분리하여, 상기 제1빔과 상기 제2빔이 다른 각도로 상기 스캐닝 광학부에 입사하게 하는 제1파장분리소자를 포함하며,
    상기 제1파장분리소자는 상기 제1빔과 상기 제2빔을 소정의 분리각으로 분리하는 그레이팅을 구비한 그레이팅 소자를 포함하며,
    상기 스캐닝 광학부는 상기 제1빔과 상기 제2빔이 측정 대상물의 영역을 나누어 스캔하도록 구동되는 3차원 형상 측정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 그레이팅 소자는
    상기 제1빔의 스캔 영역과 상기 제2빔의 스캔 영역의 합이 측정 대상물 전체에 대한 스캔 영역이 되도록 상기 분리각을 형성하는 3차원 형상 측정 장치.
  14. 제6항 또는 제8항에 있어서,
    상기 스캐닝 광학부는 구동 미러를 포함하는 3차원 형상 측정 장치.
  15. 제6항 또는 제8항에 있어서,
    상기 검출 광학부는
    상기 측정 대상물에서 반사된 상기 제1빔과 상기 제2빔을 집속하는 포커싱 렌즈;
    상기 포커싱 렌즈에 의해 집속된 상기 제1빔과 상기 제2빔을 분기하는 제2 파장분리소자;
    상기 제2 파장분리소자에 의해 분기된 상기 제1빔과 상기 제2빔을 각각 검출하는 제1센서 및 제2센서;를 포함하는 3차원 형상 측정 장치.
KR1020120061910A 2012-06-11 2012-06-11 다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치 KR101331789B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120061910A KR101331789B1 (ko) 2012-06-11 2012-06-11 다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120061910A KR101331789B1 (ko) 2012-06-11 2012-06-11 다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101331789B1 true KR101331789B1 (ko) 2013-11-21

Family

ID=49858210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120061910A KR101331789B1 (ko) 2012-06-11 2012-06-11 다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101331789B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102240887B1 (ko) * 2019-11-13 2021-04-15 엘브이아이테크놀러지(주) 라이다 시스템
KR20230126751A (ko) 2022-02-23 2023-08-31 주식회사 미르기술 다파장 조명광을 이용한 미니 엘이디 3차원 측정 시스템
WO2024014929A1 (ko) * 2022-07-15 2024-01-18 김한익 분산 광을 기반으로 타겟 객체의 물리적 정보를 결정하기 위한 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06165784A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Olympus Optical Co Ltd 光断層イメージング装置
JP2002071328A (ja) * 2000-06-30 2002-03-08 Thermo Radiometrie Oy 表面形状の決定方法
KR20110060041A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 (주)그린광학 3차원 표면 형상 측정 장치 및 방법과 그 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06165784A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Olympus Optical Co Ltd 光断層イメージング装置
JP2002071328A (ja) * 2000-06-30 2002-03-08 Thermo Radiometrie Oy 表面形状の決定方法
KR20110060041A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 (주)그린광학 3차원 표면 형상 측정 장치 및 방법과 그 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102240887B1 (ko) * 2019-11-13 2021-04-15 엘브이아이테크놀러지(주) 라이다 시스템
WO2021096095A1 (ko) * 2019-11-13 2021-05-20 엘브이아이테크놀러지(주) 라이다 시스템
US11237255B2 (en) 2019-11-13 2022-02-01 LVI Technologies Inc. CO., Ltd LiDAR system
KR20230126751A (ko) 2022-02-23 2023-08-31 주식회사 미르기술 다파장 조명광을 이용한 미니 엘이디 3차원 측정 시스템
WO2024014929A1 (ko) * 2022-07-15 2024-01-18 김한익 분산 광을 기반으로 타겟 객체의 물리적 정보를 결정하기 위한 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113366335B (zh) 扫描光检测和测距中的descan补偿
US20170146641A1 (en) Lidar system
KR102635962B1 (ko) 다중-모드 도파관 광검출기를 갖는 lidar 시스템
EP3222965B1 (en) Chromatic confocal device and method for 2d/3d inspection of an object such as a wafer with variable spatial resolution
JP5394317B2 (ja) 回転対称非球面形状測定装置
KR101350976B1 (ko) 온도분포 측정장치
KR100964251B1 (ko) 빔 스캐닝 방식의 크로마틱 공초점 현미경
KR20130132995A (ko) 광학특성 측정장치 및 광학특성 측정방법
US20110090317A1 (en) Stereovision system and method for calcualting distance between object and diffractive optical element
US10067058B1 (en) Auto-focus system
CN103930163B (zh) 具有多个焦点的毛发检测器
US20100097693A1 (en) Confocal microscope
KR101331789B1 (ko) 다중 파장을 이용한 3차원 형상 측정 방법 및 장치
US20110235048A1 (en) Apparatus for low coherence optical imaging
US10848739B2 (en) Coherent camera
JP2013224899A (ja) 表面形状測定装置及び方法
JPWO2019017243A1 (ja) 光学装置
JP7145030B2 (ja) 測定方法及び測定装置
US9618452B2 (en) Fluorescence hyperspectral microscopy system featuring structured illumination and parallel recording comprising a frequency-dividing reflection element
JP2022125206A (ja) 走査装置及び光検出装置
KR101505745B1 (ko) 이중 검출 반사 공초점 현미경 및 이를 사용하는 시편의 높이의 정보를 검출하는 방법
CN108885260B (zh) 具有单轴扫描的渡越时间探测器
CN102213585A (zh) 单光源双光路并行共焦测量系统
JP7194709B2 (ja) 測距装置
EP4334674A1 (en) Systems and methods to acquire three dimensional images using spectral information

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161026

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171020

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181029

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191030

Year of fee payment: 7