KR101421004B1 - 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템 - Google Patents

간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 대상물이 상부에 안착되는 워크 스테이지와, 워크 스테이지 상부에 배치되어 워크 스테이지에 안착된 대상물의 일면에 직선간섭무늬를 조사하는 제1조사부와, 워크 스테이지 상부에 배치되고, 제1조사부와 이격배치되어 워크 스테이지에 안착된 대상물의 타면에 직선간섭무늬를 조사하는 제2조사부와, 워크 스테이지의 상부에 배치되어 대상물에 조사된 직선간섭무늬를 센싱하는 센싱부를 포함하여 이루어지고, 제1조사부와 제2조사부에서 조사되는 모아레 무늬는 레이저를 광원으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 레이저를 광원으로 사용하고, 제이저 광원의 반사율을 최적화한 프리즘을 이용하여 모아레 무늬를 생성함으로써 콘트라스트(contrast)가 뛰어난 직선간섭무늬를 생성할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 반사경을 이용하여 빛의 이동경로를 조절하여 대상체의 크기에 따라 직선간섭무늬의 간격을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템{MOIRE FRINGE MEASURING DEVICE USING INTERFEROMETER}
본 발명이 속하는 기술분야는 형상측정 측정시스템에 관한 분야이다. 구체적으로 모아레 무늬(moire fringe)를 이용하여 실제 물체의 형상을 증폭하여 측정할 수 있는 측정시스템에 관한 분야이다.
모아레 무늬는 두 개 이상의 주기적인 패턴(periodic pattern)의 격자무늬가 겹쳐질 때 만들어지는 간섭무늬(interference fringe)를 지칭하는 말로 모아레 무늬의 변화의 변화를 이용하는 경우 실제 물체의 변형이나 변위의 정도를 증폭하여 나타낼 수 있으며, 무아레 무늬의 변화로부터 물체의 3차원 정보를 추출할 수 있다. 더불어 모아레 무늬를 이용하여 2차원 또는 3차원 미소물체의 형상정보를 획득할 수 있다.
종래의 레이저 간섭무늬에 대한 모아레 무늬를 이용한 측정시스템은 일반적으로 모아레 무늬를 생성하기 위해 서로 다른 경로으로 빛을 조사할 수 있도록 복수 개의 거울을 이용하였으나, 이러한 방식의 경우 외부 진동등에 의한 간섭무늬의 흔들림이 생겨서 모아레 무늬용 격자무늬로 사용할 수 없다. 이동시키는 경우에도 간섭무늬의 사이의 간격 등의 변화가 발생되는 문제가 있었다. 그리고 이로 인하여 고정된 격자무늬 간격이 유지되지 못하는 문제가 생긴다.
아울러 고정된 격자 간격의 격자를 사용하여 만든 모아레 무늬에서는 이들 사이의 간격을 변화시킬 수 없어서 측정하고자 하는 대상물의 크기가 변경되는 경우 정확한 측정이 불가능한 문제가 있었다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 콘트라스트(contrast)가 뛰어난 모아레 무늬를 생성할 수 있도록 하고자 한다.
둘째, 측정하고자 하는 대상체의 크기에 따라 모아레 무늬의 간격을 조절할 수 있도록 하고자 한다.
셋째, 모아레 무늬가 조사되는 영역을 미세하게 변경시킬 수 있도록 하여, 모아레 무늬 사이의 배치된 대상물 또는 대상물의 형상변화를 측정할 수 있도록 하고자 한다.
넷째, 레이저와 간섭계를 사용함에도 불구하고 진동과 충격에 강한 시스템이 되도록 하고자한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 대상물이 상부에 안착되는 워크 스테이지와, 워크 스테이지 상부에 배치되어 워크 스테이지에 안착된 대상물의 일면에 직선간섭무늬를 조사하는 제1조사부와, 워크 스테이지 상부에 배치되고, 제1조사부와 이격배치되어 워크 스테이지에 안착된 대상물의 타면에 직선간섭무늬를 조사하는 제2조사부와, 워크 스테이지의 상부에 배치되어 대상물에 조사된 모아레 무늬를 센싱하는 센싱부를 포함하여 이루어지고, 제1조사부와 제2조사부에서 조사되는 직선간섭무늬는 레이저를 광원으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 제1조사부와 제2조사부는 하부가 개방된 하우징과, 하우징의 내부에 하우징의 상부 일측을 통해 레이저에서 조사된 빛을 확산시키는 광확산부가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 광확산부는 일단이 하우징의 상부 일측을 관통하여 배치되고, 타단이 레이저와 연결되는 광섬유로 이루어져, 레이저에서 조사된 빛이 광섬유를 통해 하우징의 내부에서 확산되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 하우징의 내부에는 광확산부에서 확산된 빛을 하우징의 하부로 평행하게 조사시키는 조사렌즈가 배치되고, 조사렌즈의 하부에는 조사렌즈에서 굴절된 빛을 반사시키는 프리즘부가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 프리즘부는 단면이 제1변, 제2변 및 제3변을 갖고, 제2변이 빗변을 형성하는 직각삼각형 형상으로 형성된 제1프리즘과, 단면이 제4변, 제5변 및 제6변을 갖는 삼각형 형상으로 형성되고, 제5변과 제6변에 이루는 각도가 90도를 초과하는 제2프리즘으로 이루어지고, 제1프리즘의 단면 중 제2변을 형성하는 면과, 제2프리즘의 제4변을 형성하는 면이 상호 맞닿는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 제1프리즘의 제2변을 형성하는 면또는 제4변을 형성하는 면 중 어느 일 면에는 75 ~ 95%의 반사율을 갖는 반사면이 배치되고, 제1프리즘의 제1변을 형성하는 면에는 조사렌즈에서 평행 확대된 빛이 입사되고, 제1변에는 무반사면이 형성되며, 제1프리즘의 제3변을 형성하는 면에는 거울면이 배치되고, 제2프리즘의 제5변을 형성하는 면에는 거울면이 배치되며, 제2프리즘의 제6변을 형성하는 면은 제1프리즘과 제2프리즘을 통과한 빛을 대상물로 조사시키며, 제6변을 형성하는 면에는 무반사면이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 제3변을 형성하는 면에 배치된 거울면과 하우징 사이에는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer)가 배치되어 압전트랜듀서에 전류가 인가되는 경우 제3변을 형성하는 면에 배치된 거울면을 이동시켜 모아레 무늬의 이동을 변화시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 제1프리즘과 하우징 사이에는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer)가 배치되어 압전트랜듀서에 전류가 인가되는 경우 제1프리즘을 이동시켜 모아레 무늬를 이동시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예로 모아레 측정시스템의 제3변을 형성하는 면에 배치된 거울면과 하우징 사에 이는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer)가 배치되어 압전트랜듀서에 전류가 인가되는 경우 제 3변을 형성하는 면에 배치된 거울면을 이동시켜 직선간섭무늬의 이동을 하는것이 바람직하다. 그리고 제5변을 형성하는 면에 배치된 거울면과 하우징사이에 압전트랜듀서가 배치되어 압전트랜듀서에 전류가 인가되는 경우 제 5변을 형성하는 면에 배치된 거울면의 각을 이동시켜 직선간섭무늬의 간격을 변화시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 센싱부는 대상물에 조사된 모아레 무늬를 촬상하는 이미지센서를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 센싱부는 이동가능하게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 센싱부는 복수 개가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 레이저를 광원으로 사용하고, 제이저 광원의 반사율을 최적화한 프리즘을 이용하여 모아레 무늬를 생성함으로써 콘트라스트(contrast)가 뛰어난 모아레 무늬를 생성할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 프리즘을 이동시켜 모아레 무늬가 조사되는 영역을 미세하게 변경시킬 수 있도록 함으로써 모아레 무늬 사이의 영역에 놓인 대상물의 형상변화에 대한 정보를 취득할 수 있도록 하는 효과가 있다. 아울러 반사경을 이용하여 빛의 이동경로를 조절하여 대상체의 크기에 따라 모아레 무늬의 간격을 조절할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1조사부의 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1프리즘과 제2프리즘의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1프리즘과 제2프리즘의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제1조사부의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 결상부의 이동 개념도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템의 개념도이며, 도 2는 도 1에 도시된 제1조사부의 확대도이고, 도 3은 도 2에 도시된 제1프리즘과 제2프리즘의 확대도이다.
간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 파장이 λ인 레이저 광을 간섭계에서 평행한 두 광으로 분리한 후 두 평행광으로 두 광의 교차 각 θ로 될 때 이 두 평행광이 만드는 직선간섭무늬의 무늬간격 λ'는 아래의 수학식 1과 같으며 이를 모아레 무늬 발생에 이용하면 미소형상의 변화를 확대하여 확인할 수 있다.
Figure 112012025215563-pat00001
아울러 대상물(1)에 조사된 모아레 무늬의 경우 대상물의 형상에 따라 일정한 영상을 갖게 되므로 이러한 영상을 광삼각법, 광촉침법, 모아레토포크라피법 등 다양한 방법으로 해석을 하는 경우 대상물의 3차원 형상을 측정할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 대상물(1)이 상부에 안착되는 워크 스테이지(100)와, 워크 스테이지(100) 상부에 배치되어 워크 스테이지(100)에 안착된 대상물(1)의 일면에 직선간섭무늬를 조사하는 제1조사부(200)와, 워크 스테이지(100) 상부에 배치되고, 제1조사부(200)와 이격배치되어 워크 스테이지(100)에 안착된 대상물(1)의 타면에 직선간섭무늬를 조사하는 제2조사부(300)와, 워크 스테이지(100)의 상부에 배치되어 대상물(1)에 조사된 직선간섭무늬를 센싱하는 센싱부(400)를 포함하여 이루어진다.
워크 스테이지(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 대상물(1)이 상부에 안착되는 것으로, 대상물(1)이 인쇄회로기판(PCB)인 경우 컨베이어와 같은 이송장치로 구성될 수도 있으며, 작업테이블과 같이 이동수단을 구비하지 않는 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 워크 스테이지(100)는 대상물(1)을 안착시킬 수 있는 한 다양한 형태가 사용될 수 있다.
제1조사부(200)와 제2조사부(300)는 직선간섭무늬를 대상물(1)에 조사하는 것으로, 3차원 형상의 대상물(1)을 이용하여 측정을 하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 제1조사부(200)와 제2조사부(300)가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제1조사부(200)와 제2조사부(300)는 동일한 구조를 갖고 있으나, 동일한 형태의 직선간섭무늬를 조사할 수 있는 경우에는 서로 다른 형태의 구조를 갖고 있어도 무방하다.
이러한 제1조사부(200)와 제2조사부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 워크 스테이지(100)의 상부에서 상호 이격하여 배치하는 것이 바람직하며, 제1조사부(200)와 제2조사부(300)에서 조사되는 직선간섭무늬는 레이저(210, 310)를 광원으로 하는 것이 바람직하다.
종래의 직선 무늬를 조사하는 조사부의 경우, 일반적으로 할로겐 램프를 이용하여 제작되었으나, 본 발명의 경우 앞에서 설명한 바와 같이 직진성이 우수한 레이저(210, 310)를 광원으로 채용하여, 생성된 직선간섭무늬의 콘트라스트를 증가시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
센싱부(400)는 대상물(1)에 조사되어 변형된 직선간섭무늬를 센싱하는 것으로 CCD, CMOS와 같은 이미지 센서를 이용하여 변형된 간섭무늬를 센싱한다.
센싱부(400)에서 센싱한 변형된 간섭무늬를 대상물(1)이 안착되지 않은 상태에서 상기 워크 스테이지(100)의 상부에 형성된 기준용 직선간섭무늬와 겹쳐지게 만들면 모아레 무늬가 나타나게 된다. 이 모아레 무늬를 영상처리부(500)에서 분석하여 3차원 형상을 측정하도록 한다.
본 발명에 따른 제1조사부(200)와 제2조사부(300)는 앞에서 설명한 바와 같이 동일한 구조를 갖고 있으므로, 이하에서는 중복설명을 피하기 위하여 제1조사부(200)를 중심으로 설명하기로 한다.
제1조사부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 레이저(210), 하우징(220) 및 광확산부(230)을 포함하여 이루어진다.
하우징(220)은 광확산부(230) 및 후술할 프리즘부(250)를 지지하는 것으로, 하부가 개방된 형태로 구성된다. 이러한 하우징(220)의 일측에는 레이저(210)가 배치되며, 하우징(220)의 내부에는 레이저(210)에서 조사된 빛을 확산시키는 광확산부(230)가 배치된다.
본 발명에 따른 광확산부(230)는 렌즈를 통하여 빛을 확산시킬 수 있는 광확산부(230)가 사용될 수도 있다.
또한, 광확산부(230)로 도 1에 도시된 바와 같이 광섬유가 사용될 수도 있다. 즉, 광섬유의 한쪽 끝을 하우징(220)의 상부 일측을 관통시켜 배치하고, 광섬유의 다른 한쪽 끝을 레이저(210, 310)와 연결시켜, 레이저(210)에서 조사되는 빛을 광섬유의 한쪽 끝에서 확산시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 하우징(220)의 내부에는 앞에서 설명한 광확산부(230)에서 확산된 빛을 하우징(220)의 하부로 확대하여 평행광을 만드는 조사렌즈(240)가 배치되고, 조사렌즈(240)의 하부에는 조사렌즈(240)에서 평행 확대된 빛을 반사시키는 프리즘부(250)를 배치시킬 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 하우징(220)을 관통하여 배치된 광섬유의 한쪽 끝의 하부에는 광섬유에서 확산된 빛을 프리즘부(250)로 직진시킬 수 있도록 조사렌즈(240)가 배치된다.
이러한 조사렌즈(240)의 하부에는 조사렌즈(240)를 통해 직진하는 빛을 내부에서 반사시켜 직선간섭무늬를 생성하는 프리즘부(250)가 배치된다.
본 발명에 따른 프리즘부(250)는 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)으로 구성된다. 제1프리즘(251)은 조사렌즈(240)를 통과한 빛이 입사되는 프리즘으로, 도 3에 도시된 바와 같이 단면이 직각삼각형의 형상으로 형성된다.
따라서 제1프리즘(251)의 단면은 도 3에 도시된 바와 같이 제1변(a), 제2변(b) 및 제3변(c)으로 구성되며, 제2변(b)은 도 2에 도시된 바와 같이 빗변을 형성한다.
제2프리즘(253)의 단면이 삼각형 형상으로 형성되며, 도 3에 도시된 바와 같이 제4변(d), 제5변(e) 및 제6변(f)으로 구성되며, 제5변(e)과 제6변(f)이 이루는 각도가 90도를 초과하도록 형성된다.
이러한 제1프리즘(251)의 제2변(b)를 형성하는 면과, 제2프리즘(235)의 제4변(d)을 형성하는 면은 상호 맞닿도록 배치된다.
따라서 제1프리즘(251)과 제2프리즘(235)를 통과한 빛은 도 3과 같은 경로를 갖고 이동하게 되며, 상호 맞닿게 되어 간섭 현상에 의한 직선간섭무늬를 형성하게 된다.
이때, 제2프리즘(235)의 형상에 의하여 상호 만나게 되는 빛은 θ의 각을 갖고 상호 만나게 된다.
빛의 경로를 변경하여 모아레 무늬를 형성하는 경우에는 일반적으로 빛의 경로를 달리할 수 있도록 복수 개의 거울을 이용하였으나, 복수 개의 거울을 이용하는 경우 각각의 거울이 견고하게 고정되지 않는 문제가 있어 변형된 간섭무늬에 대한 직선간섭무늬가 사용 중에 변경되는 문제가 있었다.
그러나 본 발명과 같이 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)을 이용하는 경우, 하우징(210) 내부에서 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)이 상호 맞닿아 배치되므로 견고하게 고정할 수 있게 되어 모아레 무늬가 변경되지 않는 효과가 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1프리즘과 제2프리즘의 확대도인 도 4를 참조하면 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)을 통해 입사되어 반사되는 빛을 이용하여 형성된 모아레 무늬의 콘트라스트를 선명하게 하기 위하여 제1프리즘(251)의 제2변(b)을 형성하는 면에는 75 ~ 95%의 반사율을 갖는 반사면(rs)이 배치되고, 제1프리즘(251)의 제1변(a)을 형성하는 면에는 조사렌즈(240)에서 평행 확대된 빛이 입사되고, 제1변(a)에는 무반사면(nrs)이 형성되며, 제1프리즘(251)의 제3변(c)을 형성하는 면에는 거울면(ms)이 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 제2프리즘(253)의 제5변(e)을 형성하는 면에는 거울면(ms)이 배치되며, 제2프리즘(253)의 제6변(f)을 형성하는 면은 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)을 통과한 빛을 대상물(1)로 조사시키며, 제6변(f)을 형성하는 면에는 무반사면(nrs)이 형성되도록 하여 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)을 통해 입사 및 반사되는 빛의 손실을 최소화할 수 있다.
무반사면과 반사면의 경우 별도의 필터부재를 이용하여 각 면에 배치하여 이루어질 수도 있으나, 각 면을 코팅하여 이루어질 수도 있다.
또한, 거울면은 무반사면과 반사면과 같이 각 면을 코팅하여 이루어질 수도 있으나, 후술할 실시예와 같이 마이크로미터나 전류가 인가되는 경우 길이가 변화되는 압전트랜듀서를 이용하여 이동할 수 있도록 별도의 거울면이 배치될 수도 있다. 이 경우 진동을 방지하기 위하여 압전트랜듀서를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제1조사부의 확대도인 도 5를 참조하면, 제3변(c)을 형성하는 면에 배치된 거울면(ms)과 하우징(220) 사이에는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer, 260)가 배치될 수 있으며, 이때 제3변(c)을 형성하는 면에 배치된 거울면(ms)는 제5변(e)을 형성하는 면과 분리될 수 있도록 배치된다.
따라서, 압전트랜듀서(260)에 전류가 인가되는 경우 제5변(e)을 형성하는 면에 배치된 거울면(ms)은 이동되어 제1조사부(200)에서 조사되는 모아레 무늬의 간격을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제1조사부의 확대도인 도 6을 참조하면 제2프리즘(253)과 하우징(220) 사이에는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer, 260)가 배치되어 압전트랜듀서(260)에 전류가 인가되는 경우 제2프리즘(253)을 이동시킬 수 있도록 할 수 있다.
이 경우 제2프리즘(253)은 제1프리즘(253)과 맞닿은 면을 따라 이동하게 되어 제1조사부(200)에서 조사되는 모아레 무늬의 조사 위치를 변경시킬 수 있다.
도 5 및 도 6에 사용되는 압전트랜듀서(260)는 앞에서 설명한 바와 같이 전류가 인가되는 경우 수 나노 단위로 신장되는 것으로, 수 나노 단위로 신장시킬 수 있는 다른 소재로도 대체가 가능하다.
본 발명에 따른 센싱부는 도 1에 도시된 바와 같이 제1조사부(200)와 제2조사부(300) 사이에 고정될 수도 있으나, 도 7과 같이 이동가능하게 배치될 수도 있으며, 제1조사부(200)와 제2조사부(300)의 개수에 대응하여 한 쌍이 배치될 수도 있으며, 이러한 조사부의 개수와 무관하게 복수 개가 배치되어 센싱되는 모아레 무늬를 보다 정밀하게 해석할 수도 있다.
또한, 소프트웨어적으로 기준격자를 형성하거나, 측정하는 물체가 없이 변형없는 직선간섭무늬를 센싱하여 기준격자를 형성하여 센싱부에서 센싱한 변형된 간섭무늬와 겹쳐서 모아레 무늬를 만들고, 이로부터 물체의 형상을 측정하는 영상처리부가 연결될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 대상물 100 : 워크 스테이지
200 : 제1조사부 210 : 레이저
220 : 하우징 230 : 광학산부
240 : 조사렌즈 250 : 프리즘부
251 : 제1프리즘 253 :; 제2프리즘
a : 제1변 b : 제2변
c : 제3변 d : 제4변
e : 제5변 f : 제6변
rs : 반사면 ms : 거울면
nrs : 무반사면 260 : 압전트랜듀서
300 : 제2조사부 310 : 레이저
400 : 센싱부 500 : 영상처리부

Claims (12)

  1. 대상물(1)이 상부에 안착되는 워크 스테이지(100);
    상기 워크 스테이지(100) 상부에 배치되어 상기 워크 스테이지(100)에 안착된 대상물(1)의 일면에 직선간섭무늬를 조사하는 제1조사부(200);
    상기 워크 스테이지(100) 상부에 배치되고, 상기 제1조사부(200)와 이격배치되어 상기 워크 스테이지(100)에 안착된 대상물(1)의 타면에 직선간섭무늬를 조사하는 제2조사부(300);
    상기 워크 스테이지(100)의 상부에 배치되어 대상물(1)에 조사된 변형된 무늬를 센싱하는 센싱부(400); 및
    대상물이 안착되지 않은 상태에서 상기 워크 스테이지(100)의 상부에 형성된 기준용 직선간섭무늬를 상기 센싱부(400)에서 센싱한 상기 변형된 무늬와 겹쳐서 모아레 무늬를 만드는 영상처리부(500)를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1조사부(200)와 제2조사부(300)에서 조사되는 직선간섭무늬는 레이저(210,310)를 광원으로 하고,
    상기 제1조사부(200)와 제2조사부(300)는 하부가 개방된 하우징(220)과, 상기 하우징(220)의 내부에 상기 하우징(220)의 상부 일측을 통해 상기 레이저(210, 310)에서 조사된 빛을 확산시키는 광확산부(230)가 배치되고,
    상기 하우징(220)의 내부에는 상기 광확산부(230)에서 확산된 빛을 상기 하우징(220)의 하부로 확대되어 평행화시키는 조사렌즈(240)가 배치되고, 상기 조사렌즈(240)의 하부에는 상기 조사렌즈(240)에서 평행 확대된 빛을 반사시키는 프리즘부(250)가 배치되는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광확산부(230)는 일단이 상기 하우징(220)의 상부 일측을 관통하여 배치되고, 타단이 상기 레이저(210, 310)와 연결되는 광섬유로 이루어져, 상기 레이저(210, 310)에서 조사된 빛이 상기 광섬유를 통해 상기 하우징(220)의 내부에서 확산되는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘부(250)는
    단면이 제1변(a), 제2변(b) 및 제3변(c)을 갖고, 상기 제2변(b)이 빗변을 형성하는 직각삼각형 형상으로 형성된 제1프리즘(251)과,
    단면이 제4변(d), 제5변(e) 및 제6변(f)을 갖는 삼각형 형상으로 형성되고, 상기 제5변(e)과 상기 제6변(e)이 이루는 각도가 90도를 초과하는 제2프리즘(253)으로 이루어지고,
    상기 제1프리즘(251)의 단면 중 제2변(b)을 형성하는 면과, 상기 제2프리즘(253)의 제4변(d)을 형성하는 면이 상호 맞닿는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1프리즘(251)의 상기 제2변(b)을 형성하는 면에는 75 ~ 95%의 반사율을 갖는 반사면(rs)이 배치되고,
    상기 제1프리즘(251)의 상기 제1변(a)을 형성하는 면에는 상기 조사렌즈(240)에서 평행 확대된 빛이 입사되고, 상기 제1변(a)에는 무반사면(nrs)이 형성되며,
    상기 제1프리즘(251)의 상기 제3변(c)을 형성하는 면에는 거울면(ms)이 배치되고,
    상기 제2프리즘(253)의 상기 제5변(e)을 형성하는 면에는 거울면(ms)이 배치되며,
    상기 제2프리즘(253)의 상기 제6변(f)을 형성하는 면은 상기 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)을 통과한 빛을 대상물(1)로 조사시키며, 상기 제6변(f)을 형성하는 면에는 무반사면(nrs)이 형성되는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제5변(e)을 형성하는 면을 무반사면으로 형성하고, 상기 거울면(ms)과 상기 하우징(220) 사이에는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer, 260)가 배치되어 상기 압전트랜듀서(260)에 전류가 인가되는 경우 상기 제5변(e)을 형성하는 면과 하우징 사이에 배치된 거울면(ms)을 이동시켜 상기 모아레 무늬의 간격을 변화시키는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1프리즘(251)과 상기 하우징(220) 및 제2프리즘(253)과 상기 하우징(220) 사이에는 압전트랜듀서(piezoelectric transducer, 260)가 배치되어 상기 압전트랜듀서(260)에 전류가 인가되는 경우 상기 제1프리즘(251)과 제2프리즘(253)을 이동시켜 상기 모아레 무늬를 이동시키는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부(400)는 대상물(1)에 조사된 직선간섭무늬를 촬상하는 이미지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부(400)는 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부(400)는 복수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 간섭계를 이용한 모아레 무늬 계측시스템.
  12. 삭제
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