KR101462848B1 - 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치 - Google Patents

색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에 관한 것이며, 본 발명의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치는 간섭계를 이용하여 측정대상물의 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 장치에 있어서, 광을 방출하는 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광을 반사시키거나 또는 측정대상물에 의하여 반사된 광을 투과시키는 광분할기; 상기 광분할기에 의해 반사된 광을 상기 측정대상물에 집속시키는 렌즈부; 상기 측정대상물로부터 반사되는 광을 검출하는 광검출부; 상기 광원과 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 배치되며 상기 광원의 중심 영역으로부터 방출되는 광을 차단하여 상기 렌즈부에서 발생하는 광의 간섭을 약화시키는 광조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 간섭계를 이용하여 측정대상물의 형상을 측정할 수 있고 추가적으로 측정대상물의 색정보를 측정할 수 있는 색정보를 측정할 수 있는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치가 제공된다.

Description

색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치{THREE DIMENSIONAL SHAPE MEASURMENT APPARATUS FOR RECOGNITING COLOR}
본 발명은 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간섭계를 이용하면서도 측정대상물의 유색정보를 측정할 수 있는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에 관한 것이다.
반도체 공정 및 FPD 공정에서 품질을 결정하는 여러 요인 가운데 박막층의 두께의 제어가 차지하는 비중이 크기 때문에 이를 공정 중에서 직접 모니터링하는 것이 필수적이라고 할 수 있다. '박막층' 이란 기저층 즉, 기판의 표면에 형성시킨 매우 미세한 두께를 가지는 층으로서 일반적으로 두께가 수 ㎚ ~ 수 ㎛ 의 범위를 말한다. 이들 박막층을 특정한 용도로 응용하기 위해서는 박막층의 두께, 조성, 조도 및 기타 물리적, 광학적인 특성을 알 필요가 있다. 여기에서, 반도체 공정 및 그 밖의 응용공정 등에서 사용하는 박막층의 두께 등을 측정하는 데에는 여러 가지 방식이 있지만 간섭계를 이용한 방법과 분광광도계를 이용한 방법이 가장 일반적이다.
한편, 최근에는 R/G/B 와 같은 유색정보를 갖는 LCD 패널과 같은 반도체 소자에 대해서도 박막층의 물리적, 광학적 특성을 측정하는 것과 동시에 R/G/B 와 같은 유색정보를 측정할 수 있는 기술이 관심을 받고 있다.
도 1은 종래의 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이다. 도 1에 따르면 종래의 3차원 형상 측정 장치는 광원(10)과 광분할기(30)와 렌즈부(40)와 광검출부(50)를 포함하며, 광원(10)으로부터 방출되는 광이 렌즈부(40)에서 2 갈래 이상의 광으로 분활되어 진행경로에 차이를 발생시킨 후 분할됐던 광이 다시 합쳐졌을때 일어나는 간섭현상을 관찰하여 측정대상물의 형상 등을 측정하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 3차원 형상 측정 장치는 광의 간섭효과에 의해 측정대상물의 유색정보를 정확히 측정할 수 없어, 측정대상물 상에 각각의 색마다 달리 형성된 패턴을 통해 인식하는 것이 일반적이었다.
즉, 종래 기술은 유색정보를 구별하여 직접적으로 판별하는 것이 아니므로 측정대상물 상에 패턴이 형성되지 않았거나, 또는 패턴의 형상이 각각의 색마다 동일하게 형성된 경우에는 각각의 유색정보를 구별하여 측정할 수 없다는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간섭계를 이용하여 측정대상물의 형상을 측정할 수 있고 추가적으로 측정대상물의 색정보를 측정할 수 있는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 간섭계를 이용하여 측정대상물의 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 장치에 있어서, 광을 방출하는 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광을 반사시키거나 또는 측정대상물에 의하여 반사된 광을 투과시키는 광분할기; 상기 광분할기에 의해 반사된 광을 상기 측정대상물에 집속시키는 렌즈부; 상기 측정대상물로부터 반사되는 광을 검출하는 광검출부; 상기 광원과 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 배치되며 상기 광원의 중심 영역으로부터 방출되는 광을 차단하여 상기 렌즈부에서 발생하는 광의 간섭을 약화시키는 광조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 광조절부는 광을 투과시키는 투과부가 구비된 몸체부; 상기 투과부 내부에 마련되어 광을 차단하는 광조리개;를 포함하며,상기 광원으로부터 방출된 광이 투과하는 광경로를 상기 투과부의 외면과 상기 광조리개의 외면 사이의 영역으로 제한하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광조리개는 원형, 다각형 및 막대형 중에서 적어도 어느 하나로 마련되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광조절부는 상기 광원과 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 선택적으로 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광조절부와 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 배치되며, 상기 광조절부를 통과한 광의 일부를 차단하는 보조 광조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 렌즈부는 배율이 50배 이하로 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조 광조절부는 광을 투과시키는 개구부가 구비되며, 상기 광조절부를 투과한 광 중에서 일부가 상기 개구부를 투과하여 측정대상물에 도달하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광조리개의 중심축과 상기 개구부의 중심축은 동일하게 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 투과부의 면적이 상기 개구부의 면적보다 넓은 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광검출부는 간섭광 측정에 사용되는 제1카메라와 색정보 측정에 사용되는 제2 카메라를 포함하며, 상기 광검출부와 상기 광분할기 사이의 광경로에 마련되어, 측정대상물로부터 반사된 광을 상기 제1 카메라 또는 제2 카메라 중 적어도 어느 하나로 투과시키는 제2 광분할기;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 간섭계를 이용하여 측정대상물의 형상을 측정할 수 있으면서, 추가적으로 측정대상물의 색정보도 측정할 수 있는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치가 제공된다.
또한, 광조절부가 선택적으로 장착됨으로써 측정대상물의 형상 및 색정보를 모두 측정할 수 있다.
또한, 렌즈부의 배율에 따라 측정대상물에 입사되는 광을 조절하여 측정대상물의 색정보를 렌즈부의 배율에 상관없아 측정할 수 있다.
또한, 광조리개와 개구부의 중심축을 일치시킴으로써, 측정대상물에 입사되는 광을 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이고,
도 3은 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광조절부의 일례를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광조절부의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광원으로부터 방출된 광이 광조절부를 통과하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 도 5의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광조절부를 통과한 광이 렌즈부에 입사한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7 및 도 8은 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 측정대상물의 색정보를 측정한 모습을 나타낸 사진이고,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이고,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이고,
도 11은 도 10의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광원으로부터 방출된 광이 광조절부를 통과하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)는 렌즈부(140)를 통과하는 광이 간섭효과가 발생하는 것을 최소화하는 것으로서, 광원(110)과 광조절부(120)와 광분할기(130)와 렌즈부(140)와 광검출부(160)를 포함한다.
상기 광원(110)은 광을 방출하는 것으로서, 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)에서 광원(110)은 백색광원을 사용하나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광조절부의 일례를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광조절부의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 상기 광조절부(120)는 광원(110)과 후술할 광분할기(130) 사이의 광경로 상에 배치되며, 광원(110)의 중심영역으로부터 방출되는 광을 차단하여 후술할 렌즈부(140)에서 광의 간섭이 발생하는 것을 최소화시키는 것이다.
즉, 측정대상물의 형상 등을 측정하기 위해 광의 간섭효과를 이용하지만 유색정보를 측정할 시에는 광조절부(120)를 통해 광원(110)에서 간섭이 활발히 발생하는 중심광이 측정대상물을 향하는 것을 차단함으로써 후술할 렌즈부(130)에서 광의 간섭이 발생하는 것을 최소화하여 측정대상물의 유색정보를 측정할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)에서 광조절부(120)는 몸체부(121)와 광조리개(123)를 포함한다.
상기 몸체부(121)는 광조절부(120)의 메인프레임 역할을 하는 것으로, 광원(110)의 중심영역을 포함하는 영역에 광을 투과시키는 투과부(122)가 형성된다.
여기서, 몸체부(121)와 투과부(122)는 동일한 중심축을 가지며 투과부(122)는 몸체부(121)의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 몸체부(121)와 투과부(122)는 원형으로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니며, 다각형의 형상으로 마련되는 것도 가능하다.
또한, 투과부(122)는 몸체부(121)를 관통하도록 마련되나 이에 제한되는 것은 아니며, 광을 투과시키는 막으로 형성될 수 있다.
상기 광조리개(123)는 투과부(122) 내부에 마련되어, 광조리개(123)가 마련된 영역에 대응하는 영역으로 진행하는 광(이하 '중심광' 이라 한다)을 차단하며, 중심광 이외의 광인 주변광 만을 통과하도록 안내한다.
여기서, 주변광은 중심광에 비해 광의 간섭효과 발생율이 떨어지며, 렌즈부(140) 내에서도 광의 간섭효과 발생이 낮아진다.
여기서, 광조리개(123)는 투과부(122)의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 광조리개(123)는 원형, 다각형, 막대형 중에서 적어도 어느 하나로 마련되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
다시 설명하면, 광원(110)과 몸체부(121)와 투과부(122)와 광조리개(123)는 동일한 중심축을 갖도록 배치되어 중심광을 차단하도록 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
여기서, 광조절부(120)에 의해 안내되는 광경로에 대하여 설명하면, 광원(110)으로부터 방출된 광은 투과부(122)가 형성된 영역 중에서 광조리개(123)가 형성되지 않은 영역으로만 광(이하 '주변광')만이 투과될 수 있다.
즉, 투과부(122)와 광조리개(123)가 중복되는 영역으로 진행하는 광(이하 '중심광')은 광조절부(120)에 의해 진행이 차단된다.
한편, 광조절부(120)는 광원(110)과 광분할기(130) 사이의 광경로에서 선택적으로 장착되게 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 사용자의 의도에 따라 측정대상물의 색정보를 측정할 수 있도록 주변광 만을 통과시키거나 간섭 측정을 통해 측정대상물의 형상을 측정하도록 광원(110)으로부터 방출되는 광 전부 통과시킬 수 있다.
상기 광분할기(130)는 광조절부(120)를 통과한 광을 반사시키거나 투과시킨다. 다시 말하면, 광조절부(120)를 통과한 광이 측정대상물에 입사되도록 광분할기(130)를 통해 광을 반사시키거나, 측정대상물로부터 반사된 광이 후술할 광검출부(160) 측으로 향하도록 광분할기(130)를 통해 광을 투과시킨다.
한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)에서 광조절부(120)과 광분할기(130) 사이의 광경로 상에는 광조절부(120)를 통과한 광의 스펙트럼 특성을 동일하게 유지하되 휘도를 감소시키기 위하여 회색필터(ND filter, Neutral Density filter)(미도시)가 마련될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 회색필터(미도시)을 통과한 광을 집속시키기 위해 집광렌즈(미도시)를 설치할 수 있으며, 집광렌즈(미도시)를 통과한 광을 평행하게 만들어 주기 위하여 콜리메이터(collimator)(미도시)를 설치할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 렌즈부(140)는 광분할기(130)로부터 반사된 광을 측정대상물에 집속시키는 것으로서, 렌즈부(140) 내부에서 광분할기(130)로부터 반사된 광이 측정대상물로 향하는 광과 측정대상물로 향하지 않는 광으로 분할된다.
여기서, 측정대상물로 향하지 않는 광은 기준광이 되며 측정대상물로 향하는 광은 측정대상물에 의해 반사되어 기준광과는 광경로차가 발생한다. 즉, 측정대상물로 향하는 광과 측정대상물로 향하지 않는 광이 간섭을 일으켜 측정대상물의 형상 등을 측정할 수 있게 된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)에서 렌즈부(140)는 광분할기(130)로부터 반사된 광을 측정대상물에 집속시키는 렌즈(141)와 렌즈(141)를 통과한 광을 측정대상물로 투과시키거나 후술할 기준미러(143)로 반사시키는 기준광 분할기(142)와 기준광 분할기(142)로부터 반사된 광을 조사하여 기준광을 생성하는 기준미러(143)가 하나의 모듈로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 광조절부(120)가 광원(110)과 광분할기(130) 사이의 광경로 상에 장착되어 주변광 만이 렌즈부(140)로 진입하는 경우, 중심광이 진입하는 경우보다 광의 간섭효과 발생율이 떨어지며, 기준광 분할기(142)에서 기준미러(143)로 반사되는 광의 양이 현저히 감소하며, 대부분의 광이 측정대상물로 향하게 된다.
즉, 광조절부(120)가 광원(110)과 광분할기(130) 사이의 광경로 상에 장착되는지 여부에 따라, 광의 간섭을 이용하여 측정대상물의 형상 등을 측정할 것인지 아니면 광의 간섭을 제한하여 측정대상물의 색정보를 측정할 것인지 여부를 선택한다.
상기 광검출부(160)는 측정대상물로부터 반사된 광과 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출하는 것으로, 측정대상물로부터 반사되는 광과 기준광에 의해 발생하는 간섭신호를 검출한다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)에서 광검출부(160)는 CCD(charge coupled device) 카메라를 이용하나 여기에 제한되는 것은 아니다.
지금부터는 상술한 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 광경로를 기준으로 설명한다.
한편, 광조절부(120)가 광원(110)과 광분할기(130) 사이의 광경로 상에서 이탈되는 경우는 종래의 간섭계 원리를 이용하여 측정대상물의 형상 등을 측정하는 장치의 원리와 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다만, 이와 같은 경우 광분할기(130)를 투과한 광은 광검출부(160)로 전달되어 측정대상물의 형상 등을 측정할 수 있다.
여기서, 광조절부(120)를 통하여 광원(110)으로부터 방출되는 광 중에서 주변광 만을 측정대상물로 진입시키는 경우를 설명한다.
도 5는 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광원으로부터 방출된 광이 광조절부를 통과하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광조절부를 통과한 광이 렌즈부에 입사한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 광원(110)으로부터 광이 방출된 후 광조절부(120)를 통과하며, 광조절부(120)에서 투과부(122)와 광조리개(123) 사이의 일부 영역으로만 광의 투과영역이 제한된다. 투과부(122)와 광조리개(123) 사이의 일부 영역은 상술한 것과 같이 광원(110)의 중심광을 차단하여, 간섭효과가 약한 주변광을 활용하여 측정대상물의 색정보를 측정할 수 있도록 한다.
광조절부(120)에 의해 주변광 만이 진행되며, 광분할기(130)는 광조절부(120)를 통과한 주변광을 측정대상물을 향하여 반사시킨다.
도 6을 참조하면, 광분할기(130)에 의해 반사된 주변광은 렌즈부(140) 측으로 입사되며, 먼저 렌즈(141)를 통과한다. 렌즈(141)를 통과한 주변광은 기준광 분할기(142)를 통과하나, 주변광은 간섭효과가 약하므로 기준미러(143) 측으로 분할되는 광이 최소화되며, 대부분의 광이 바람직하게는 주변광 전부가 측정대상물 측으로 조사된다.
측정대상물 측으로 조사된 후의 주변광은 광분할기(130)를 투과하여 광분할기(130)를 투과하여 광검출부(160) 측으로 입사되어, 광검출부(160)로부터 측정대상물의 색정보를 획득한다.
도 7 및 도 8은 도 2의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 측정대상물의 색정보를 측정한 모습을 나타낸 사진이다.
도 7 또는 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(100)를 통해 광원(110)의 주변광만을 이용하여 측정대상물의 색정보를 선명하게 측정할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(200)에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)는 렌즈부(140)를 통과하는 광이 간섭효과가 발생하는 것을 최소화하는 것으로서, 광원(110)과 광조절부(120)와 광분할기(130)와 렌즈부(140)와 제2 광분할기(250)와 광검출부(260)를 포함한다.
한편, 상기 광원(110)과 상기 광조절부(120)와 상기 광분할기(130)와 상기 렌즈부(130)의 구성은 상술한 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(200)에서의 구성과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 제2 광분할기(150)는 측정대상물로부터 반사된 광을 후술할 광검출부(260) 중 어느 하나에 선택적으로 투과시키거나, 모든 광검출부(260)에 투과시키도록 광을 분할하는 것이다.
상기 광검출부(260)는 측정대상물로부터 반사된 광을 검출하는 것으로서, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 광검출부(260)는 간섭광을 이용하여 간섭 측정에 사용되는 제1카메라(261)와 색정보 측정시 사용되는 제2 카메라(262)를 별개로 마련하나 이에 제한되는 것은 아니다.
여기서, 일반적인 3차원 형상 측정장치로 활용되는 경우, 광조절부(120)가 광경로 상에서 이탈되며 제2 광분할기(250)를 투과한 광이 제1 카메라(261) 측으로 입사된다.
또한, 색정보를 측정하는 경우, 광조절부(120)가 광경로 상에 장착되며 제2 광분할기(250)를 투과한 광이 제2카메라(262) 측으로 입사된다.
여기서, 제1 카메라(261)는 모노 카메라(mono camera)로 마련되고 제2 카메라(262)는 측정대상물의 색정보를 측정할 수 있도록 칼라 카메라(color camera)로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
지금부터는 상술한 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치의 제2실시예의 작동에 대하여 설명한다.
광원(110)으로부터 방출된 광이 측정대상물로부터 반사되는 과정은 제1실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(100)와 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
측정대상물로부터 반사된 광은 광분할기(130)를 투과하여 제2 광분할기(150)측으로 입사된다. 광조절부(120)가 광경로 상에 장착되었는지 여부에 따라, 다시 말하면 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(200)가 형상을 측정할지, 색정보를 측정할지 여부에 따라 제2 광분할기(150)로부터 투과되는 광의 진행방향이 결정된다.
즉, 측정대상물의 형상을 측정하는 경우에는 제2 광분할기(250)를 투과한 광을 제1 카메라(261) 측으로 입사시켜 제1 카메라(261)를 통해 측정대상물의 형상을 관찰하며, 측정대상물의 색정보를 측정하는 경우에는 제2 광분할기(250)를 투과한 광을 제2카메라(262) 측으로 입사시켜 제2 카메라(262)를 통해 측정대상물의 색정보를 관찰한다.
다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치를 개략적으로 도시한 광경로도이고, 도 11은 도 10의 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치에서 광원으로부터 방출된 광이 광조절부를 통과하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10 또는 도 11를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(300)는 렌즈부(140)의 배율에 따라 측정대상물에 입사하는 광을 조절하는 것으로서, 광원(110)과 광조절부(120)와 보조 광조절부(325)와 광분할기(130)와 렌즈부(140)와 제2광분할기(250)와 광검출부(260)를 포함한다.
상기 광원(110)과 광조절부(120)와 광분할기(130)는 본 발명의 제1실시예(100)에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
또한, 제2광분할기(250)와 광검출부(260)는 본 발명의 제2실시예(200)에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 보조 광조절부(325)는 광조절부(120)와 광분할기(130) 사이의 광경로 상에 배치되며, 렌즈부(140)의 배율변경에 따라 광조절부(325)를 통과한 주변광의 일부 영역을 추가적으로 차단하여 측정대상물에 입사하는 광의 영역을 조절하는 것으로, 내부에 광이 투과할 수 있는 개구부(326)가 형성된다.
즉, 광조절부(120)를 통과한 주변광 중에서 개구부(326)를 통과하는 일부의 주변광 만이 광분할기(130) 측으로 진행하여 측정대상물로 입사되는 광의 영역을 광조절부(120)만을 이용하는 경우보다 더 축소시킨다.
여기서, 개구부(226)는 투과부(122)와 동일한 중심축을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 개구부(226)는 광조절부(120)를 통과하는 주변광의 일부를 추가적으로 차단할 수 있드록 투과부(122)보다 적은 면적을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다.
여기서, 개구부(226)는 원형, 다각형 또는 막대형 중에서 적어도 어느 하나의 형상을 갖도록 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광분할기(130)는 본 발명의 제1실시예(100)에서와 동일한 기능을 수행하나, 제1실시예(100)에서는 주변광을 투과 또는 통과시키지만 제3실시예(300)에서는 보조 광조절부(325)를 통과한 주변광의 일부만을 투과 또는 통과시킨다는 점이 상이하다.
지금부터는 상술한 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치의 제2실시예의 작동에 대하여 광경로를 기준으로 설명한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치(300)의 작동은 제1실시예(100) 또는 제2실시예(200)에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다만, 광조절부(120)와 광분할기(130) 사이의 광경로 상에 보조 광조절부(325)가 배치되어, 광조절부(120)를 통과한 주변광 중에서 개구부(326)를 통과하는 일부만이 광분할기(130) 측으로 진행할 수 있다는 점이 상이하다.
즉, 3차원 형상 측정 장치를 사용하는 경우 측정대상물의 크기 또는 측정정밀도 등을 고려하여 배율을 달리 설정할 필요가 있으며, 3차원 형상 측정 장치의 배율이 변경되는 경우에는 측정대상물로 입사되는 광의 영역을 추가적으로 제한할 필요가 있으며, 제3실시예(300)에서는 배율에 따라 주변광 중에서도 일부만을 활용하여 측정대상물의 색정보를 측정하는 것이다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 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 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100: 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치
110: 광원 120: 광조절부
130: 광분할기 140: 렌즈부
160: 광검출부
200 :색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치
250: 제2 광분할기 260: 광검출부
300 :색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치
335: 보조 광조절부

Claims (7)

  1. 간섭광을 이용하여 측정대상물의 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 장치에 있어서,
    광을 방출하는 광원;
    상기 광원으로부터 방출된 광을 반사시키거나 또는 측정대상물에 의하여 반사된 광을 투과시키는 광분할기;
    상기 광분할기에 의해 반사된 광을 상기 측정대상물에 집속시키는 렌즈부;
    상기 측정대상물로부터 반사되는 광을 검출하는 광검출부;
    상기 광원과 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 배치되며 상기 광원의 중심 영역으로부터 방출되는 광을 차단하여 상기 렌즈부에서 발생하는 광의 간섭을 약화시키는 광조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광조절부는 상기 광원과 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 선택적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광검출부는 간섭광 측정에 사용되는 제1카메라와 색정보 측정에 사용되는 제2 카메라를 포함하며,
    상기 광검출부와 상기 광분할기 사이의 광경로에 마련되어, 측정대상물로부터 반사된 광을 상기 제1 카메라 또는 제2 카메라 중 적어도 어느 하나로 투과시키는 제2 광분할기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광조절부는 광을 투과시키는 투과부가 구비된 몸체부; 상기 투과부 내부에 마련되어 광을 차단하는 광조리개;를 포함하며,
    상기 광원으로부터 방출된 광이 투과하는 광경로를 상기 투과부의 외면과 상기 광조리개의 외면 사이의 영역으로 제한하여 상기 광원의 중심영역으로부터 방출되는 광이 측정대상물에 입사하는 것을 약화시키는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광조리개는 원형, 다각형 및 막대형 중에서 적어도 어느 하나로 마련되는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광조절부와 상기 광분할기 사이의 광경로 상에 배치되며, 상기 광조절부를 통과한 광의 일부를 차단하여 상기 렌즈부의 배율에 따라 측정대상물로 입사되는 광을 가변적으로 조절하는 보조 광조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 보조 광조절부는 광을 투과시키는 개구부가 구비되며,
    상기 광조절부를 투과한 광 중에서 일부가 상기 개구부를 투과하여 측정대상물에 도달하는 것을 특징으로 하는 색정보를 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치.
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