KR101475726B1 - 3차원 형상 측정 방법 및 장치 - Google Patents

3차원 형상 측정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

연산의 처리속도를 증가시킬 수 있는 3차원 형상 측정 방법이 개시된다. 3차원 형상 측정 방법은 측정 대상물의 제1 측정영역에서 제1 영상을 촬영하는 단계, 제1 중앙처리유닛을 통해 제1 영상을 연산 처리하여 제1 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계, 제1 중앙처리유닛이 제1 영상을 연산 처리하는 동안 측정 대상물의 제2 측정영역에서 제2 영상을 촬영하는 단계, 및 제2 중앙처리유닛을 통해 제2 영상을 연산 처리하여 제2 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계를 포함한다. 이와 같이, 복수의 중앙처리유닛을 이용하여 다중 영상들을 연산 처리함에 따라, 연산의 처리속도를 보다 증가시킬 수 있다.

Description

3차원 형상 측정 방법 및 장치{MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD OF THREE DIMENSIONAL SHAPE}
본 발명은 3차원 형상 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 영상을 연산 처리하는 다중 영상 연산방법을 통해 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 장치는 촬영된 영상을 이용하여 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 장치를 말한다. 이러한 3차원 형상 측정 장치는 상기 측정 대상물을 향해 광을 조사할 수 있는 조명부, 상기 측정 대상물에서 반사된 광을 통해 상기 영상을 촬영하는 카메라부, 및 상기 조명부와 상기 카메라부를 제어하고 상기 영상을 연산 처리하여 상기 3차원 형상을 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 3차원 형상 측정 장치는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 측정 대상물도 측정할 수 있다. 즉, 상기 3차원 형상 측정 장치는 상기 측정 대상물을 다수의 측정영역들로 분할하여 상기 측정영역들 별로 영상들을 촬영하고, 이러한 영상들을 이용하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정한다. 여기서, 상기 카메라부가 어느 한 측정영역에서 촬영을 하여 영상을 촬영한 후에, 상기 영상이 연산 처리되어 상기 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 과정이 필요하다.
그러나, 이미 촬영된 영상의 연산 처리 과정이 다소 길어질 경우, 3차원 형상 측정 장치가 측정 대상물의 각 측정영역 별로 이동하면서 상기 측정영역들 모두에서의 3차원 형상을 측정하는데, 긴 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 측정영역들 모두에서의 3차원 형상을 측정하는 시간이 길어지는 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 측정시간을 단축시킬 수 있는 3차원 형상 측정 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 3차원 형상 측정 방법을 수행하기 위한 3차원 형상 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법은 측정 대상물의 제1 측정영역에서 제1 영상을 촬영하는 단계, 제1 중앙처리유닛을 통해 상기 제1 영상을 연산 처리하여 상기 제1 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계, 상기 제1 중앙처리유닛가 상기 제1 영상을 연산 처리하는 동안 상기 측정 대상물의 제2 측정영역에서 제2 영상을 촬영하는 단계, 및 제2 중앙처리유닛을 통해 상기 제2 영상을 연산 처리하여 상기 제2 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 3차원 형상 측정 방법은 상기 제2 중앙처리유닛을 통해 상기 제2 영상을 연산 처리하는 동안 상기 측정 대상물의 제3 측정영역에서 제3 영상을 촬영하는 단계, 및 상기 제1 중앙처리유닛을 통해 상기 제3 영상을 연산 처리하여 상기 제3 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 3차원 형상 측정 방법은 상기 제1 영상을 촬영하는 단계 및 상기 제2 영상을 촬영하는 단계 사이에, 상기 제1 측정영역에서 상기 제2 측정영역으로 3차원 형상 측정 장치를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 영상을 연산 처리하여 상기 제2 영상을 촬영하는 단계는 상기 3차원 형상 측정 장치를 이동시키는 동안에도 수행될 수 있다.
상기 제1 및 제2 영상들 각각은 상기 측정 대상물을 서로 다른 방향으로 촬영한 복수의 웨이이미지(way image)들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 영상 이미지들 각각에서의 연산 처리는 상기 웨이이미지들 각각을 개별적으로 연산 처리한 후, 연산 처리된 상기 웨이이미지들에 대한 데이터들을 병합(merging)하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법은 측정 대상물의 제1 측정영역에서 제1 영상을 촬영하는 단계, 상기 제1 영상의 촬영 이후 상기 측정 대상물의 제2 측정영역에서 제2 영상을 촬영하는 단계, 및 상기 제2 영상을 촬영하는 동안에 복수의 중앙처리유닛들을 통해 상기 제1 영상을 분할 연산 처리하여 상기 제1 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 제1 영상을 분할 연산 처리하는 단계는 상기 제2 영상의 촬영이 종료되기 전까지 완료될 수 있다.
상기 3차원 형상 측정 방법은 상기 제2 영상 이미지의 촬영 이후, 상기 측정 대상물의 제3 측정영역에서 제3 영상을 촬영하는 단계, 및 상기 제3 영상을 촬영하는 동안에 상기 중앙처리유닛들을 통해 상기 제2 영상을 분할 연산 처리하여 상기 제2 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 영상은 상기 제1 측정영역을 서로 다른 제1 및 제2 방향들로 촬영한 제1 및 제2 웨이이미지들을 포함할 수 있다. 상기 중앙처리유닛들은 상기 제1 웨이이미지를 연산 처리하는 제1 중앙처리유닛, 및 상기 제2 웨이이미지를 연산 처리하는 제2 중앙처리유닛을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 중앙처리유닛들 중 적어도 하나는 연산 처리된 상기 제1 및 제2 웨이이미지들에 대한 데이터들을 병합할 수 있다.
상기 제1 영상을 분할 연산 처리하여 상기 제1 측정영역에서의 3차원 형상을 측정하는 단계는 상기 제1 영상을 복수개의 세그먼트들로 분할하여 상기 중앙처리유닛들에 의해 분할 연산 처리되는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치는 조명부, 카메라부 및 제어부를 포함한다.
상기 조명부는 측정 대상물을 향해 복수의 측정영역들 별로 이동하면서 광을 제공한다. 상기 카메라부는 상기 측정영역들에서 반사되는 광을 수신하여 복수의 영상들을 촬영한다. 상기 제어부는 상기 카메라부로부터 상기 영상들을 인가받고, 현재 타이밍에 촬영되는 현재 영상을 촬영하는 동안에 이전 타이밍에 촬영된 이전 영상을 복수의 중앙처리유닛들을 통해 연산 처리한다.
상기 제어부는 상기 현재 영상을 촬영하는 동안에 상기 이전 영상을 상기 중앙처리유닛들을 통해 분할 연산 처리할 수 있다. 상기 조명부는 상기 측정 대상물을 향해 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 복수의 조명유닛들을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법은 베이스 기판에 형성된 측정 대상물의 제1 측정영역에서 서로 다른 방향으로 촬영한 복수의 제1 영상을 생성하는 단계; 제1 분할처리 연산부를중앙처리유닛을 통해 상기 제1 영상을 연산 처리 및 병합하여, 상기 제1 측정영역에서의 3차원 형상을 산출하는 단계; 상기 제1 분할처리 연산부가중앙처리유닛이 상기 제1 영상을 연산 처리하는 동안, 상기 측정 대상물의 제2 측정영역에서 서로 다른 방향으로 촬영한 복수의 제2 영상을 생성하는 단계; 및 제2 분할처리 연산부를중앙처리유닛을 통해 상기 제2 영상을 연산 처리 및 병합하여, 상기 제2 측정영역에서의 3차원 형상을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 3차원 형상 측정 방법은 상기 산출된 3차원 형상들을 합성하여 측정영역 전체의 3차원 형상을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치는 베이스 기판에 형성된 측정 대상물에 복수의 측정영역들 별로 이동하면서 서로 다른 방향으로 격자이미지 광을 조사하는 조명부; 상기 측정영역들에서 반사되는 광을 수신하여 복수의 영상이미지들을 촬영하는 카메라부; 및 상기 카메라부로부터 측정영역 별로 촬영된 복수의 영상 이미지들을 전달받아 각 분할처리 연산부를 통해 분할 연산처리 및 병합하여 3차원 형상을 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 3차원 형상 측정 장치에서 상기 제어부는 상기 측정영역별로 산출된 3차원 형상을 병합하여 3차원 형상 측정을 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 중앙처리유닛을 이용하여 다중 영상들을 연산 처리함에 따라, 영상에 대한 연산의 처리속도를 보다 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정 장치를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 단일 중앙처리장치를 이용하여 다중 영상을 연산 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
<3차원 형상 측정 장치>
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 형상 측정 장치(100)는 조명부(110), 카메라부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 상기 3차원 형상 측정 장치(100)는 예를 들어, 베이스 기판(10) 상에 형성된 임의의 측정 대상물(20)의 3차원 형상을 측정하는 장치를 말한다.
상기 조명부(110)는 상기 베이스 기판(10)의 상부에 배치되어 상기 베이스 기판(10) 상에 형성된 상기 측정 대상물(20)으로 광을 조사한다. 상기 조명부(110)는 적어도 하나의 조명유닛을 포함하고, 예를 들어 제1 조명유닛(112) 및 제2 조명유닛(114)을 포함할 수 있다.
상기 제1 조명유닛(112)은 상기 베이스 기판(10)의 상부에 배치되어 상기 측정 대상물(20)에 대하여 경사진 제1 방향으로 제1 광을 조사한다. 상기 제2 조명유닛(114)은 상기 베이스 기판(10)의 법선 방향을 기준으로 상기 제1 방향에 대하여 대칭인 제2 방향으로 제2 광을 조사한다.
구체적으로, 상기 제1 조명유닛(112)은 상기 측정 대상물(20)을 향해서 제1 격자 이미지를 조사하고, 상기 제2 조명유닛(114)은 상기 측정 대상물(20)을 향해서 제2 격자이미지를 조사할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 조명유닛들(112, 114) 각각은 광을 발생시키는 광원(미도시), 상기 광원에서 조사된 빛을 투과시켜 상기 제1 또는 제2 격자 이미지를 생성하는 격자유닛, 및 상기 제1 또는 제2 격자 이미지를 상기 측정 대상물(20)에 결상시키는 투영렌즈(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 격자유닛은 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 예를 들어 유리기판 위에 차단부 및 투과부를 갖는 격자무늬를 패터닝하여 형성되거나, 액정표시패널 등을 이용하여 형성될 수도 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 조명유닛들(112, 114) 각각은 상기 격자유닛을 미세 이동시키기 위한 엑추에이터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 투영렌즈는 예컨대 다수의 렌즈 조합으로 형성될 수 있으며, 상기 격자유닛을 통하여 생성된 상기 제1 또는 제2 격자 이미지를 포커싱하여 상기 측정 대상물(20)에 결상시킨다.
상기 카메라부(120)는 상기 베이스 기판(10)의 상부에 배치되어 상기 측정 대상물(20)에서 반사된 반사광을 촬영한다. 즉, 상기 카메라부(120)는 상기 측정 대상물(20)에서 반사되는 상기 제1 또는 제2 격자 이미지를 촬영할 수 있다. 이때, 상기 카메라부(120)는 상기 제1 및 제2 조명유닛들(112, 114) 사이의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 카메라부(120)는 예를 들어, 상기 제1 또는 제2 격자 이미지를 캡쳐할 수 있는 카메라 유닛(미도시) 및 상기 제1 또는 제2 격자 이미지를 포커싱하여 상기 카메라 유닛으로 제공할 수 있는 수광렌즈(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 조명부(110) 및 상기 카메라부(120)의 동작을 제어하고, 상기 카메라부(120)에서 캡쳐된 상기 제1 및 제2 격자 이미지들을 처리하여, 2차원 형상 및 3차원 형상을 측정한다.
구체적으로, 상기 제어부(130)는 제1 및 제2 조명 제어신호들(S1, S2)을 상기 제1 및 제2 조명부들(112, 114)에 각각 제공함으로써, 상기 제1 및 제2 격자 이미지들의 생성, 크기 및 강도 등을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(130)는 상기 카메라부(120)로 촬영 제어신호(Con)를 제공함으로써, 상기 카메라부(120)가 상기 제1 및 제2 격자 이미지들을 적당한 타이밍에 캡쳐할 수 있도록 제어할 수 있고, 상기 캡쳐된 격자 이미지로 이루어진 데이터(Dat)를 상기 카메라부(120)로부터 인가받는다.
한편, 상기 3차원 형상 측정 장치(100)는 도 1과 달리 상대적으로 넓은 면적을 갖는 대면적 측정 대상물(미도시)도 측정할 수 있다. 여기서, 상기 대면적 측정 대상물에서의 3차원 형상을 측정하기 위해서는 상기 대면적 측정 대상물을 다수의 측정영역들로 분할하여야 한다. 즉, 상기 3차원 형상 측정 장치(100)는 상기 측정영역들 별로 3차원 형상을 측정하여 합성함으로써, 상기 대면적 측정 대상물의 3차원 형상을 측정할 수 있다. 따라서, 상기 3차원 형상 측정 장치(100)는 어느 한 측정영역에서의 영상을 촬영한 후, 다른 측정영역으로 이동해야 한다.
여기서, 이전 타이밍에 촬영된 상기 한 측정영역에서의 영상을 이전 영상라고 하고, 이후 타이밍에 촬영된 상기 다른 측정영역에서의 영상을 현재 영상라고 정의한다고 할 때, 상기 3차원 형상 측정 장치(100)는 상기 현재 영상을 촬영하는 동안에 이미 촬영된 상기 이전 영상을 복수의 중앙처리유닛들을 통해 연산 처리한다. 일례로, 상기 제어부(130)는 상기 현재 영상을 촬영하는 동안에 상기 이전 영상을 연산 처리하기 위한 제1 및 제2 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)을 포함할 수 있다.
<3차원 형상 측정 방법의 실시예 1>
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 2는 두 개의 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)을 이용하여 다중 영상을 연산 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 세 개의 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2, CPU3)을 이용하여 다중 영상을 연산 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서 사용되는 3차원 형상 측정 장치는 도 1에서 설명한 3차원 형상 측정 장치(100)와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서의 측정 대상물은 복수의 측정영역들(FOV1, FOV2, FOV3, FOV4, ... )로 구분되어 검사될 수 있다. 예를 들어, 상기 3차원 형상 측정 장치는 제1 측정영역(FOV1)에서의 3차원 형상을 측정한 후에 제2 측정영역(FOV2)로 이동하고, 다시 상기 제2 측정영역(FOV)에서의 3차원 형상을 측정한 후 제3 측정영역(FOV3)로 이동한다. 이와 같이, 상기 3차원 형상 측정 장치는 상기 각 측정영역에서 3차원 형상을 측정하는 동작과 상기 측정영역들 간을 이동하는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
본 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법으로, 우선 상기 3차원 형상 측정 장치를 이용하여 상기 측정 대상물의 제1 측정영역(FOV1)에서 제1 영상을 촬영한다. 상기 제1 영상은 상기 측정 대상물을 서로 다른 방향으로 촬영한 복수의 웨이이미지들(way image)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영상은 제1 및 제2 웨이이미지들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 웨이이미지는 도 1의 제1 조명유닛(112)에서 조사된 광에 의해 형성된 이미지이고, 상기 제2 웨이이미지는 도 1의 제2 조명유닛(114)에서 조사된 광에 의해 형성된 이미지이다.
상기 제1 측정영역(FOV1)에서 상기 제1 영상을 촬영한 후에, 제1 중앙처리유닛(CPU1)을 통해 상기 제1 영상을 연산 처리를 수행한다. 상기 제1 영상의 연산 처리하는 방법은 상기 제1 웨이이미지를 연산 처리하는 단계, 상기 제2 웨이이미지를 연산 처리하는 단계, 및 연산 처리된 상기 제1 및 제2 웨이이미지들에 대한 데이터들을 병합(merging)하는 단계로 구분될 있다. 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 도 1의 제어부(130) 내에 포함될 수 있다.
상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)이 상기 제1 영상을 연산 처리하는 동안, 상기 3차원 형상 측정 장치를 상기 제1 측정영역(FOV1)에서 상기 측정 대상물의 제2 측정영역(FOV2)으로 이동시키고, 상기 제2 측정영역(FOV2)에서 제2 영상을 촬영한다. 여기서, 상기 제2 영상도 상기 제1 영상과 마찬가지로, 두 개의 웨이이미지들로 구성될 수 있다.
상기 제2 측정영역(FOV2)에서 상기 제2 영상을 촬영한 후에, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)과 다른 제2 중앙처리유닛(CPU2)을 통해 상기 제2 영상을 연산 처리를 수행한다. 상기 제2 영상을 연산 처리하는 방법은 상기 제1 영상을 연산 처리하는 방법과 동일하다.
상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)이 상기 제2 영상을 연산 처리하는 동안, 상기 3차원 형상 측정 장치를 상기 제2 측정영역(FOV2)에서 상기 측정 대상물의 제3 측정영역(FOV3)으로 이동시키고, 상기 제3 측정영역(FOV3)에서 제3 영상을 촬영한다. 여기서, 상기 제3 영상도 상기 제1 및 제2 영상들과 마찬가지로, 두 개의 웨이이미지들로 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)이 상기 제1 영상을 연산 처리하는 과정은 상기 제3 영상의 촬영이 종료되기 전까지 완료된다.
상기 제3 측정영역(FOV3)에서 상기 제3 영상을 촬영한 후에, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)을 통해 상기 제3 영상을 연산 처리를 수행한다. 상기 제3 영상을 연산 처리하는 방법은 상기 제1 및 제2 영상들을 연산 처리하는 방법과 동일하다.
이와 같이, 상기 3차원 형상 측정 장치가 상기 각 측정영역 별로 이동하면서 복수의 영상들을 측정하고, 상기 제1 및 제2 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)을 통해 상기 영상들을 분할하여 연산 처리를 수행할 수 있다. 즉, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 홀수 번째의 측정영역들에서 촬영된 영상들을 연산 처리하고, 상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 짝수 번째의 측정영역들에서 촬영된 영상들을 연산 처리할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 측정 대상물의 측정영역들에서 촬영된 영상들을 3개의 중앙처리장치들(CPU1, CPU2, CPU3)에 이용하여 영상 처리 할 수 있다. 즉, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 1, 4, 7, ... 번째의 측정영역들에서 촬영된 영상들을 연산 처리하고, 상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 2, 5, 8, ... 번째의 측정영역들에서 촬영된 영상들을 연산 처리하며, 상기 제3 중앙처리유닛(CPU3)은 3, 6, 9, ... 번째의 측정영역들에서 촬영된 영상들을 연산 처리할 수 있다. 그 결과, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 상기 제1 측정영역(FOV1)에서의 촬영이 종료된 시점에서 상기 제4 측정영역(FOV4)에서의 촬영이 완료되는 시점까지 상기 제1 측정영역(FOV1)에서 촬영된 상기 제1 영상을 연산 처리할 수 있다. 또한, 상기 제2 및 제3 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)은 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)의 연산처리 가능시간과 동일한 시간 내에 상기 각 측정영역에서의 영상을 연산 처리할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에서는 두 개 또는 세 개의 중앙처리유닛들을 이용하여 상기 각 측정영역에서의 영상을 연산 처리하는 것을 설명하였으나, 이와 다르게 네 개 이상의 중앙처리유닛들을 이용하여 상기 각 측정영역에서의 영상을 연산 처리할 수도 있다.
도 4는 단일 중앙처리장치를 이용하여 다중 영상을 연산 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
반면, 도 4를 참조하면, 단일 중앙처리장치(CPU)를 이용하여 상기 각 측정영역에서 촬영된 다중 영상을 연산 처리할 경우, 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는데 소요되는 시간이 길어질 수 있다. 즉, 상기 단일 중앙처리장치(CPU)가 상기 각 측정영역에서 촬영된 모든 영상을 연산 처리함에 따라, 상기 3차원 형상 측정 장치는 상기 측정영역들에서의 촬영 과정 사이에 웨이팅(waiting) 시간을 가질 수 있다. 그로 인해, 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정하는 데 소요되는 시간이 길어질 수 있다.
그러나, 본 실시예에서와 같이 복수개의 중앙처리유닛들을 이용하여 상기 각 측정영역에서의 영상을 연산 처리함에 따라, 상기 측정영역들에서의 촬영 과정 사이에 발생되는 웨이팅 시간을 제거하여 상기 측정 대상물로부터 3차원 형상을 측정하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
<3차원 형상 측정 방법의 실시예 2>
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법은 제1 및 제2 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)의 연산 처리 과정을 제외하면, 도 2를 통해 설명한 제1 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법과 실질적으로 동일하므로, 상기 제1 및 제2 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)의 연산 처리 과정을 제외한 다른 설명은 생략하겠다.
도 5를 참조하면, 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 상기 각 측정영역에서 촬영된 영상의 일부를 연산 처리하고, 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 상기 영상의 나머지 일부를 연산 처리한다. 일례로, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 상기 제1 측정영역에서 촬영된 제1 영상의 일부를 연산 처리하고, 상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 상기 제1 영상의 나머지 일부를 연산 처리한다.
본 실시예에서, 상기 각 측정영역에서 촬영된 영상이 서로 다른 방향으로 촬영된 제1 및 제2 웨이이미지들로 구성되므로, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 상기 제1 웨이이미지를 연산 처리하고, 상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 상기 제2 웨이이미지를 연산 처리하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제1 및 제2 중앙처리유닛(CPU1, CPU2) 중 어느 하나는 상기 제1 및 제2 웨이이미지들의 연산 처리된 데이터들을 병합(merging)하는 연산 처리를 수행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 각 측정영역에서 촬영된 영상이 복수의 웨이이미지들을 포함한다고 할 때, 상기 웨이이미지들과 동일한 개수의 중앙처리장치들이 상기 웨이이미지들 각각을 담당하여 연산처리함에 따라, 상기 측정 대상물로부터 3차원 형상을 측정하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
<3차원 형상 측정 방법의 실시예 3>
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법은 제1 및 제2 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)의 연산 처리 과정을 제외하면, 도 2를 통해 설명한 제1 실시예에 의한 3차원 형상 측정 방법과 실질적으로 동일하므로, 상기 제1 및 제2 중앙처리유닛들(CPU1, CPU2)의 연산 처리 과정을 제외한 다른 설명은 생략하겠다.
도 6을 참조하면, 상기 각 측정영역에서 촬영된 영상을 복수개의 세그먼트들(segments)로 분할되어 복수의 중앙처리유닛들에 의해 연산 처리된다.
일례로, 상기 각 측정영역에서 촬영된 영상이 서로 다른 방향으로 촬영된 제1 및 제2 웨이이미지들로 구성된다고 할 때, 상기 제1 및 제2 웨이이미지들 각각의 연산처리 과정이 8개의 세크먼트들(F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8)로 분할될 수 있다. 이때, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 홀수 번째 세크먼트들(F1, F3, F5, F7)을 수행하고, 상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 짝수 번째 세크먼트들(F2, F4, F6, F8)을 수행할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 웨이이미지들의 연산 처리된 데이터들을 병합하는 병합처리 과정도 복수의 세크먼트들로 분할될 수 있다. 일례로, 상기 병합처리 과정은 4개의 세크먼트들(M1, M2, M3, M4)로 분할되고, 상기 제1 중앙처리유닛(CPU1)은 제1 및 제3 세크먼트들(M1, M3)을 수행하고, 상기 제2 중앙처리유닛(CPU2)은 제2 및 제4 세크먼트들(M2, M4)을 수행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 각 측정영역에서 촬영된 영상을 복수개의 세그먼트들로 분할되어 복수의 중앙처리유닛들에 의해 연산 처리됨에 따라, 상기 측정 대상물로부터 3차원 형상을 측정하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.
10 : 베이스 기판 20 : 측정 대상물
100 : 3차원 형상 측정 장치 110 : 조명부
112 : 제1 조명유닛 114 : 제2 조명유닛
120 : 카메라부 130 : 제어부
CPU1 : 제1 중앙처리장치 CPU2 : 제2 중앙처리장치

Claims (4)

  1. 베이스 기판에 형성된 측정 대상물의 제1 측정영역에서 서로 다른 방향으로 촬영한 복수의 제1 영상을 생성하는 단계;
    제1 분할처리 연산부를 통해 상기 제1 영상을 연산 처리 및 병합하여 상기 제1 측정영역에서의 3차원 형상을 산출하는 단계;
    상기 제1 분할처리 연산부가 상기 제1 영상을 연산 처리하는 동안, 상기 측정 대상물의 제2 측정영역에서 서로 다른 방향으로 촬영한 복수의 제2 영상을 생성하는 단계; 및
    제2 분할처리 연산부를 통해 상기 제2 영상을 연산 처리 및 병합하여 상기 제2 측정영역에서의 3차원 형상을 산출하는 단계를 포함하는 3차원 형상 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출된 3차원 형상들을 합성하여 측정영역 전체의 3차원 형상을 측정하는 단계를 더 포함하는 3차원 형상 측정 방법.
  3. 베이스 기판에 형성된 측정 대상물에 복수의 측정영역들 별로 이동하면서 서로 다른 방향으로 격자이미지 광을 조사하는 조명부;
    상기 측정영역들에서 반사되는 광을 수신하여 복수의 영상이미지들을 촬영하는 카메라부; 및
    상기 카메라부로부터 측정영역 별로 촬영된 복수의 영상 이미지들을 전달받아 각 분할처리 연산부를 통해 분할 연산처리 및 병합하여 3차원 형상을 산출하는 제어부를 포함하는 3차원 형상 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정영역별로 산출된 3차원 형상을 병합하여 3차원 형상 측정을 수행하는 3차원 형상 측정 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020052649A (ko) * 2000-12-26 2002-07-04 장기화 3차원 영상측정 장치 및 방법
KR20020073251A (ko) * 2001-03-13 2002-09-23 주식회사 솔루션닉스 다중 줄무늬 패턴을 이용한 3차원 측정 장치 및 방법
KR20040077851A (ko) * 2002-02-01 2004-09-07 시케이디 가부시키가이샤 3차원 계측장치, 필터 격자 줄무늬판 및 조명 수단

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020052649A (ko) * 2000-12-26 2002-07-04 장기화 3차원 영상측정 장치 및 방법
KR20020073251A (ko) * 2001-03-13 2002-09-23 주식회사 솔루션닉스 다중 줄무늬 패턴을 이용한 3차원 측정 장치 및 방법
KR20040077851A (ko) * 2002-02-01 2004-09-07 시케이디 가부시키가이샤 3차원 계측장치, 필터 격자 줄무늬판 및 조명 수단

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