KR101602377B1 - 3차원 형상 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측정 대상 측정 대상 물체로 라인 패턴광을 조사하고, 측정 대상 물체 표면으로부터 반사되는 라인 패턴광의 라인 프로파일을 분석하여 측정 대상 물체 표면의 단차값을 1차적으로 산출한 후, 이 단차값에 대응되는 주기를 갖는 격자 패턴광을 조사하여 측정 대상 물체의 높이값을 산출함으로써, 보다 정확한 3차원 형상을 측정할 수 있도록 해 주는 3차원 형상 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 3차원 형상 측정 방법은 패턴광 발생수단에서 형상측정단말로부터 제공되는 라인 패턴이미지를 이용하여 측정 대상 물체로 라인 패턴광을 조사하는 제1 단계와, 촬영수단에서 라인 패턴광이 조사된 측정 대상 물체를 촬영하는 제2 단계, 형상측정단말에서 상기 촬영수단으로부터 제공되는 촬영영상에서 라인 패턴이미지를 검출하고, 검출된 라인 프로파일을 기초로 해당 측정 대상 물체의 라인광 단차값을 산출하는 제3 단계, 상기 형상측정단말에서 라인광 단차값에 대응되는 주기 특성을 갖는 격자 패턴이미지를 선택하여 패턴광 발생수단으로 제공하는 제4 단계, 상기 패턴광 발생수단에서 격자 패턴이미지를 이용하여 측정 대상 물체로 일정 주기의 격자 패턴광을 조사하는 제5 단계, 상기 촬영수단에서 격자 패턴광이 조사된 측정 대상 물체를 촬영하는 제6 단계 및, 상기 형상측정단말에서 상기 촬영수단으로부터 제공되는 촬영영상에서 격자 패턴광을 검출하고, 검출된 격자 패턴광으로부터 위상값을 산출함과 더불어, 산출된 위상값에 대응되는 높이값을 산출하는 제7 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 형상 측정 방법{3D shape measuring method}
본 발명은 3차원 형상 측정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정 대상 측정 대상 물체로 라인 패턴광을 조사하고, 측정 대상 물체 표면으로부터 반사되는 라인 패턴광의 라인 프로파일을 분석하여 측정 대상 물체 표면의 단차값을 1차적으로 산출한 후, 이 단차값에 대응되는 주기를 갖는 격자 패턴광을 조사하여 측정 대상 물체의 높이값을 산출함으로써, 보다 정확한 3차원 형상을 측정할 수 있도록 해 주는 3차원 형상 측정 방법에 관한 것이다.
제품의 생산방식이 대량생산으로부터 소량 다품종 생산으로 변화함에 따라 설계 또는 역설계를 위해 신속하고 정확하게 3차원 형상을 측정할 수 있는 방법이 매우 중요시되고 있다.
3차원 형상 측정 기술에는 레이저를 이용하는 광삼각법, 스테레오를 이용하는 측정방법, 모아레 원리를 이용하는 측정방법 등이 있다.
모아레를 이용한 3차원 형상 측정 방법은 패턴조명을 검사대상물로 조사한 후 반사되는 패턴 이미지를 이용하여 검사 대상물의 3차원 형상을 측정한다. 이때, 패턴 이미지를 이용하여 검사대상물의 3차원 형상을 측정하기 위한 해석방법으로 위상 천이 방법(Phase shifting method)이 있다.
위상 천이 방법은 검사대상물의 기준면을 이동시키면서 여러 장의 간섭신호에 따른 패턴이미지를 획득하고, 획득된 패턴이미지의 각 측정점에서의 간섭신호의 형태와 높이와의 수학적 관계를 해석하여 측정 대상 물체의 3차원 형상을 측정하는 것이다. 이때, 상기 간섭신호는 도1 (A)에 도시된 바와 같이 사인파(sine wave)의 형태로 나타나며 수학적 산출 알고리즘을 이용하여 위상값에 대응되는 높이값을 산출한다.
그러나, 상기한 위상 천이 방법을 이용한 3차원 형상 측정방법은 인접한 두 측정점의 높이차가 광원 등가파장의 정수배 정도 이상일 경우에 측정 오차가 발생하는 2π 모호성 이라는 문제가 발생하게 되는 것으로서, 격자의 줄무늬 피치에 따라 검사대상물의 측정범위가 제한되는 문제점이 발생한다. 즉, 도1 (B)에 도시된 바와 같은 해당 격자 패턴의 간섭신호에서 2π 이상인 임의 지점(y) 위상값에 대응되는 높이값은 이 지점(y)와 2π 만큼의 차이가 나는 지점(y') 위상값에 대응되는 높이값과 동일한 높이값으로 산출된다. 예컨대, 위상값이 "5π/2" 와 "π/2"에 대해 동일한 높이값이 산출된다.
이에, 다중주파수를 이용하여 위상 천이에 따른 3차원 형상 측정방법이 제안되었다. 즉, 도1(C)에 도시된 바와 같이 주기가 비교적 짧은 고주파(f1) 특성을 갖는 격자 패턴광과 주기가 비교적 긴 저주파(f2) 특성을 갖는 격자 패턴광의 위상값을 각각 산출하여 이를 근거로 높이값을 산출할 수 있다.
그러나, 고주파의 정수배에 해당하는 주기를 갖는 저주파(f2) 격자 패턴광에 대한 위상값을 근거로 높이값을 산출하는 경우, 높이에 대한 정밀도가 떨어지게 되는 단점이 있다.
또한, 상기한 위상 천이에 따른 3차원 형상 측정방법은 통상 하나의 주파수 특성의 격자 패턴광에 대해 서로 다른 위상을 갖는 예컨대 4개의 격자 패턴광을 촬영하도록 구성되는 바, 다중 주파수를 이용하는 경우 최소 8개의 촬영영상을 획득하여 높이값을 산출하게 되므로 처리 속도가 다소 지연되는 단점이 있다.
이를 고려하여 측정 대상 물체에 대한 설계상의 높이값, 예컨대 CAD 상의 높이값을 미리 인지하고, 이에 대응되는 주기를 갖는 주파수를 선택하여 해당 주파수의 격자 패턴광을 통해 높이를 측정하는 방법이 있을 수 있다.
그러나, 이 역시 설계상의 높이값에 오차가 있는 경우, 이에 따른 격자 패턴광을 선택하기 위한 주파수 설정이 잘못됨으로 인해 측정 대상 물체에 대한 정확한 높이값을 측정할 수 없는 문제가 발생될 수 있다.
1. 한국공개특허 제2009-0025971호 (발명의 명칭: 형상 측정 장치 및 그 방법) 2. 한국공개특허 제2014-0145541호 (발명의 명칭: 3차원 형상 측정장치)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 측정 대상 물체로 라인 패턴광을 조사하고, 측정 대상 물체 표면으로부터 반사되는 라인 패턴광의 라인 프로파일을 분석하여 측정 대상 물체 표면의 단차값을 1차적으로 산출한 후, 이 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴광을 조사하여 높이값을 산출함으로써, 측정 대상 물체에 대한 정확한 3차원 형상을 측정할 수 있도록 해 주는 3차원 형상 측정 방법을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 패턴광 발생수단에서 형상측정단말로부터 제공되는 라인 패턴이미지를 이용하여 측정 대상 물체로 라인 패턴광을 조사하는 제1 단계와, 촬영수단에서 라인 패턴광이 조사된 측정 대상 물체를 촬영하는 제2 단계, 형상측정단말에서 상기 촬영수단으로부터 제공되는 촬영영상에서 라인 패턴이미지를 검출하고, 검출된 라인 프로파일을 기초로 해당 측정 대상 물체의 라인광 단차값을 산출하는 제3 단계, 상기 형상측정단말에서 산출된 라인광 단차값 중 가장 큰 라인광 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴이미지를 선택하여 패턴광 발생수단으로 제공하는 제4 단계, 상기 패턴광 발생수단에서 격자 패턴이미지를 이용하여 측정 대상 물체로 일정 주기의 격자 패턴광을 조사하는 제5 단계, 상기 촬영수단에서 격자 패턴광이 조사된 측정 대상 물체를 촬영하는 제6 단계 및, 상기 형상측정단말에서 상기 촬영수단으로부터 제공되는 촬영영상에서 격자 패턴광을 검출하고, 검출된 격자 패턴광으로부터 위상값을 산출함과 더불어, 산출된 위상값에 대응되는 높이값을 산출하는 제7 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법이 제공된다.
또한, 상기 제1 단계에서 상기 형상측정단말은 측정 대상 물체의 높이 특성에 대응되는 라인 간격을 갖는 라인 패턴이미지를 패턴광 발생수단으로 제공하여 해당 라인 패턴광을 측정 대상 물체로 조사하도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법이 제공된다.
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또한, 상기 제3 단계에서 상기 형상측정단말은 하나의 촬영영상에서 서로 다른 다수의 라인광 단차값이 산출되고, 산출된 다수의 라인광 단차값이 서로 다른 라인광 단차값 범위인 경우, 해당 라인광 단차값 범위에 대응되는 서로 다른 주기의 격자 패턴이미지를 상기 패턴광 발생수단으로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법이 제공된다.
또한, 상기 제5 단계에서 상기 형상측정단말은 선택된 격자 패턴 이미지에 대해 π/2 단위로 위상을 변화시켜 서로 다른 위상의 격자 패턴 이미지를 생성하고, 이를 순차로 상기 패턴이미지 발생수단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 측정 대상 물체 표면의 단차값을 근거로 해당 물체를 측정하기 위한 최적의 주기 특성을 갖는 격자 패턴광을 선택하여 측정 대상 물체의 높이값을 산출하도록 함으로써, 정확한 물체의 형상 측정이 가능하게 된다.
이때, 단차값의 범위차가 일정 레벨 이상인 경우 둘 이상의 서로 다른 주기의 격자 패턴광을 이용하여 측정 대상 물체의 높이값을 산출하도록 함으로써, 보다 정확한 물체의 형상 측정이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 형상측정단말에서 패턴 이미지를 패턴광 발생수단으로 제공하도록 함으로써, 패턴광을 변화시키는 것이 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 형상측정단말에서 제공되는 패턴 이미지를 이용하여 해당 특성의 패턴광이 조사되도록 구성하여 패턴광의 변화가 쉽고 빠르게 이루어지게 됨으로써, 물체의 형상 측정을 보다 신속하게 수행할 수 있게 된다.
도1은 종래 위상 천이 방법을 이용한 3차원 형상 측정방법을 설명하기 위한 도면.
도2는 본 발명에 적용되는 3차원 형상 측정장치의 구성을 예시한 도면.
도3은 도2에 도시된 패턴광 발생수단(100)에서 조사되는 라인 패턴광과 격자 패턴광을 예시한 도면.
도4는 본 발명에 따른 3차원 형상 측정방법을 설명하기 위한 흐름도.
도5는 도4에 도시된 ST30 단계에서 라인광 단차값 산출을 위해 검출된 라인광 단차 상태를 예시한 도면.
도6은 도4에 도시된 ST60 단계에서 위상 천이된 격자 패턴광의 주파수특성을 예시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도2는 본 발명이 적용되는 3차원 형상 측정장치의 개념 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용되는 3차원 형상 측정장치는 패턴광 발생수단(100)과, 촬영수단(200) 및 형상측정단말(300)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 3차원 형상 측정장치는 지지대(2)의 상단에 위치하는 측정 대상 물체(1)에 대한 높이값을 분석함으로써, 해당 측정 대상 물체(1)에 대한 형상을 측정한다.
상기 패턴광 발생수단(100)은 형상 측정을 위한 대상 물체(1)의 상부에 설치되어 측정 대상 물체(1)를 향하여 라인 패턴광 및 격자 패턴광을 조사한다. 도3은 상기 패턴광 발생수단(100)으로부터 측정 대상 물체(1)로 조사되는 패턴광 형태를 예시한 것으로, 도3 (A)는 다수의 라인이 일정 간격 이격되는 형태의 라인 패턴광이고, 도3 (B)는 서로 다른 주기의 격자 패턴광이 도시되어 있다. 특히, 도3 (B)에는 간격이 비교적 큰 저주파 특성의 격자 패턴광(좌측)과 간격이 비교적 작은 고주파 특성의 격자 패턴광(우측)이 도시되어 있다. 여기서, 본 발명에 적용되는 격자 패턴광은 도3 (B)에 도시된 바와 같은 수평 라인형태 뿐 아니라 수직 라인형태의 패턴광(미도시)이나 모자이크 형태의 패턴광(미도시), 또는 사선 형태의 패턴광(미도시) 등과 같이 흑백이 등간격으로 형성되는 각종 형태로 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기 패턴광 발생수단(100)은 상기 형상측정단말(300)로부터 제공되는 각종 패턴 이미지를 이용하여 해당 특성의 패턴 광을 조사하도록 구성되는 것으로, 바람직하게는 반응 속도가 빠르고 색의 재현성이 양호하며, 화면 내에서 균일한 밝기를 유지할 수 있는 특성을 갖는 DLP 프로젝터로 구성될 수 있다.
상기 촬영수단(200)은 지지대(2)의 상부에 배치되어 측정 대상 물체(1)의 표면을 촬영하는 것으로, 카메라, 결상렌즈 및 필터 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 카메라는 측정 대상 물체(1)의 표면에서 반사되는 광을 통해 측정 대상 물체(1)의 평면영상을 촬영하는 것으로, CCD카메라나 CMOS 카메라 등이 될 수 있다. 여기서, 결상렌즈는 카메라의 하부에 배치되어 측정 대상 물체(1)에서 반사되는 광을 카메라에 결상시킨다. 필터는 결상렌즈의 하부에 배치되어 상기 측정 대상 물체(1)에서 반사되는 광을 여과시켜 결상렌즈로 제공하는 것으로서, 주파수 필터, 컬러 필터 등으로 이루어질 수 있다.
상기 형상측정단말(300)은 상기 패턴광 발생수단(100) 및 상기 촬영수단(200)과 통신하도록 구성되어, 상기 패턴광 발생수단(100)으로 라인 패턴이미지 및 격자 패턴이미지를 순차 제공함과 더불어, 이에 대해 상기 촬영수단(200)으로부터 제공되는 촬영영상으로부터 각 패턴광 이미지를 검출하고, 이를 이용하여 측정 대상 물체(1)의 높이를 산출한다. 여기서, 상기 형상측정단말(300)은 데스크탑 컴퓨터나 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC, 스마트폰 등 각종 형태의 통신단말이 될 수 있으며, 산출된 측정 대상 물체(1)의 높이값을 디스플레이 수단(미도시)을 통해 표시출력한다.
이때, 상기 형상측정단말(300)은 간섭신호의 형태에 따른 위상값 산출 알고리즘 및 위상값에 대응되는 높이값을 산출하기 위한 알고리즘과, 라인광 단차값별 해당 라인광 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴이미지가 저장되는 데이터메모리(310)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 형상측정단말(100)은 패턴광 발생수단(100)으로 라인 패턴이미지를 제공하고, 이에 대해 촬영수단(200)으로부터 제공되는 라인 패턴광을 추출하여 라인 프로파일을 기초로 측정 대상 물체(1)의 높이를 1차적으로 산출하고, 상기 데이터메모리(310)에서 해당 라인광 단차값에 대응되는 주기를 갖는 격자 패턴이미지를 선택하여 패턴광 발생수단(100)으로 제공하도록 구성된다.
또한, 상기 형상측정단말(300)은 상기 패턴광 발생수단(100)으로 격자 패턴 이미지를 제공함에 있어서, 도3(B)에 도시된 바와 같은 격자 패턴이미지를 π/2 단위로 위상 천이하여 패턴광 발생수단(100)으로 제공한다. 즉, 하나의 격자 패턴 이미지에 대해 서로 다른 위상의 4개 격자 패턴 이미지를 상기 패턴광 발생수단(100)으로 제공한다.
또한, 상기 형상측정단말(300)은 촬영수단(200)을 제어하여 서로 다른 위상의 격자 패턴 이미지가 투사된 측정 대상 물체(1)를 촬영하고, 이에 대해 촬영수단(200)으로부터 제공되는 서로 다른 위상의 격자 패턴 이미지를 검출하며, 검출된 격자 패턴 이미지에 대한 간섭신호의 형태와 수학적 관계를 해석하여 위상값을 산출한다. 그리고, 형상측정단말(300)은 산출된 위상값을 수학적 관계식에 적용함으로써, 높이값을 산출한다.
이어, 도4에 도시된 흐름도를 참조하여 본 발명에 따른 3차원 형상 측정방법을 설명한다.
먼저, 측정 대상 물체(1)를 거치대(2)에 위치시킨 상태에서, 패턴광 발생수단(100)에서 측정 대상 물체(1)로 라인 패턴광을 조사한다(ST10).
즉, 형상측정단말(300)은 상기 패턴광 발생수단(100)으로 기 설정된 라인 패턴이미지를 제공한다. 이때, 측정 대상 물체(1)의 표면 단차 상태에 따라 라인 사이 간격이 다른 라인 패턴이미지를 선택적으로 제공할 수 있다. 예컨대, 라인과 라인 사이가 제1 간격인 제1 라인 패턴이미지와, 라인과 라인 사이가 제2 간격인 제2 라인 패턴이미지를 포함하는 다수의 라인 패턴이미지가 미리 데이터메모리(310)에 저장 등록되고, 형상측정단말(300)은 사용자에 의해 선택된 라인 패턴이미지를 패턴광 발생수단(100)으로 제공할 수 있다. 이러한 라인 패턴이미지는 측정 대상 물체(1)의 높이 특성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있을 것이다. 예컨대, 라인 패턴 이미지의 선택 기준은 물체(1)의 설계상 높이값 편차 또는 오차 허용율이 될 수 있다.
한편, 상기 패턴광 발생수단(100)은 형상측정단말(300)로부터 제공되는 라인 패턴이미지를 이용하여 해당 라인 패턴광을 측정 대상 물체(1)를 향하여 조사한다. 즉, 도3 (A)와 같은 형태의 라인 패턴광이 측정 대상 물체(1)로 조사된다.
이어, 상기 촬영수단(200)은 상기 형상측정단말(300)로부터의 제어신호를 근거로 라인 패턴광이 조사된 측정 대상 물체(1)를 촬영하고, 그 촬영영상을 형상측정단말(300)로 제공한다(ST20).
상기 형상측정단말(300)은 촬영영상에서 라인 패턴이미지를 추출하고, 추출된 라인 패턴이미지에서 단차가 형성된 단차부분(Z)에 대한 단차값을 산출한다(ST30). 즉, 상기 형상측정단말(300)은 연속성을 갖는 기준 라인(L1)과 단차 라인(L2)간의 거리(D), 즉 라인광 단차값을 산출한다.
이어, 상기 형상측정단말(300)은 데이터메모리(310)에서 해당 라인광 단차값에 대응되는 주기를 갖는 격자 패턴이미지를 선택한다.
이때, 상기 형상측정단말(300)은 현재 촬영영상에서 다수의 단차부분이 검출된 경우, 각 단차부분에 대한 라인광 단차값을 모두 산출하고, 산출된 라인광 단차값 중 가장 큰 라인광 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴이미지를 선택한다.
또한, 상기 형상측정단말(300)은 선택된 격자 패턴이미지를 패턴광 발생수단(100)으로 제공하되, 일정 시간 단위로 위상을 변화시키면서 격자 패턴이미지를 패턴광 발생수단(100)으로 순차 제공한다. 즉, 상기 형상측정단말(300)은 하나의 격자 패턴이미지에 대해 π/2 단위로 위상을 변화시켜 총 4개의 격자 패턴이미지를 패턴광 발생수단(100)으로 제공한다.
패턴광 발생수단(100)은 상기 형상측정단말(300)로부터 제공되는 격자 패턴이미지를 이용하여 서로 다른 위상의 해당 격자 패턴광을 순차로 측정 대상 물체(1)에 조사한다(ST40).
이때, 상기 형상측정단말(300)은 격자 패턴이미지를 패턴광 발생수단(100)으로 제공하고 일정 시간 경과 후 상기 촬영수단(200)을 제어하여 해당 격자 패턴광 이 조사된 측정 대상 물체(1)를 촬영하는 동작을 서로 다른 위상의 격자 패턴 이미지에 대해 순차로 수행한다.
상기 촬영수단(200)은 서로 다른 위상의 격자 패턴광이 투영된 상태의 측정 대상 물체(1)를 형상측정단말(300)의 제어에 따라 순차로 촬영하여 형상측정단말(300)로 제공한다(ST50).
상기 형상측정단말(300)은 촬영수단(200)으로부터 제공되는 서로 다른 위상의 격자 패턴광을 포함하는 각 촬영영상에서 해당 격자 패턴이미지를 각각 추출하고, 데이터메모리(310)에 저장된 위치 산출 알고리즘을 이용하여 서로 다른 위상의 격자 패턴이미지에 대한 위상값을 각각 산출한다. 도6에는 하나의 격자 이미지에 대해 π/2 단위로 위상 천이된 격자 패턴광의 주파수특성이 예시되어 있다. 즉, 형상측정단말(300)은 하나의 격자 패턴이미지에 대해 π/2 단위로 위상천이된 0, π/2, π, 3π/2 위상 천이 패턴이미지에 대한 위상값을 각각 산출한다.
이때, 상기 형상측정단말(300)은 위상 천이된 서로 다른 격자 패턴 이미지에 대해 N-버킷 알고리즘, 도6에 있어서는 4-버킷 알고리즘을 적용하여 위상값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 형상측정단말(300)은 데이터메모리(310)에 저장된 높이 산출 알고리즘을 이용하여 위상값에 대응되는 높이값을 산출한다(ST60). 이때, 위상값을 이용하여 높이값을 산출하는 높이 산출 알고리즘은 공지의 다양한 형태의 수학식을 적용하여 실시할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 실시예에 있어서는 라인광 단차값에 대응되는 하나의 격자 패턴광을 조사하여 위상 천이방식에 의한 높이값을 산출하도록 실시하였으나, 산출된 라인광 단차값에 따라 서로 다른 다수의 격자 패턴광을 조사하여 측정 대상 물체(1)의 높이값을 산출하도록 실시하는 것도 가능하다.
즉, 상기 형상측정단말(300)은 하나의 촬영영상에 대해 산출된 다수의 라인광 단차값의 범위를 확인하여 서로 다른 범위의 라인광 단차값이 존재한다고 판단되는 경우, 해당 라인광 단차값 범위에 대응되는 서로 다른 주기의 격자 패턴 이미지를 선택하여 이를 패턴광 발생수단(100)으로 제공한다. 예컨대, 제1 라인광 단차값 범위에 대응되는 제1 주기의 격자 패턴 이미지와 제2 라인광 단차값 범위에 대응되는 제2 주기의 격자 패턴 이미지가 선택될 수 있다. 이는 서로 다른 라인광 단차값이 일정 레벨 이상인 경우, 최대 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴광을 이용하면 최소 단차값 위치의 높이값에 오차확률이 높아지게 되고, 최소 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴광을 이용하면 최대 단차값 위치의 높이값에 오차확률이 높아지는 단점을 해결하기 위함이다.
즉, 상기 실시예에 의하면 1차로 라인 패턴광을 이용하여 물체의 단차값을 산출하고, 이 단차값에 대응되는 최적의 주기 특성을 갖는 격자 패턴이미지를 선택하여 이 격자 패턴광을 통해 측정 대상 물체에 대한 위상값에 대응되는 높이값을 산출하도록 함으로써, 자동으로 측정 대상 물체의 단차값에 적응적인 주기의 격자 패턴이미지를 이용하여 보다 정확한 물체의 형상을 측정하는 것이 가능하게 된다.
비록, 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 패턴이미지 발생수단, 200 : 촬영수단,
300 : 형상측정수단, 310 : 데이터메모리,
1 : 측정 대상 물체, 2 : 지지대.

Claims (5)

  1. 패턴광 발생수단에서 형상측정단말로부터 제공되는 라인 패턴이미지를 이용하여 측정 대상 물체로 라인 패턴광을 조사하는 제1 단계와,
    촬영수단에서 라인 패턴광이 조사된 측정 대상 물체를 촬영하는 제2 단계,
    형상측정단말에서 상기 촬영수단으로부터 제공되는 촬영영상에서 라인 패턴이미지를 검출하고, 검출된 라인 프로파일을 기초로 해당 측정 대상 물체의 라인광 단차값을 산출하는 제3 단계,
    상기 형상측정단말에서 산출된 라인광 단차값 중 가장 큰 라인광 단차값에 대응되는 주기의 격자 패턴이미지를 선택하여 패턴광 발생수단으로 제공하는 제4 단계,
    상기 패턴광 발생수단에서 격자 패턴이미지를 이용하여 측정 대상 물체로 일정 주기의 격자 패턴광을 조사하는 제5 단계,
    상기 촬영수단에서 격자 패턴광이 조사된 측정 대상 물체를 촬영하는 제6 단계 및,
    상기 형상측정단말에서 상기 촬영수단으로부터 제공되는 촬영영상에서 격자 패턴광을 검출하고, 검출된 격자 패턴광으로부터 위상값을 산출함과 더불어, 산출된 위상값에 대응되는 높이값을 산출하는 제7 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계에서 상기 형상측정단말은 측정 대상 물체의 높이 특성에 대응되는 라인 간격을 갖는 라인 패턴이미지를 패턴광 발생수단으로 제공하여 해당 라인 패턴광을 측정 대상 물체로 조사하도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계에서 상기 형상측정단말은 하나의 촬영영상에서 서로 다른 다수의 라인광 단차값이 산출되고, 산출된 다수의 라인광 단차값이 서로 다른 라인광 단차값 범위인 경우, 해당 라인광 단차값 범위에 대응되는 서로 다른 주기의 격자 패턴이미지를 상기 패턴광 발생수단으로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제5 단계에서 상기 형상측정단말은 선택된 격자 패턴 이미지에 대해 π/2 단위로 위상을 변화시켜 서로 다른 위상의 격자 패턴 이미지를 생성하고, 이를 순차로 상기 패턴이미지 발생수단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 방법.
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