KR101875467B1 - 3-dimensional shape measurment apparatus and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치는 측정 대상이 안착되는 측정평면, 측정 대상에 대해 광을 조사하는 제1광원 및 제2광원, 제1광원 및 제2광원으로부터 조사되어 측정 대상의 표면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 렌즈 및 측정 대상의 표면으로부터 반사되어 렌즈를 통과한 영상을 촬상하는 이미지 획득수단, 이미지 획득수단으로부터 이미지를 획득하고, 이미지 프로세싱하여 측정 대상을 검출하는 제어부를 포함하는 3차원 형상 측정 장치에 있어서, 제1광원 및 제2광원은 순차적으로 점등된다.A three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a measurement plane on which an object to be measured is placed, a first light source and a second light source for irradiating light to the object, a first light source and a second light source, An image acquiring unit that acquires an image from the image acquiring unit, and processes the image to detect an object to be measured. The image acquiring unit acquires an image of a lens that passes light reflected from the surface of the object, Wherein the first light source and the second light source are sequentially turned on.

Description

3차원 형상 측정 장치 및 측정 방법{3-DIMENSIONAL SHAPE MEASURMENT APPARATUS AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus and a measuring method,

본 발명은 3차원 형상 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사 대상체 측정의 정밀도를 향상시키기 위한 3차원 형상 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus, and more particularly, to a three-dimensional shape measuring apparatus for improving the accuracy of measurement of a test object.

일반적으로 측정대상물의 삼차원 측정기를 사용하여 접촉식으로 측정 대상물의 한 점씩 측정하여 전체 측정대상물 형상을 측정하는 방식인 접촉식과 광을 이용한 비접촉식으로 나뉘어지고 있다.Generally, the measurement object is divided into a contact type and a non-contact type using a three-dimensional measuring device of a measurement object, which measures the shape of the entire measurement object by measuring one point of the measurement object in a contact manner.

한편, 비접촉 측정법은 측정원리에 따라 크게 광간섭법과 광삼각법으로 나뉘어진다.On the other hand, the noncontact measurement method is largely divided into the optical interference method and the optical triangulation method according to the measurement principle.

광간섭법은 레이저와 같은 단색광을 이용하여 반도체 패턴이나 미세금형 표면형상 측정에 많이 이용되는 광위상 간섭법과 백색광으로 짧은 가간섭성을 이용하는 광 주사간섭법이 있으며, nm(nano meter)의 정밀한 측정이 가능하나 넓은 영역을 빠르게 측정하기는 어렵고 고가의 정밀한 스테이지가 필요하게 되는 문제점이 있다.The optical interferometry method uses optical phase interferometry, which is widely used for measuring semiconductor patterns and surface morphology of fine metal molds using monochromatic light such as a laser, and optical scanning interferometry, which uses short coherence as white light. Precision measurement of nm (nano meter) However, it is difficult to measure a large area quickly, and an expensive and precise stage is required.

광삼각법은 정해진 일정 광을 측정 표면에 임의의 정해진 각도로 투영하고 다른 각도에서 표면의 형상에 따라 변형된 광의 밝기를 추출하여 표면의 형상 정보를 해석하는 방법으로, 투영법에 따라 레이저 포인터 또는 레이저 슬릿빔을 이용하거나 모아레 무늬를 이용하는데 접촉식에 비해 측정시간이 월등히 단축된다.The optical triangulation method is a method of projecting a predetermined constant light onto a measurement surface at an arbitrary angle and analyzing the shape information of the surface by extracting the brightness of the light deformed according to the shape of the surface from another angle. The measurement time is significantly shortened compared with the contact type by using a beam or a moire pattern.

모아레 무늬를 이용하는 방법은 유리의 한쪽 표면에 크롬으로 일정한 간격의 직선무늬를 새겨넣은 직선유리격자를 영사광학계를 이용하여 측정대상물에 투영하게 된다. 또한, 측정대상물에 형성된 직선줄무늬를 일정한 간격으로 이송시키기 위해 직선유리격자 이송장치를 사용하고 있다.In the method using the moire pattern, a straight glass grating in which a linear pattern with a predetermined interval is engraved with chrome on one surface of the glass is projected onto the measurement object using a projection optical system. In addition, a linear glass grating transfer device is used to transfer linear stripes formed on an object to be measured at regular intervals.

측정 장치의 측정대상이 서로 다른 표면 상태에 의해 나타날 수 있는 복합 표면반사를 갖는 경우 정반사와 난반사가 서로 다른 표면에서 발생할 수 있어 이를 예측하기 힘들고 정밀하게 측정하지 못하고, 왜곡되어 실제의 형상과 상이한 문제점이 있다.If the measurement object of the measuring device has complex surface reflections that can be represented by different surface states, it is difficult to predict the specular reflection and diffuse reflection on different surfaces, and it is difficult to measure accurately, .

공개특허공보 KR 10-2016-0082392 조명장치 및 검사장치Patent Document 1: JP 10-2016-0082392 Lighting apparatus and inspection apparatus

측정대상이 서로 다른 표면 상태에 의해 나타날 수 있는 복합 표면반사(정반사 표면과 난반사 표면이 섞여있는 경우)를 갖는 경우에도, 3차원 형상을 보다 정밀하고 정교하게 측정할 수 있는 3차원 형상 측정 장치 및 그 측정 방법을 제공한다.A three-dimensional shape measuring device capable of more precisely and precisely measuring a three-dimensional shape even when the object to be measured has a complex surface reflection (when the regular reflection surface and the diffusive reflection surface are mixed) And provides a measurement method thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치는 측정 대상이 안착되는 측정평면, 측정 대상에 대해 광을 조사하는 제1광원 및 제2광원, 제1광원 및 제2광원으로부터 조사되어 측정 대상의 표면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 렌즈 및 측정 대상의 표면으로부터 반사되어 렌즈를 통과한 영상을 촬상하는 이미지 획득수단, 이미지 획득수단으로부터 이미지를 획득하고, 이미지 프로세싱하여 측정 대상을 검출하는 제어부를 포함하는 3차원 형상 측정 장치에 있어서, 제1광원 및 제2광원은 순차적으로 점등된다.A three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a measurement plane on which an object to be measured is placed, a first light source and a second light source for irradiating light to the object, a first light source and a second light source, An image acquiring unit that acquires an image from the image acquiring unit, and processes the image to detect an object to be measured. The image acquiring unit acquires an image of a lens that passes light reflected from the surface of the object, Wherein the first light source and the second light source are sequentially turned on.

이미지 획득수단은 소정의 분해능을 갖고, 제1광원 및 제2광원은 각각 분해능 절반의 시간만큼 순차적으로 점등될 수 있다.The image acquiring means may have a predetermined resolution, and the first light source and the second light source may be sequentially turned on by the resolution half time.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법은 측정 대상이 안착되는 측정평면, 측정 대상에 대해 광을 조사하는 제1광원 및 제2광원, 제1광원 및 제2광원으로부터 조사되어 측정 대상의 표면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 렌즈 및 측정 대상의 표면으로부터 반사되어 렌즈를 통과한 영상을 촬상하고, 소정의 분해능을 갖는 이미지 획득수단을 포함하는 장치를 이용한 3차원 형상 측정 방법에 있어서, 제1광원 및 제2광원은 각각 순차적으로 점등하여 측정 대상을 측정한다.A three-dimensional shape measuring method according to an embodiment of the present invention includes a measurement plane on which an object to be measured is placed, a first light source and a second light source for irradiating light to the object, a first light source and a second light source, A lens for passing light reflected from the surface of the object to be measured, and an image acquiring means for acquiring an image that is reflected from the surface of the object to be measured and passed through the lens and has a predetermined resolution, One light source and the second light source are sequentially turned on to measure an object to be measured.

본 발명에 따르면 측정대상이 서로 다른 표면 상태에 의해 나타날 수 있는 복합 표면반사(정반사 표면과 난반사 표면이 섞여있는 경우)를 갖는 경우에도 3차원 형상을 측정하는데 있어서 보다 정밀하고 정교한 측정을 실행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to perform a more precise and precise measurement in the measurement of the three-dimensional shape even when the measurement object has a complex surface reflection (in the case where the regular reflection surface and the diffusive reflection surface are mixed) .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치에 대한 구성도이다.
도 2는 도1에 도시된 3차원 형상 측정 장치의 측면도이다.
도 3은 도1에 도시된 3차원 형상 측정 장치를 이용한 3차원 형상 측정 방법의 흐름도이다. 1 is a configuration diagram of a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in Fig.
3 is a flowchart of a three-dimensional shape measuring method using the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. The advantages and features of the described techniques, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(100)는 순차적으로 점등되는 제1광원(131)과 제2광원(132)을 통해, 서로 다른 표면 상태에 의해 나타날 수 있는 복합 표면반사(정반사 표면과 난반사 표면이 섞여있는 경우)를 갖는 측정 대상(10)을 측정하여 각각의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지들을 종합하여 측정 대상(10)을 측정함으로써 3차원 형상의 측정 대상(10)을 정밀하게 측정할 수 있도록 한다. The three-dimensional shape measuring apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first light source 131 and a second light source 132 that sequentially emit light, Dimensional measurement object 10 by measuring the measurement object 10 having the regular reflection surface and the diffuse reflection surface in the measurement object 10 and measuring the measurement object 10 by synthesizing the obtained images, To be precisely measured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치에 대한 구성도이고, 도 2는 도1에 도시된 3차원 형상 측정 장치의 측면도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.

도 1내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 장치(100)는 측정평면(110), 구동수단(120), 광원(130), 렌즈(140), 이미지 획득수단(150) 및 제어부(160)를 포함한다.1 and 2, a three-dimensional shape measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a measurement plane 110, a driving unit 120, a light source 130, a lens 140, Means (150) and a control unit (160).

측정평면(110)은 측정 대상(10)을 안착시킨다. 여기서, 측정평면(110)은 구동수단(120)에 의해 측정 대상(10)을 이동시킬 수 있다. 즉, 측정평면(110)은 구동수단(120)에 의해 종횡방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 측정 대상(10)은 광원(130)과 이미지 획득수단(150)에 대해 이동됨에 따라 측정 대상(10)의 전면적에 대하여 측정평면(110)을 기준으로 측정 대상(10)의 높이를 스캐닝될 수 있다. The measurement plane 110 seats the measurement target 10. Here, the measurement plane 110 can move the measurement target 10 by the driving means 120. That is, the measurement plane 110 can be moved in the longitudinal and transverse directions by the driving means 120. The height of the measurement target 10 is scanned relative to the measurement plane 110 with respect to the entire surface of the measurement target 10 as the measurement target 10 moves with respect to the light source 130 and the image acquisition means 150. [ .

구동수단(120)은 측정평면(110)에 연결되어, 측정평면(110)을 이동시킨다. 본 발명의 일실시예에 따른 구동수단(120)은 측정평면(110)을 좌우전후 방향으로 이동시켜 이미지 획득수단(150)이 측정 대상(10)을 전면적으로 측정할 수 있도록 한다.The driving means 120 is connected to the measuring plane 110 to move the measuring plane 110. The driving unit 120 according to an embodiment of the present invention moves the measurement plane 110 in the left and right forward and backward directions so that the image acquisition unit 150 can measure the measurement object 10 in its entirety.

광원(130)은 측정 대상(10)의 윗면에 대해 광을 출사한다. 광원(130)은 레이저 광원(130) 또는 LED 광원(130)을 포함할 수 있다. 광원(130)은 라인 빔 형태의 광을 출사하도록 구성될 수 있다. 따라서, 광원(130)으로부터 출사된 광은 광축을 따라 전파해 가며, 광은 측정 대상(10)에 반사되어 렌즈(140)에 입사된다. The light source 130 emits light to the upper surface of the measurement target 10. The light source 130 may include a laser light source 130 or an LED light source 130. The light source 130 may be configured to emit light in the form of a line beam. Therefore, the light emitted from the light source 130 propagates along the optical axis, and the light is reflected by the measurement target 10 and is incident on the lens 140.

광원(130)은 측정평면(110)에 대하여 서로 다른 각도를 각도로 배치되는 복수개의 광원(130)을 포함하며, 복수개의 광원(130)은 순차적으로 점등된다. 또한, 복수개의 광원(130)이 순차적으로 점등되는 시간의 총합은 3차원 형상 측정 장치(100)의 분해능과 같다.The light source 130 includes a plurality of light sources 130 arranged at angles different from each other with respect to the measurement plane 110. The plurality of light sources 130 are sequentially lighted. The sum of the times when the plurality of light sources 130 are sequentially turned on is the same as the resolution of the three-dimensional shape measuring apparatus 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 광원(130)은 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 포함한다. 제1광원(131)과 제2광원(132)은 이격되어 측정평면(110)에 대하여 서로 다른 각도를 갖도록 배치된다. 제1광원(131)과 제2광원(132)은 측정 대상(10)을 향해 광을 출사하며, 제1광원(131)과 제2광원(132)은 순차적으로 점등된다.The light source 130 according to an embodiment of the present invention includes a first light source 131 and a second light source 132. The first light source 131 and the second light source 132 are spaced apart from each other and arranged at different angles with respect to the measurement plane 110. The first light source 131 and the second light source 132 emit light toward the measurement target 10 and the first light source 131 and the second light source 132 are sequentially turned on.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광원(131)과 제2광원(132)이 순차적으로 점등되는 시간의 총합은 분해능의 시간과 같을 수 있다. 즉, 제1광원(131)과 제2광원(132)은 분해능 절반의 시간만큼 각각 순차적으로 점등될 수 있다.In addition, the sum of the times when the first light source 131 and the second light source 132 are sequentially turned on according to an embodiment of the present invention may be equal to the time of resolution. That is, the first light source 131 and the second light source 132 may be sequentially turned on for a half of the resolution.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1광원(131)은 측정평면(110)에 수직하게 배치되고, 제2광원(132)은 측정평면(110)에 대하여 제1광원(131)과 상이한 각도를 갖도록 배치되되 이미지 획득수단(150)의 반대편에 배치될 수 있다. 다른 예로 제2광원(132)은 측정평면(110)에 수직하게 배치되고 제1광원(131)은 측정평면(110)에 대하여 제2광원(132)과 상이한 각도를 갖도록 배치될 수 있다.The first light source 131 according to an exemplary embodiment of the present invention is disposed perpendicular to the measurement plane 110 and the second light source 132 is disposed on the measurement plane 110 with respect to the first light source 131 And may be disposed on the opposite side of the image acquisition means 150. [ As another example, the second light source 132 may be disposed perpendicular to the measurement plane 110 and the first light source 131 may be disposed at an angle different from the second light source 132 with respect to the measurement plane 110.

일 실시예로 측정 대상(10)에서 난반사율이 높은 부분에 대하여는 수직한 제1광원(131)으로 측정하고 정반사율이 높은 부분에 대하여는 측면에 배치된 제2광원(132)를 통해 측정하여 정밀한 측정을 실행할 수 있다.In one embodiment, a portion having a high reflectivity is measured by a first light source 131, and a portion having a high reflectance is measured through a second light source 132 disposed on a side surface. Measurement can be performed.

렌즈(140)는 오목렌즈(140), 볼록렌즈(140) 또는 오목렌즈(140)와 볼록렌즈(140)의 조합으로 구성될 수 있다. 렌즈(140)는 광원(130)으로부터 출사되는 광을 통과시킴으로써, 광은 결상되어 초점 영역이 형성된다. The lens 140 may be composed of a concave lens 140, a convex lens 140, or a combination of a concave lens 140 and a convex lens 140. The lens 140 passes the light emitted from the light source 130, so that the light is focused to form a focus area.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈(140)는 대물 렌즈(140) 또는 시준 렌즈(140)(collimating lens)를 포함한다.In addition, the lens 140 according to an embodiment of the present invention includes an objective lens 140 or a collimating lens 140.

이미지 획득수단(150)은 렌즈(140) 및 이미지 획득수단(150)에 의해 결상되는 초점영역을 통해 촬상되는 측정 대상(10)의 이미지를 획득한다. 이미지 획득수단(150)은 카메라 및 이미지센서를 포함할 수 있다. 이미지센서는 피사체에 대한 광학적 상을 받아서 전기적 신호로 변환한다. 이미지센서는 CCD(charge-coupled device) 이미지센서 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지센서 등일 수 있다. 이미지 획득수단(150)은 라인 스캔 카메라(line scan camera) 또는 에어리어 스캔 카메라(area scan camera)를 포함할 수 있다.The image acquiring means 150 acquires an image of the measurement target 10 to be imaged through the focus area imaged by the lens 140 and the image acquiring means 150. The image acquiring means 150 may include a camera and an image sensor. The image sensor receives the optical image of the subject and converts it into an electrical signal. The image sensor may be a charge-coupled device (CCD) image sensor or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor. The image acquisition means 150 may include a line scan camera or an area scan camera.

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득수단(150)은 피사체의 이미지를 획득한 다음 제어부(160)에 전달할 수 있다. 일 예로, 제1광원(131)에서 분해능 절반의 시간만큼 측정 대상(10)에 광을 출사하면 이미지 획득수단(150)은 제1광원(131)으로부터 출사되어 측정 대상(10)에 의해 반사된 광을 수집하여 제1이미지를 획득한다. 다음, 제2광에서 분해능 절반의 시간만큼 측정 대상(10)에 광을 출사하면, 이미지 획득수단(150)은 제2광원(132)으로부터 출사되어 측정 대상(10)에 의해 반사된 광을 수집하여 제2이미지를 획득한다. 이 때, 제1이미지와 제2이미지는 서로 다른 각도에서 분해능 절반의 시간만큼 출사된 광으로부터 획득된 이미지이므로, 제1이미지와 제2이미지를 종합하면 단위 분해능 시간의 이미지를 산출할 수 있게 되며, 서로 다른 표면 상태에 의해 나타날 수 있는 복합 표면반사(정반사 표면과 난반사 표면이 섞여있는 경우)를 갖는 경우에도 왜곡되어 형상이 측정되는 현상을 감소시킬 수 있다.The image acquiring unit 150 according to an embodiment of the present invention may acquire an image of a subject and then transmit the acquired image to the controller 160. [ For example, when light is emitted from the first light source 131 to the measurement target 10 for half the time of resolution, the image acquisition unit 150 outputs the light emitted from the first light source 131 and reflected by the measurement target 10 And collects the light to acquire the first image. Next, when light is emitted from the second light to the measurement target 10 for half the time of resolution, the image acquisition means 150 acquires the light emitted from the second light source 132 and reflected by the measurement target 10 To obtain a second image. At this time, since the first image and the second image are images obtained from the light emitted by the half of the resolution at different angles, the image of the unit resolution time can be calculated by integrating the first image and the second image , It is possible to reduce the phenomenon that the shape is measured and distorted even when the composite surface reflection (in the case where the regular reflection surface and the diffusive reflection surface are mixed) that can be exhibited by different surface states.

이미지 획득수단(150)은 수집된 제1이미지 및 제2이미지를 제어부(160)에 전송할 수 있다.The image acquiring unit 150 may transmit the collected first image and the second image to the controller 160.

제어부(160)는 이미지 획득수단(150)으로부터 전달받은 이미지를 처리하여, 측정 대상(10)의 형상 또는 높이를 산출할 수 있다.The control unit 160 may process the image received from the image acquiring unit 150 to calculate the shape or height of the measurement target 10.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(160)는 이미지 획득수단(150)으로부터 전송받은 제1이미지와 제2이미지를 종합하여 분해능 단위시간만큼의 이미지로 산출한다. 제어부(160)는 분해능 단위시간만큼의 이미지를 시간의 흐름에 따라 종합하여 측정 대상(10)의 전체 이미지를 측정할 수 있다.The control unit 160 according to an embodiment of the present invention synthesizes the first image and the second image received from the image acquiring unit 150 to calculate an image corresponding to the resolution unit time. The control unit 160 can measure the entire image of the measurement target 10 by integrating the images of the resolution unit time according to the flow of time.

또한, 제어부(160)는 이미지 획득수단(150)에 의해 획득된 일련의 이미지들을 시퀀스로 기록할 수 있다. 이 이미지의 기록이 계산되어, 표면 상의 동일한 물리적 점에 대응하는 일련의 이미지들에서의 점들을 정렬시킬 수 있다.In addition, the control unit 160 may record the series of images obtained by the image obtaining unit 150 in a sequence. The record of this image may be calculated to align the points in the series of images corresponding to the same physical point on the surface.

단 제어부(160)는 이에 한정되지 않고, 이미지를 처리하여 측정 대상(10)의 형상 또는 높이를 산출할 수 있는 모든 방법을 포함한다.The termination unit 160 is not limited to this, and includes all the methods capable of calculating the shape or height of the measurement target 10 by processing the image.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법(200)은 측정 대상(10)이 안착되는 측정평면(110), 측정 대상(10)에 대해 광을 조사하는 제1광원(131) 및 제2광원(132), 광원(130)으로부터 조사되어 측정 대상(10)의 표면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 렌즈(140) 및 측정 대상(10)의 표면으로부터 반사되어 렌즈(140)를 통과한 영상을 촬상하고, 소정의 분해능을 갖는 이미지 획득수단(150)을 포함하는 장치를 이용한 3차원 형상 측정 방법(200)에 있어서, 제1광원(131)과 제2광원(132)을 각각 순차적으로 점등하여 측정 대상(10)을 측정한다.A three dimensional shape measuring method 200 according to an embodiment of the present invention includes a measurement plane 110 on which a measurement target 10 is placed, a first light source 131 that irradiates light to the measurement target 10, A lens 140 which is irradiated from the light source 130 and is reflected from the surface of the measurement target 10 and a lens 140 which is reflected from the surface of the measurement target 10 and passes through the lens 140, Dimensional shape measuring method (200) using an apparatus including an image obtaining means (150) having a predetermined resolution, wherein the first light source (131) and the second light source (132) are sequentially turned on And the measurement object 10 is measured.

도 3은 도 1에 도시된 3차원 형상 측정 장치를 이용한 3차원 형상 측정 방법의 흐름도이다. 3 is a flowchart of a three-dimensional shape measuring method using the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 형상 측정 방법(200)은 배치 단계(210), 점등 출사 단계(220), 측정 단계(230) 및 종합 단계(240)를 포함한다.3, a method 200 for measuring a three dimensional shape according to an embodiment of the present invention includes a placement step 210, a light emission step 220, a measurement step 230, and a synthesis step 240 .

배치 단계(210)는 렌즈(140), 이미지 획득수단(150) 및 광원(130)을 측정 대상(10)에 맞게 배치하여, 3차원 형상을 측정할 수 있도록 준비한다.The arrangement step 210 arranges the lens 140, the image acquiring means 150 and the light source 130 so as to fit the measurement target 10 and prepares them for measurement of the three-dimensional shape.

점등 출사 단계(220)는 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 통해 측정 대상(10)에 광을 출사한다. 이 때, 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 순차적으로 점등시켜, 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 측정 대상(10)에 순차적으로 광을 출사하도록 한다.The light emitting step 220 emits light to the measurement target 10 through the first light source 131 and the second light source 132. The first light source 131 and the second light source 132 are sequentially turned on so that the first light source 131 and the second light source 132 sequentially emit light to the measurement target 10.

본 발명의 일 실시예에 따른 점등 출사 단계(220)에서는 측정 대상(10)에 대하여 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 분해능의 절반의 시간만큼 점등시켜, 제1광원(131) 및 제2광원(132)이 측정 대상(10)에 각각 한번씩 출사되는 시간의 총합이 분해능의 시간이 되도록 점등시킨다.The first light source 131 and the second light source 132 are turned on for a half of the resolution with respect to the measurement object 10 in the light emission step 220 according to the embodiment of the present invention, And the second light source 132 are output to the measurement target 10 one time at a time of resolution.

측정 단계(230)는 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 통해 측정 대상(10)으로부터 반사된 광을 렌즈(140) 및 이미지 획득수단(150)을 통해 이미지를 획득하는 단계이다.The measurement step 230 is a step of acquiring an image through the lens 140 and the image acquiring means 150 through the first light source 131 and the second light source 132 and the light reflected from the measurement target 10 .

본 발명의 일 실시예에 따른 측정 단계(230)에서 이미지 획득수단(150)은 제1광원(131)의 광 방출을 통해 얻어진 측정 대상(10)의 제1이미지와 제2광원(132)의 광 방출을 통해 얻어진 측정 대상(10)의 제2이미지를 획득한다.The image acquiring unit 150 acquires the first image of the measurement target 10 obtained through the light emission of the first light source 131 and the first image of the second light source 132 obtained through the light emission of the first light source 131. [ And acquires a second image of the measurement object 10 obtained through light emission.

이 때, 일 예로 측정 대상(10)에서 난반사율이 높은 부분에 대하여는 수직한 제1광원(131)으로 측정하고 정반사율이 높은 부분에 대하여는 측면에 배치된 제2광원(132)를 통해 측정하여 정밀한 측정을 실행할 수 있다.In this case, for example, a portion having a high reflectivity at a measurement object 10 is measured by a first light source 131, and a portion at a high reflectance is measured through a second light source 132 disposed at a side surface Accurate measurement can be performed.

이미지 획득수단(150)은 획득된 제1이미지와 제2이미지를 제어부(160)에 전송할 수 있다.The image acquiring unit 150 may transmit the obtained first image and the second image to the controller 160.

종합 단계(240)는 획득된 제1이미지와 제2이미지를 종합하여 측정 대상(10)의 3차원 형상을 산출한다.The combining step 240 calculates the three-dimensional shape of the measuring object 10 by combining the obtained first image and the second image.

본 발명의 일 실시예에 따른 종합 단계(240)에서, 제1이미지와 제2이미지를 종합하면 단위 분해능 시간만큼의 이미지를 형성하게 되는데 제1이미지와 제2이미지는 서로 다른 각도에서 출사된 제1광원(131) 및 제2광원(132)을 통해 획득된 것이므로 이를 종합하면 측정 대상(10)이 측정대상이 서로 다른 표면 상태에 의해 나타날 수 있는 복합 표면반사(정반사 표면과 난반사 표면이 섞여있는 경우)를 갖는 경우에도 더 정밀한 형상을 획득할 수 있다.In the combining step 240 according to an exemplary embodiment of the present invention, when the first image and the second image are combined, an image corresponding to a unit resolution time is formed. The first image and the second image are separated from each other, It can be seen that the measurement object 10 has a complex surface reflection (a surface reflection and a diffuse reflection surface mixed with the surface of the specimen 10 can be represented by different surface states) A more accurate shape can be obtained.

100: 3차원 형상 측정 장치, 110: 측정평면,
120: 구동수단, 130: 광원,
131: 제1광원, 132: 제2광원,
140: 렌즈, 150: 이미지 획득수단,
160: 제어부100: three-dimensional shape measuring device, 110: measuring plane,
120: driving means, 130: light source,
131: first light source, 132: second light source,
140: lens, 150: image acquiring means,
160:

Claims (3)

측정 대상이 안착되는 측정평면;
상기 측정 대상에 대해 광을 조사하는 제1광원 및 제2광원;
상기 제1광원 및 제2광원으로부터 조사되어 상기 측정 대상의 표면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 렌즈;
상기 측정 대상의 표면으로부터 반사되어 상기 렌즈를 통과한 영상을 촬영하며, 소정의 분해능을 갖는 이미지 획득수단; 및
상기 이미지 획득수단으로부터 이미지를 획득하고, 이미지 프로세싱하여 측정 대상을 검출하는 제어부를 포함하는 3차원 형상 측정 장치에 있어서,
상기 제1광원은 상기 측정 대상에서 난반사율이 높은 부분의 측정을 위해 상기 측정평면에 대해 수직하게 배치되어 광을 조사하며,
상기 제2광원은 상기 측정 대상에서 정반사율이 높은 부분의 측정을 위해 상기 측정평면에 대해 상기 제1광원과 상이한 각도를 갖도록 측면에 배치되되 상기 이미지 획득수단의 반대편에 배치되어 광을 조사하며,
상기 제1광원 및 제2광원은 각각 분해능 절반의 시간만큼 순차적으로 점등되며,
상기 이미지 획득수단은 상기 제1광원으로부터 출사되어 상기 측정 대상에 의해 반사된 광을 수집하여 제1이미지를 획득하며, 상기 제2광원으로부터 출사되어 상기 측정 대상에 의해 반사된 광을 수집하여 제2이미지를 획득하며,
상기 제어부는 상기 이미지 획득수단으로부터 전송받은 제1이미지와 제2이미지를 종합하여 분해능 단위시간만큼의 이미지로 산출하며, 분해능 단위시간만큼의 이미지를 시간의 흐름에 따라 종합하여 상기 측정 대상의 전체 이미지를 측정하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 측정 장치.
A measurement plane on which the object to be measured is seated;
A first light source and a second light source for emitting light to the object to be measured;
A lens for passing light that is irradiated from the first light source and the second light source and is reflected from the surface of the object to be measured;
An image acquiring means for acquiring an image of the image reflected by the surface of the measurement target and passed through the lens, and having a predetermined resolution; And
And a controller for acquiring an image from the image acquiring unit and processing the image to detect an object to be measured,
Wherein the first light source is arranged to be perpendicular to the measurement plane for the measurement of a portion having a high reflectivity at the measurement object,
Wherein the second light source is disposed on the side surface so as to have an angle different from that of the first light source with respect to the measurement plane for measurement of a part having a high specular reflection at the measurement object,
The first light source and the second light source are sequentially turned on by the time of half the resolution,
Wherein the image acquiring means acquires a first image by collecting the light emitted from the first light source and reflected by the measuring object to collect the light reflected by the measuring object emitted from the second light source, Acquiring images,
Wherein the control unit synthesizes the first image and the second image received from the image acquiring unit into an image corresponding to a resolution unit time, integrates the image corresponding to the resolution unit time according to the flow of time, Of the three-dimensional shape measuring device.
삭제delete 제1항에 기재된 3차원 형상 측정 장치를 이용하여 측정 대상의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 방법.A three-dimensional shape measuring method for measuring a three-dimensional shape of an object to be measured by using the three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1.
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