KR102070535B1 - 간섭 길이 측정에 의해 오브젝트의 공간적 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

간섭 길이 측정에 의해 오브젝트의 공간적 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 가능한 타겟 오브젝트 및/또는 상기 이동 가능한 타겟 오브젝트(40)의 위치로의 거리를 결정하는 방법에 관한 것으로서, 측정 빔(25)의 포커스에 타겟 오브젝트(40)의 중심을 놓이는 것과 같은 방식으로, 볼록 반사 표면을 갖는, 구형 타겟 오브젝트(40)에 간섭성, 포커싱된 측정 빔(25)을 향하게 하는 단계, 및 레퍼런스 빔(17)과 타겟 오브젝트(40)에 의해 반사된 측정 빔(25)을 간섭계측적으로 겹침으로써 레퍼런스 포인트와 타겟 오브젝트(40) 사이의 거리를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

간섭 길이 측정에 의해 오브젝트의 공간적 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 간섭 길이 측정에 의해 오브젝트의 공간적 위치의 비접촉식 결정을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
오브젝트의 공간적 위치의 측정은, 예를 들어 산업, 의학 및 특히, 로봇 팔, 트레이서(tracer) 등의 팁(tip)의 위치 결정의 정확도가 가능한 제조 정확도를 실질적으로 결정하는, 로봇 공학에서의 다양한 기계 및 장비의 제어 또는 조절에서의, 애플리케이션의 많은 영역을 갖는다. 그러므로, 로케이션 위치(location position)를 훌륭한 정확도로 결정하고, 예를 들어 로봇 그리퍼 팔(robot gripper arm)과 같은, 오브젝트의 공간에서의 위치를 적용 가능한 방법이 필요하다.
거리는 예를 들어, 광(light)과 같은 전자기 빔(electromagnetic beam)에 의해 커버된(covered) 경로 길이(path length)를 비접촉식으로 측정함으로써 결정될 수 있다. 이를 위하여, 전자기 빔은 한번 또는 여러 번 레퍼런스 위치와 오브젝트 사이의 경로를 따라 통과하여서, 빔에 의해 커버된 경로 길이로부터의 거리는 유도될 수 있다(TOF 방법).
DE 10 2004 037 137 A1은 측정 정확도를 개선하기 위하여 간섭 측정 방법 또는 삼각 측량 방법(triangulation method)과 같은 추가 광학 측정 방법을 구비한 TOF 측정의 조합을 제안한다.
DE 10 2008 045 387 A1 및 DE 10 2008 045 386 A1은 신호 구성 요소의 위상 위치가 결정됨에 의한, 광 펄스를 사용하여 위치 결정을 설명하며, 이는 광 펄스의 시퀀스(sequence)의 반복율의 배수에 의해 진동하며, 그 결과 비교적 큰 거리 범위에서 거리의 결정이 훌륭한 정확도로 달성될 수 있다.
DE 10 2010 062 842 A1는 레퍼런스 빔에 의해 및 측정 경로의 길이에 대한 대략적인 정보를 결정하기 위하여 측정 경로를 따라 통과한 후 측정 신호의 강도가 시간의 함수로서 결정되는 것에 의한 간섭 측정 배열을 사용하여 타겟 오브젝트의 절대 위치를 결정하기 위한 방법을 설명하며, 위상 신호는 측정 경로의 길이에 대한 좋은 정보(fine information)로서 결정되고 대략적인 정보와 조합된다.
본 발명의 태스크는 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이며, 이는 많은 애플리케이션에 사용될 수 있고 훌륭한 측정 정확도를 달성하게 할 수 있다.
본 발명에 따라, 이 태스크(task)는 측정 빔(measurement beam)의 포커스(focus)에 타겟 오브젝트(target object)의 중심이 놓이는(lies) 것과 같은 방식으로, 볼록 반사 표면(convex reflective surface)을 갖는, 구형 타겟 오브젝트(spherical target object)에 간섭성, 포커싱된 측정 빔(coherent, focused measurement beam)을 향하게 하는(directing) 단계, 및 타겟 오브젝트에 의해 반사된 측정 빔을 레퍼런스 빔(reference beam)과 간섭계측적으로(interferometrically) 중첩시킴으로써(superposing) 레퍼런스 포인트(reference point)와 타겟 오브젝트 사이의 거리를 결정하는 단계를 포함하는 이동 가능한 타겟 오브젝트(movable target object)의 위치를 결정하기 위한 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 방법은 많은 애플리케이션들에 사용될 수 있고, 간섭 길이 측정이 오브젝트의 거리를 결정하기 위한 가장 정확한 방법들 중 하나이므로, 훌륭한 측정 정확도로 타겟 오브젝트의 공간적 위치의 결정을 할 수 있다. 이를 통해, 예를 들어 가시 또는 적외선 광과 같은, 사용된 빔의 파장(wavelength) 아래에서 여전히 해상도(resolution)를 획득할 수 있다. 그러나, 간섭 측정을 위한 전제 조건은 타겟 오브젝트에 의해 반사된 빔을 내부 레퍼런스 빔과 중첩시키는 것이다. 이 경우, 측정 장치는 측정 빔이 볼을 중심에서 부딪쳐서(strikes) 최대 간섭 대비(maximum interference contrast)가 가능하므로 최상의 측정 정확도를 획득할 수 있게 한다. 타겟 볼(target ball)로부터 되돌아온 조사된 신호는 공간에서의 그것의 위치(its position)와 무관하다.
또한, 본 발명은 간섭성 측정 빔을 생성하는 광원(light source), 측정 빔의 포커스에 타겟 오브젝트의 중심이 놓이는 방식으로 구형 타겟 오브젝트에 측정 빔을 포커싱하게 구성되는 이미지 광학 장치(imaging optics), 측정 빔으로부터 레퍼런스 빔을 생성하는 장치, 레퍼런스 빔과 타겟 오브젝트에 의해 반사된 측정 빔의 중첩(superposition)에 의해 생성된 간섭 신호를 검출하는 검출기(detector), 타겟 오브젝트의 영역에 측정 빔의 포커스가 놓이도록, 측정 빔의 포커스를 지속적으로 추적하는 추적 장치(tracking device), 및 간섭 신호를 평가함으로써 레퍼런스 포인트와 타겟 오브젝트 사이의 거리를 결정하는 평가 장치(evaluation device)를 포함하는, 공간에서 이동 가능한 타겟 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 장치를 제안한다.
양호한 간섭 신호를 획득하기 위하여, 측정 빔은 타겟 오브젝트의 표면 상의 타겟 오브젝트에 조사된 측정 빔의 파면의 곡률이 타겟 오브젝트의 볼록 표면의 곡률(curvature)에 대응하도록 타겟 오브젝트에 포커싱된다.
연속 측정의 경우, 측정 빔의 포커스 위치는 측정 오브젝트의 위치에서 지속적으로 추적되어야 한다. 이를 위해 요구되는 타겟 오브젝트의 위치의 대략적인 결정은 비-포커싱된 그리고 바람직하게는 비-간섭성 제어 빔(non-focused and non-coherent control beam)의 타겟 오브젝트에 의해 반사되는 강도를 결정함으로써 또는 위치-검출 카메라에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 타겟 오브젝트의 위치에 측정 빔의 포커스를 추적하기 위해 가변 초점 길이를 구비한 가동 렌즈(movable lens)를 가질 수 있다.
본 발명에 따라, 타겟 오브젝트의 공간적 위치는 타겟 오브젝트로 향하게 하고(directed) 상이한 위치들로부터 조사되는 복수의 측정 빔에 의해 결정될 수 있다. 이 방법의 변형에 따르면, 표면의 토포그래피는 복수의 측정 빔에 의해 표면에서 이동 가능한 구형 타겟 오브젝트의 공간적 위치 결정에 의해 결정될 수 있다. 타겟 오브젝트로 향하게 한 측정 빔의 수는 타겟 오브젝트의 자유도 및 요구된 잉여 측정들(required redundant measurements)에 따라 선택될 수 있으며, 이는 측정 정확도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 공간에서의 오브젝트의 위치 및 지향(directing)이 결정되어, 서로 이격된 복수의, 예를 들어 3 개의, 구형 타겟 오브젝트가 오브젝트 상에 배치되고, 그것의 공간적 위치는 간섭계측형 방법(interferometric method)에 의해 결정된다. 바람직하게는 구형 타겟 오브젝트는, 예를 들어 형상, 색상, 크기 또는 위치에 의해 서로 구별되게 구성될 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예들의 기초에 대해 아래에서 상세하게 설명된다. 도면들은 도시한다:
도 1은 타겟 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치의 일 실시예의 구조의 개략도를 도시한다;
도 2는 초점의 영역에 측정 빔의 파면의 개략도를 도시한다;
도 3은 타겟 오브젝트에 부딪쳐서 반사된 측정 빔의 파면의 개략도를 도시한다;
도 4는 표면의 토포그래피를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 변형의 개략도를 도시한다;
도 5는 공간에서의 오브젝트의 지향 및 위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 변형의 개략도를 도시한다;
도 6은 측정 빔의 포커스의 지속적인 추적을 위한 본 발명에 따른 추적 장치의 일 실시예의 개략도를 도시한다; 및
도 7은 타겟 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 설명하는 개략적인 흐름도를 도시한다.
도 1은 타겟 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치(10)의 일 실시예의 개략도를 도시한다. 간섭성 측정 빔을 생성하기 위해, 바람직하게는 레이저인, 광원(12)이 제공되며, 이는 간섭성 가시광 또는 적외선 광을 생성한다. 측정 빔은 타겟 오브젝트(40)에 측정 빔(25)을 포커싱하는 렌즈 시스템(lens system)(22)을 구비한 추적 유닛(20)으로 전송된다. 또한, 장치(21)는 반사된 레퍼런스 빔(17)을 생성하기 위해 제공된다. 예를 들어, 이것은 거울 및 빔 스플리터(beam splitter)의 조합으로서 또는 부분 반사 거울로서 구성될 수 있다. 여기서, 레퍼런스 빔은 추적 유닛의 전방, 내측 또는 후방에 생성될 수 있다. 타겟 오브젝트(40)에 의해 반사된 신호는 바람직하게는 빔 스플리터(15)로 되돌아가는 동일한 광 경로 상으로 진행하고, 레퍼런스 빔(17)과 함께 검출기(30)로 반사되고, 이 경로에서 레퍼런스 빔(17)과 간섭한다. 검출기에 의해 수신된 간섭 신호는 평가 유닛(35)에 의해 평가되고, 이러한 방식으로 측정 빔(25) 및 레퍼런스 빔(17)의 광 경로의 차이는 결정된다. 시스템의 캘리브레이션(calibration)에 의해, 이러한 방식으로, 이것은 타겟 오브젝트(40)의 거리를 측정되도록 할 수 있다.
타겟 오브젝트의 위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법은 도 7에서 가장 일반적인 형태로 도시된다. 제1 단계(S1)에서, 측정 빔(25)은 타겟 오브젝트가 측정 빔의 포커스에 놓이도록 타겟 오브젝트로 향하게 되고, 이 방식으로, 간섭성 빔은 간섭 신호를 생성하는 레퍼런스 빔으로 생성된다. 제2 단계(S2)에서, 레퍼런스 포인트로부터 타겟 오브젝트로의 거리는 간섭계측적으로(interferometrically) 결정된다.
타겟 오브젝트(40)는 반사 볼록 표면(reflecting convex surface), 바람직하게는 미러링된 표면을 구비한 볼(ball)을 구비한 바디(body)이다. 측정 빔(25)이 타겟 오브젝트(40)를 중심으로 부딪칠 때, 측정 빔은 반사되고 바람직하게는 빔 스플리터(15)로 되돌아 가는 동일한 빔 경로를 따라 돌아오며(returns), 돌아오는 빔(returning beam)은 레퍼런스 빔(17)과 자체적으로 간섭계측적으로 중첩하며(superposes), 빔의 강도는 검출기(30)에 의해 결정된다.
바람직하게는, 광원(12), 추적 유닛(20) 및 검출기(30) 사이의 빔들은 광섬유에서 운반된다(carried). 레퍼런스 빔을 생성하기 위한 장치(21)와 함께 광원(12), 타겟 오브젝트(40), 및 검출기(30)는 거리 측정을 제공하는 간섭계(interferometer)를 이 방식으로 형성한다. 이 때, 레퍼런스 빔-생성 장치(21)의 반사면에 대한 레퍼런스 빔의 광 경로는, 거리 측정을 위한 레퍼런스 길이를 구성한다. 종래의 간섭계는 반 파장 보다 더 작은 상대 길이 측정만을 허용한다. 게다가, 현대적인 방법으로 더 큰 상대 거리 및 심지어는 절대 거리가 측정될 수 있다. 절대 거리 측정을 위한 간섭계를 사용할 수 없다면, 그럼에도 불구하고 레퍼런스 포인트들이 상대 측정을 위해 만들어진 경우 제안된 방법은 구현될 수 있다.
타겟 오브젝트로서 반사 볼(reflecting ball)의 본 발명에 따른 사용의 큰 장점은 타겟 오브젝트가 완전히 수동적으로 구성될 수 있다는 것이다. 측정 빔에 타겟 오브젝트의 지향(directing)은 필요하지 않다. 반대로, 볼이 중심에서 큰 정확도로 측정 빔에 의해 부딪쳐질 필요가 있다. 이것은 바람직하게는 빔을 편향시키기 위한 멀티-스테이지 시스템(multi-stage system)에 의해 달성된다: 먼저, 볼의 위치는 대략적으로(roughly) 결정되어야 하고, 디커플링 유닛(decoupling unit)은 볼로 향한다. 다음 단계에서 볼의 중심을 찾아야 한다. 간섭계측형 방법(interferometric methods)은 여기에서만 사용될 수 있다. 실제 길이 측정이 신속하게 가능하기 때문에, 볼은 동적 시스템으로 따라갈 수 있으며, 볼의 중심으로의 거리가 짧은 간격으로 측정된다. 볼(40)에 대한 대략적인(rough) 지향(directing)은 예를 들어 그 자체로 공지된 카메라(도시되지 않음)에 의한 위치 결정에 의해 달성될 수 있다: 볼의 위치는 적합한 이미지 평가 소프트웨어와 함께 하나 이상의 카메라의 도움으로 삼각 측량(triangulation)에 의해 결정될 수 있다. 대안으로, 볼에 대한 대략적인 지향은 볼로부터의 후방 반사에 의해 수행될 수 있다. 밝고 포커스되지 않은 광으로, 볼의 후방 반사는 측정 빔에도 사용되는 것과 동일한 광학 장치로 검색될 수 있다. 그러나, 나중에 측정을 위해 필요한 간섭이 발생하지 않는 것이 중요하다. 그런 다음에만 반사된 파워(power)가 볼의 중심으로부터의 거리와 단조롭게 떨어진다(fall). 이 방법은 추가 레이저로 수행될 수 있지만, 간섭계 자체의 레이저로 수행될 수도 있으며, 그로써 레이저 파장은 변조된다.
타겟 오브젝트(40) 상의 측정 빔(25)의 반사는 도 2 및 3에 의해 자세하게 아래에서 설명된다.
볼록, 특히 구형 표면(spherical surface)에서의 간섭 길이 측정뿐만 아니라 볼(40)에서의 반사 포인트에 정확하게 부딪치기(striking) 위해, 2개의 중요한 조건들이 만족되어야 한다:
1. 간섭계에 의해 흡수된(absorbed) 볼의 파워는 신호-대-잡음비로 로컬 레퍼런스 빔(local reference beam)을 변조하는데 충분해야 한다.
2. 반사되고 픽업된 빔(reflected and picked up beam) 내부의 런-타임 분포(run-time distribution)는 뾰족해야(sharp) 한다. 다시 말해, 광 파장의 일부(fraction) 보다 더 많이 더 길거나 더 짧은 경로를 커버한 임의의 부분 빔이 없어야 한다.
이 두 조건들은 타겟 오브젝트(40)의 거리에 적합한 빔 형성으로 만족될 수 있다. 추가 요구 사항들은 측정 빔으로 중심에서(centrally) 볼에 부딪칠 필요성으로부터 발생한다.
측정 빔(25)과 타겟 오브젝트(40)의 인터랙션(interaction)은 가우시안 광학(Gaussian optics)의 도움으로 아래에서 설명된다. 이것은 - 대체로 직관(intuition)을 따르는 - 빔 광학의 법칙이 포커스의 점에서 실패하기 때문에 필요하다. 단일-모드 광섬유(single-mode fiber)로부터 나오는 광은 가우시안 광학으로 매우 잘 설명될 수 있다. 가우시안 빔의 포커스는 도 2에 도시된다. 포커스는 점(point)이 아니라 최소 직경의 웨이스트(waist)이다. 파면(wavefronts)의 곡률(curvature)은 설명 목적을 위해 과장된 방식으로 도시된다. 무엇보다 중요한 것은 포커스가 임의로 작을 수는 없지만, 파장과 빔 발산(beam divergence) 때문에 최소 직경에 대한 하한이 있다는 것이다. 파면의 곡률은 초점(focal point)으로부터 거리의 비선형 함수이다:
Figure 112018056159098-pct00001
파장 λ 및 최소 빔 반경 ω(웨이스트)의 함수로서 레일리 길이(Rayleigh length)라 불리는 zο.
Figure 112018056159098-pct00002
가우시안 빔에서의 파면이 레일리 길이의 거리에서 최소 곡률 반경(minimum radius of curvature)을 갖는 것을 수학식 (1)로부터 확인할 수 있다. 이 최소 곡률 반경이 반사 볼의 것과 동일하거나 더 작도록 빔이 포커스 될 수 있으면, 빔의 완벽한 미러링은 광 경로 에러 없이 가능할 수 있다. 빔은 그 자체로 미러링된다. 이 경우는 볼이 동일한 반경의 파면에 의해 커버될(covered) 때 발생한다. 이 경우는 도 3에 개략적으로(schematically) 도시된다. 동-위상 반사(in-phase reflection)는 동일한 빔(identical beam) 상에서 발생한다. 이것은 볼에 대한 완전한 간섭 대비(full interference contrast) 및 반사의 최적 픽업 효율을 가능하게 한다.
곡률 반경(radius of curvature)에 요구된 작은 웨이스트는 상응하여(correspondingly) 큰 발산으로 포커싱함으로써 획득될 수 있다.
Figure 112018056159098-pct00003
예를 들어, 직경이 10mm 인 볼에 대해, 0.8°의 발산이 필요하며, 이는 마지막 렌즈의 위치에서의 최소 빔 직경, 즉 최소 조리개(aperture)를 정의한다. 1m의 최대 거리에서, 예를 들어, 적어도 28mm의 유효 직경을 구비한 디커플러(decoupler)가 35μm의 웨이스트를 생성하기 위하여 필요할 것이고, 이는 그 다음 5mm의 최소 파면 반경을 갖는다.
이를 통해, 단면의 전체에 동-위상 반사가 발생하는 이러한 방식으로 측정 빔을 포커싱할 수 있다. 이것은 이후에 최대 대비(maximum contrast)를 갖는 간섭 신호를 가능하게 한다. 그러나, 거리가 증가할수록 항상 더 큰 조리개와 초점 길이를 갖는 빔-형성 광학 장치(beam-forming optic)가 필요하다. 그러나, 이것은 적어도 몇 미터까지의 범위에서 가능하다.
타겟 오브젝트(40) 상의 측정 빔(25)의 지향 및 추적은 도 6을 참조하여 구체적인 실시예에 의해 아래에 설명된다. 간섭계로부터의 측정 광(measuring light)은 단일-모드 광섬유(18)로부터 나오며 도시된 실시예에서는 90㎜의 거리에서 단일 렌즈(22)에 의해 포커싱된다. 그 결과 (계산된) 웨이스트는 52.5μm의 직경을 갖는다. 이것은 1.4mm의 레일리 길이와 그에 따른 2.8mm의 최소 파면 반경에 의해 수반된다. 이상적인 조건 하에서 웨이스트는 볼의 표면 4.57 mm 뒤쪽(안쪽)에 놓여있다(lies 4.57 mm behind (inside)). 정확하게는 그 때 파면(wavefronts)은 볼을 커버한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 복수의 측정 빔 및 간섭계의 조합으로, 다양한 레퍼런스 포인트에 대한 타겟 오브젝트(40)의 거리가 결정될 수 있어서, 개별 거리로부터 공간에서의 타겟 오브젝트(40)의 위치가 계산될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 방법의 장점은, 측정 빔 상에 타겟 오브젝트의 지향이 필요하지 않다는 점에서 알 수 있다. 상이한 위치에 배치된 복수의 거리-측정 장치(10)를 사용하여 공간에서의 타겟 오브젝트(40)의 위치 결정의 변형(variant)은 도 4에 개략적으로 도시된다. 도시된 예시에서, 구형 타겟 오브젝트(40)는 조사될(investigated) 표면(45) 상에서 자유롭게 이동하고, 그의 토포그래피는 구형 타겟 오브젝트의 반경을 고려하여 훌륭한 측정 정확도로 스캐닝 될 수 있다. 사용된 타겟-검출 장치(10)의 수는 타겟 오브젝트(40)의 자유도에 기초하여 선택될 수 있다. 잉여(redundancy)에 의해 측정 정확도를 증가시키기 위해서, 더 많은 측정 빔은 타겟 오브젝트의 자유도로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 설명된 방법은 재료 시험의 분야에서 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 타겟 오브젝트 중 하나의 가능한 쉐도잉(shadowing)으로 요구될 수 있는 임의의 잉여 및 오브젝트의 대칭성에 따라, 공간 내의 오브젝트의 위치 및 지향이 결정될 수 있고, 서로 이격된 두 개, 세 개, 또는 복수의 구형 타겟 오브젝트는 오브젝트 상에 배치되고, 그의 공간적 위치는 간섭 방법에 의해 검출된다. 이것은 도 5에 예시의 방식으로 도시된다. 세 개의 구형 타겟 오브젝트(40)는 정의된 거리에서 펜-형상 오브젝트(pen-shaped object)(50)에 배치된다. 각 경우에서 세 개의 측정 빔에 의해 세 개의 타겟 오브젝트(40) 모두의 위치를 - 상술한 바와 같이 - 결정함으로써, 예를 들어 공간에서의 오브젝트(50)의 위치 그리고 또한(and also) 지향, 그래서(and therefore) 측정 팁(52)의 위치가 훌륭한 측정 정확도로 결정될 수 있다. 이것은 특히 로봇 분야에서의 어플리케이션을 가능케 한다(opens up). 쉽게 구별하기 위해, 서로 이격된 복수의 타겟 오브젝트(40)는 상이한 형상, 색, 크기 또는 위치를 구비한 볼일 수 있다.
요약하면, 본 발명은 간섭 길이 측정에 의해 타겟 오브젝트의 위치, 특히 공간적 위치를 정확하게 결정하기 위한 장치 및 다수의 어플리케이션에서 사용될 수 있는 다용도의 비접촉식 방법을 제안한다.

Claims (19)

  1. 공간에서 이동 가능한 타겟 오브젝트(40)의 위치를 결정하기 위한 방법에 있어서,
    측정 빔(25)의 포커스에 상기 타겟 오브젝트(40)의 중심이 놓이는 것과 같은 방식으로, 볼록 반사 표면을 갖는, 상기 타겟 오브젝트(40)에 간섭성, 포커싱된 상기 측정 빔(25)을 향하게 하는 단계, 및
    상기 타겟 오브젝트(40)에 의해 반사된 상기 측정 빔(25)을 레퍼런스 빔(17)과 간섭계측적으로 중첩시킴으로써 레퍼런스 포인트와 상기 타겟 오브젝트(40) 사이의 거리를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 오브젝트(40)의 표면에 상기 타겟 오브젝트(40)에 조사된 상기 측정 빔(25)의 파면의 곡률은 상기 타겟 오브젝트(40)의 볼록 표면의 곡률에 대응하는
    방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정 빔(25)의 포커스 위치는 상기 타겟 오브젝트(40)의 위치 상에서 지속적으로 추적되는
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측정 빔(25)의 포커스 위치를 추적하기 위한, 상기 타겟 오브젝트(40)의 위치가 위치-검출 카메라에 결정되는
    방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 타겟 오브젝트(40)에 의해 반사된 비-포커싱된 제어 빔의 강도를 결정함으로써,상기 측정 빔(25)의 포커스 위치를 추적하기 위한 상기 타겟 오브젝트(40)의 위치가 결정되는
    방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 빔은 간섭성이 아닌
    방법.
  7. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 빔(17)은 상기 측정 빔으로부터의 부분 반사(partial reflection)에 의해 생성되는
    방법.
  8. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 오브젝트(40)의 공간적 위치는 상기 타겟 오브젝트(40)로 향하게 되고 상이한 위치들로부터 조사된 복수의 측정 빔(25)에 의해 결정되는
    방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 타겟 오브젝트(40)로 향하게 된 측정 빔(25)의 수는 측정 정확도를 증가시키기 위해 요구되는 잉여 측정들(redundant measurements) 및 상기 타겟 오브젝트(40)의 자유도에 따라 선택 가능한
    방법.
  10. 제8항에 있어서,
    표면(45)의 토포그래피는 표면(45)에서 이동 가능한 타겟 오브젝트(40)의 공간적 위치 결정에 의해 결정되는
    방법.
  11. 공간에서 오브젝트(50)의 지향 및 위치를 결정하기 위한 방법에 있어서,
    서로 이격된 복수의 타겟 오브젝트(40)는 상기 오브젝트(50)에 배치되고, 상기 타겟 오브젝트(40)의 공간적 위치는 제8항에 따른 방법에 의해 결정되는
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서로 이격된 복수의 타겟 오브젝트(40)는 서로 구별 가능하게 구성되는
    방법.
  13. 제11항에 있어서,
    복수의 타겟 오브젝트(40)는 정의된 거리에서 펜-형상 오브젝트(pen-shaped object)(50)에 배치되고,
    상기 펜-형상 오브젝트(50)의 측정 팁(52)의 공간적 위치가 결정되는,,
    방법.
  14. 볼록 반사 표면을 갖는 공간에서 이동 가능한 타겟 오브젝트(40)의 위치를 결정하기 위한 장치에 있어서,
    간섭성 측정 빔(25)을 생성하는 광원(12),
    상기 측정 빔(25)의 포커스에 상기 타겟 오브젝트(40)의 중심이 놓이는 방식으로 상기 타겟 오브젝트(40)에 측정 빔(25)을 포커싱하게 구성되는 이미지 광학 장치(22),
    상기 측정 빔(25)으로부터 레퍼런스 빔(17)을 생성하는 장치(21),
    상기 레퍼런스 빔(17)과 상기 타겟 오브젝트에 의해 반사된 상기 측정 빔(25)의 중첩에 의해 생성된 간섭 신호를 검출하는 검출기(30),
    상기 타겟 오브젝트(40)의 영역에 상기 측정 빔의 포커스가 놓이도록, 상기 측정 빔(25)의 포커스를 지속적으로 추적하는 추적 장치(20), 및
    상기 간섭 신호를 평가함으로써 레퍼런스 포인트와 상기 타겟 오브젝트(40) 사이의 거리를 결정하는 평가 장치(35)
    를 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 타겟 오브젝트(40)의 표면에 상기 타겟 오브젝트(40)에 조사된 상기 측정 빔(25)의 파면의 곡률은 상기 타겟 오브젝트(40)의 볼록 표면의 곡률에 대응하는
    장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    레퍼런스 빔(17)을 생성하는 상기 장치(21)는 반사 표면을 갖는
    장치.
  17. 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 빔(25)의 포커스 위치를 추적하기 위해 상기 타겟 오브젝트(40)의 위치를 결정하는 위치-검출 카메라
    를 포함하는 장치.
  18. 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기(30)는, 상기 타겟 오브젝트(40)의 위치를 결정하기 위한, 상기 타겟 오브젝트(40)에 의해 반사된 비-포커싱된 제어 빔의 강도를 검출하도록 구성되는
    장치.
  19. 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 오브젝트(40)의 위치에 상기 측정 빔(25)의 포커스를 추적하는 하나 또는 복수의 가동 렌즈(22)
    를 포함하는 장치.
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