KR102217828B1 - 현장에서 물체의 기하학적 형상 및 공간적으로 변화하는 표면 반사율을 측정하는 휴대 가능한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 크기가 작은 장치의 경우에도, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11) 및/또는 제 2 조명 유닛(9) 및/또는 카메라/검출기 유형의 포착 요소 및/또는 제 3 조명 유닛(12)을, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착된 이동 가능한 암(7, 8, 13) 상에 배치하여 증배(multiplication)하는 것과 함께, 제 1 조명 유닛(4) 및/또는 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처가 장착된 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)를 사용함으로써, 공간적으로 변하는 표면 저항률 데이터, 즉, BTF(Bidirectional Texture Function) 데이터 및 실제 물체의 다방향 이미징을 얻기 위해 위치 고정된 피측정 물체의 기록되는 이미지 데이터의 양을 증가시키는 휴대 가능한 장치에 관한 것이다. 이 원리는 소형 휴대 장치에 유용하며 환경으로부터 샘플을 추출할 필요없이 현장에서 표면의 시각적 외형을 기록하는 것을 가능하게 한다.

Description

현장에서 물체의 기하학적 형상 및 공간적으로 변화하는 표면 반사율을 측정하는 휴대 가능한 장치

장치의 제출된 기술적 디자인 및 그 측정 원리는 기술 광학 영역(디지털 산업, 컴퓨터 비전, 재료 품질 제어 및, 예컨대, 문화 유산 유물 보존 시와 같이, 재료의 외형을 특성화하는 것이 필요한 모든 분야에서 응용되는 샘플의 비접촉식 광학적 이미징(optical imaging)의 사용)으로 분류될 수 있다. 광학적 기록 및 다양한 유형의 샘플로부터의 데이터의 재구성을 사용하여, 3D 가상 현실에서 실제 물체의 표현을 생성하는 것이 가능하다.

현실 세계에서 물체 표면의 외형은 전통적으로 인간의 눈을 포함하여 사용되는 광학 시스템의 해상도에 의해 정해지는, 관측 방향, 조명 방향 및 물체의 표면에 걸친 광의 스펙트럼 및 공간적 분포에 따라 상이한 이미지들을 통해 인지된다. 컴퓨터 그래픽의 목표는 현실 세계에서 인식되는 것과 동일한 물체의 외형이 달성되는 가상 세계를 만드는 것이다. 가상 현실에서, 세상은 3D 물체의 표면 외형의 적절한 표현으로 덮인 3D 물체로서 존재한다. 표면 구조의 외형의 높은 충실도를 달성하기 위해 사용되는 방법 중 하나는 BTF(bidirectional texture function) 방법이다. 이 방법은 1999년에 ACM 트랜잭션스 온 그래픽스(ACM Transactions on graphics), 볼륨 18, 이슈 1, pp 1-34에 의해 게재된 공개물 "실세계 표면의 반사율 및 질감(Reflectance and Texture of Real-world Surfaces)"에서 저자 케이.제이. 다나 및 공저에 의해 소개되었다. 여기서, 물체 표면의 외형은 조명 및 포착(acquisition) 방향의 다양한 조합에 대하여 얻어진 하나의 그룹의 수 천개 이미지의 그룹들로 표현된다. BTF 데이터의 포착은 전형적으로 시간 소모적인 프로세스이며 각각의 BTF 이미지의 선택된 방향, 공간 및 스펙트럼 해상도에 따라 수 시간 또는 심지어 수 일까지 지속된다.

가능한 한 짧은 시간에 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 다양한 조합을 갖는 충분한 수의 이미지를 획득하는 문제는 다양한 방식으로 해결된다. 예를 들어, 2005년에 가상 현실, 고고학 및 문화 유산(VAST: Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage)에 대한 6차 국제 심포지움의 볼륨, 페이지 13-20에 게재된 지. 뮬러 및 공저에 의한 공개물 "문화 유산 유물에 대한 기하학적 형상 및 BTF의 신속한 동시 포착(Rapid synchronous acquisition of geometry and BTF for cultural heritage artefacts)" 및 2014년에 잡지 센서스(Sensors), 볼륨 14, 이슈 5, 페이지 7753-7819에 게재된 씨. 슈와르츠 및 공저의 공개물 "본 유니버시티에서의 개발에 중점을 둔 실제 BTF 측정 장치의 설계 및 구현(Design and Implementation of Practical Bidirectional Texture Function Measurement Devices Focusing on the Developments at the University of Bonn)"에서 볼 수 있는 것과 같은, 샘플의 복수의 조명 소스, 또는 샘플의 이미지를 포착하는 검출기를 이용하여 충분한 수의 샘플 이미지를 포착하는데 필요한 시간을 단축하는 문제를 다루는 고정식 장치가 존재한다. 그러나, 이러한 장치는 전체 구조의 기계적 안정성을 보장하기 위해 고정되어야 하고 부피가 크다. 또한, 이러한 장치의 경우, 광원 및 검출기의 고정된 위치로 인해 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 획득 가능한 조합이 유한개만 존재한다. 광원 및 이미지 센서의 고정 그리드를 갖는 장치의 경우, 샘플의 조명 방향 및/또는 샘플로부터의 데이터 포착 방향 상호 간의 최소 차이는 이들이 하나의 구 상에 서로 나란히 배치될 수 있도록 하는 각각의 조명 소스 또는 이미지 센서의 크기에 의해 정해지고, 이러한 방향들의 각 해상도는 소스 및 센서가 배치되는 구의 반경의 증가에 의해서만 증가될 수 있다. 이것는 유틸리티 관점에서 저중량인 것이 중요한, BTF 측정을 위한 소형, 즉, 휴대 가능한 기기의 구성에 위한 조명 및 데이터 포착 방향의 조합의 달성된 각 해상도를 상당히 제한한다. 다른 설계 가능성은 유로그래픽스 워크샵을 위해 2013년 6월에 재료 외형 모델링: 이슈 및 포착(Material Appearance Modelling: Issues and Acquisition)에 게재된 씨. 슈와라츠 및 공저의 공개물, "돔 II: 병렬화된 BTF 포착 시스템(Dome II: A Parallelized BTF Acquisition System)"에 언급된 바와 같이, 샘플을 이동시키는 것을 포함한다. 이러한 방법은 샘플이 그것의 환경에 통합되고 샘플의 추출이 샘플 배치의 파괴를 야기하게 될 것이므로, 현장에서 측정을 수행하기 위한 휴대 가능한 장치의 구현에 부적합하다

또한, 예컨대, 2003년에 잡지 ACM 트랜잭션즈 온 그래픽스(ACM Transactions on Graphics), 이슈 22(3), 페이지 741-748에 게재된, 저자 와이. 제이. 한 및 케이. 페를린의 공개물 "만화경을 통한 양방향 텍스처 반사율 측정(Measuring bidirectional texture reflectance with a kaleidoscope)" 또는 2014년에 잡지 센서스(Sensors), 이슈 14(10), 페이지 19785-19805에 게재된, 제이. 필립 및 공저에 의한 공개물, "소비자 하드웨어를 이용한 고속 재료 외형 포착(Rapid material appearance acquisition using consumer hardware)"에 제공된 것과 같은, 더 작은 장치가 존재한다. 그럼에도 불구하고, 이러한 해법은 일반적으로 포착된 이미지의 상당히 제한된 공간 해상도, 및 적은 수의 조명 및 포착 방향의 조합을 가진다. 이미지의 다중 포착을 사용할 가능성이 없다면 전체 측정은 매우 긴 시간이 걸리고, 또는 장치의 각각의 부분들의 움직임 없는 광학 증배(optical multiplication)의 경우 이는 단지 제한된 적은 수의 측정 방향만이 달성된다.

최근 2015년에, 저자 제이. 호섹, 브이. 하브란 및 공저에 의한 아티클, "휴대 가능한 BTF 측정 기기를 위한 원형 모션의 실현(Realisation of Circular Motion for Portable BTF Measurement Instrument)"이 잡지, 더 루마니안 리뷰 프리시전 메카닉스, 옵틱스 & 메카트로닉스(The Romanian Review Precision Mechanics, Optics & Mechatronics), 페이지 252-255에 게재되었고, 여기서는 LED 다이오드를 가진 구면(spherical surface)에 수 개의 카메라를 갖는 독립적으로 이동 가능한 암이 장착된다. 이것은 장치의 크기가 카메라의 크기에 의해 여전히 제한됨에도 불구하고, 카메라를 갖는 암의 이동 가능성으로 인해 기기의 크기를 더 작게 만드는 것을 가능하게 하였다. 구면에 부착된 광원으로부터 오는 조명의 방향과 이 장치에서의 이미징 방향의 조합은 여전히 매우 제한적인데, 전체 장치의 크기가 작아서 암에 소수의 카메라만 설치 가능한 경우에 특히 그러하다. 이것은 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 조합의 달성된 각 해상도를 감소시킨다.
RAPAPORT ERICH (IL) 및 NUSSINOVITCH AMOS(IL)에 의한 YISUM RES DEV CO(IL)의 WO 96/33401 A1의 문서로부터 광택계(glossmeter)가 알려져 있다. 그러나, 상기 광택계는 장치, 즉, 광검출기를 지지하는 아치(arch)의 크기를 줄이지 못하였으며, 이의 환경으로부터 샘플을 추출할 것을 요한다. 충분한 수의 반사 및 획득 방향의 조합을 달성하기 위해서는, 회전판 위에 샘플을 놓아두어야 한다.
KOIHLBRENNER ADRIAN (CH) 등의 미국 공개특허공보 US 2016/171748 A1의 미국 특허출원은 실제 물질의 외형을 디지털화하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 반복하지만, 상기 발명은 이의 환경으로부터 샘플을 추출할 것을 요하며, 샘플은 회전 지지체상에 장착되어야 한다.
BEN-EZRA MOSHE 등의 미국출원 US 2009/079987은 광다이오드 기반의 BRDF 측정을 개시한다. 이는 샘플에 빛을 비추기 위한 LED 유닛이 구비된 돔 형상의 물체를 포함한다. 이는, 본 명세서의 발명에서와 같이, 환경으로부터 샘플을 추출하지 않고 샘플의 기초 측정을 가능하게 한다. LED만을 사용하므로 상기 장치는 평판형 샘플의 공간적으로 변화하는 표면 반사율을 축정할 수 없고, 단일점에 대해서만 반사율을 측정하며 이는 BRDF로 알려져 있다. 여기서 LED를 광원이 구비된 카메라로 대체한 것이 C. 슈왈츠 외 공저, 2014년 센서스(Sensors) 매거진, 볼륨 14, 이슈 5, 페이지 7753-7819에 출판된 "본 대학에서의 개발에 초점을 둔 실제적인 양방향 텍스쳐 기능 측정 장치의 디자인 및 구현(Design and implementation of Practical Bidirectional Texture Function Measurement Devices Focusing on the Developments at the University of Bonn)"이다. LED를 카메라로 대체한 후 장치에서의 카메라의 수 및 카메라를 위한 제어부의 수가 다소 많기 때문에, 상기 장치는 강성이 있는 구조를 요하며, 이는 이러한 장치의 무게를 상당히 증가시킨다. 그 결과, 장치의 무게가 높아서 고정된 샘플에 대하여 장치를 조정하는 동안 장치를 쉽게 조작하는 데에는 제약이 따른다. 보다 중요하게는, 이때 고정된 샘플의 측정에 있어서 고정된 샘플의 획득 및 반사 방향의 조합의 개수가 정하여지고 제한되므로, 본 명세서의 발명과 달리, 이는 단지 반사 방향의 수와 획득 방향의 수의 곱에 불과하다. 또한, 마지막으로 설명되지만 중요도는 낮지 않은 점이, 무게의 증가에 더하여 이러한 장치의 경우 본 명세서의 발명과 달리 가격 또한 높을 것이라는 점이다.

제출된 본 발명에 따른 해법은 느린 데이터 수집 또는 조명 및 포착 방향의 적은 수의 조합을 갖는 데이터 수집 등의 결점을 해결한다. 본 발명은 물체의 기하학적 형상 및 물체의 BTF(bidirectional texture function)를 측정하기 위한 휴대 가능한 기기에 관한 것으로, 여기서 샘플과 대면하는 측에서 오목하게 만곡된 적어도 하나의 오목벽을 갖는 돔 형상의 기본 3차원 구조는 고정 샘플의 측정면 위에 놓여진다. 이 오목벽은 샘플을 조명하기 위한 제 1 조명 유닛을 갖추고 있으며, 적어도 하나의 개구가 이 벽을 통과하여 돔 형상의 기본 3차원 구조와 교차한다. 또한, 이 기기는 적어도 하나의 카메라 또는 검출기를 포함하는 포착 시스템을 포함한다. 이 장치의 본질은 그것이 또한 프레임을 포함하고, 프레임에 돔 형상의 기본 3차원 구조의 회전 구동을 위한 제 1 모터가 부착되어 있다는 것이다. 돔 형상의 기본 3차원 구조는 회전축을 갖는 회전부에 연결되며, 이 회전부는 직접 제 1 모터의 축이거나 또는 다른 부품에 의해 제 1 모터의 축에 연결된다. 회전부의 회전축은 돔 형상의 기본 3차원 구조의 오목벽에 있는 적어도 하나의 개구를 통과하거나 돔 형상의 기본 3차원 구조의 오목벽을 직접 관통한다. 또한, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 한 세트의 적어도 2개의 광학 요소를 지니는 적어도 하나의 제 1 암이 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 돔 형상의 기본 3차원 구조에 기계적으로 연결된 다른 부품에 부착된다는 것도 중요하다. 이러한 제 1 암은 돔 형상의 기본 3차원 구조에 연결된 기준 좌표 시스템에 대하여 제 1 암의 이동을 독립적으로 구동하기 위해, 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 돔 형상의 기본 3차원 구조에 기계적으로 연결된 다른 부품에 부착된 적어도 하나의 제 2 모터에 기계적으로 연결된다.

제 1 암에 의해 지지되는 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소가 렌즈 및/또는 미러 및/또는 이미징 번들 및/또는 광학 프리즘을 포함하는 경우 이점이 있다.

제 1 암이 샘플을 조명하기 위한 적어도 2 개의 제 2 조명 유닛 및/또는 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 적어도 2 개의 출구 애퍼처(exit aperture)를 또한 지니고 있는 경우 이점이 있다.

또한, 오목벽이 하나 이상의 제 2 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처를 구비하고 있고, 이 제 2 조명 광 가이딩 시스템이 샘플을 조명하기 위한 제 4 조명 유닛에 연결되는 경우 및/또는 오목벽이 샘플을 조명하기 위한 하나 이상의 조명 유닛을 구비하는 경우 이점이 있다.

또한, 제 1 암이 적어도 2 개의 카메라 및/또는 적어도 2 개의 검출기를 지니고 있는 경우 이점이 있다.

다른 가능한 버전에서, 샘플을 조명하기 위한 하나의 세트의 적어도 2 개의 제 3 조명 유닛을 지니는 적어도 하나의 제 2 암은 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 그것에 부착된 부품에 연결된다. 이러한 제 2 암은 돔 형상의 기본 3차원 구조에 연결된 기준 좌표 시스템과 관련하여 제 2 암의 독립적 움직임을 위해 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 그것에 부착된 다른 부품에 연결된 적어도 하나의 제 3 모터에 기계적으로 연결된다.

다른 바람직한 실시예에서, 하나의 세트의 적어도 2 개의 상호 분리된 포착 요소를 지니는 적어도 하나의 제 3 암(여기서, 이러한 포착 요소들은 적어도 하나의 검출기 및/또는 적어도 하나의 카메라를 포함)은 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 그것에 기계적으로 부착된 부품에 연결된다. 이러한 제 3 암은 돔 형상의 기본 3차원 구조에 연결된 기준 좌표 시스템과 관련하여 제 3 암의 독립적인 움직임을 위해 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 그것에 기계적으로 부착된 다른 부품에 부착된 적어도 하나의 제 4 모터에 기계적으로 연결된다.

샘플을 조명하기 위한 제 1 조명 유닛 및/또는 샘플을 조명하기 위한 제 4 조명 유닛은 제 1 및/또는 제 4 조명 유닛의 개별 제어 및/또는 그룹 제어를 위해 제어 유닛과, 개별적으로 및/또는 그룹으로, 전기적으로 연결되는 것이 유리하다. 또한, 카메라 및/또는 검출기는 조명과 반사된 광의 포착의 동기화를 위해 제어 유닛에 연결된다.

또한, 샘플을 조명하기 위한 제 2 조명 유닛은 제 2 조명 유닛의 개별 제어 및/또는 그룹 제어를 위해 제어 유닛과, 개별적으로 및/또는 그룹으로, 전기적으로 연결되는 것이 유리하다.

다른 유익한 버전에서, 샘플을 조명하기 위한 제 3 조명 유닛은 제 3 조명 유닛의 개별 제어 및/또는 그룹 제어를 위해 제어 유닛과, 개별적으로 및/또는 그룹으로, 전기적으로 연결된다.

제 1 모터 및 제 2 모터가 돔 형상의 기본 3차원 구조의 움직임 및 제 1 암의 움직임을 통한 조명 및 샘플로부터 반사된 광 포착의 동기화를 위해 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 경우 이점이 있다.

제 3 모터가 돔 형상의 기본 3차원 구조의 움직임 및 제 2 암의 움직임을 통한 조명 및 샘플로부터 반사된 광 포착의 동기화를 위해 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 경우 이점이 있다.

제 4 모터가 돔 형상의 기본 3차원 구조의 움직임 및 제 3 암의 움직임을 통한 조명 및 샘플로부터 반사된 광 포착의 동기화를 위해 제어 유닛에 전기적으로 연결되는 버전 또한 유익하다.

본 해법의 중요한 이점은 휴대 가능하고 현장 측정 가능하며 다양한 방향의 샘플 조명 및 데이터 포착에 대한 충분한 수의 이미지들을 포착하는 데 필요한 시간을 상당히 단축시키는 장치를 제공한다는 것이다. 복수의 조명 유닛, 검출기 또는 카메라 및 포착을 매개하는 요소로 인해 가능하게 된, 이 장치 내에서의 조명 및 데이터 포착 방향의 조합으로 인해, 그리고 선택된 방향 및 이동 범위에서의 그들의 제어된 움직임이 가능함으로 인해, 주어진 개수의 샘플 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 조합을 기록하는 측정 시간을 단축하는 것 및/또는 조명 및 포착 방향의 무제한적인 조합을 달성하는 것이 가능하다. 이것은 돔 형상의 기본 3차원 구조에 또는 그것에 기계적으로 부착된 장치의 다른 부품에 연결된 암의 존재로 인해 달성되며, 이 물체는 제 2 광 가이딩 시스템의 애퍼처 또는 제 1 조명 유닛을 지니고, 이러한 암들은 또한 돔 형상의 기본 3차원 구조와 관련하여 독립적인 움직임 또는 움직임들을 수행하고, 이들은 포착을 매개하는 요소 및/또는 검출기 및/또는 카메라 및/또는 다른 조명 유닛을 지니고 있다. 따라서, 소형 장치라 하더라도, 샘플의 조명 및 샘플로부터의 데이터 포착의 방향들의 임의의 조합(이론적으로 무한 개의 서로 다른 포착 이미지)을 얻는 것이 가능하다.

제 1 이동 암에 적절한 광학 시스템 또는 그것의 일부를 배치하는 것은 제출된 본 발명에 매우 중요하다. 이 광학 시스템은 또한 움직이는 암으로부터 떨어져 배치된 카메라 및 검출기 상의 이미징을 구현할 수 있다. 또한, 이 광학 시스템은 그룹(이미징 번들, 미러, 렌즈, 프리즘)에서 선택된 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 적어도 하나의 유형의 요소를 포함한다. 동시에, 제 2 조명 유닛 및/또 는제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처는 선택사항으로서 움직이는 암에 배치된다. 이것은 카메라 또는 검출기가 유리하게도 움직이는 암으로부터 떨어져 배치되기 때문에 카메라 또는 검출기의 물리적 치수에 의해 제한되지 않는, 보다 작은 크기의 돔 형상의 기본 3차원 구조를 구현하는 것 및/또는 제 1 암 상의 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소의 복수의 애퍼처의 사용으로 인해 단일 순간에 기록된 조명 및 포착의 방향들의 조합의 수를 증가시키는 것을 가능하게 하며, 여기서 이러한 요소들은 검출기 또는 카메라의 실제 치수보다 작은 물리적 치수를 갖는다. 이에 더하여, 다른 제 2 조명 유닛을 다른 이동 암에 배치하여, 돔 형상의 기본 3차원 구조 상의 조명 유닛의 배치에 의해 주어지는 값보다 크도록 조명 방향의 조합의 개수를 한층 더 증가시키는 것이 가능하다.

이 장치의 구현 예들이 첨부된 도면에 제공된다.
도 1에는 매우 작은 샘플들을 위한 휴대 가능한 장치의 소형 실시예가 도시되어 있다.
도 2에서는 하나의 암의 이동 범위가 도시되어 있다.
도 3은 샘플 중앙으로부터의 카메라 및/또는 검출기들의 애퍼처 및 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소들의 출구 애퍼처의 거리가 긴 샘플의 더 큰 측정 영역을 위한 장치의 일례이다.
도 4는 돔 형상의 기본 3차원 구조의 영역에 걸쳐 애퍼처의 가변 밀도를 야기하는 각각의 요소의 애퍼처의 균일 그리드에서의 제 1 조명 유닛의 분포의 일례이다.
도 5는 암 상의 각각의 요소들의 애퍼처들의 거리가 일정한 하나의 암 및 각각의 요소들의 애퍼처들의 거리가 불규칙한 하나의 암을 도시한다.
도 6은 구현된 장치의 사진이며, 개략적인 도면들의 부재번호에 대응하는 실제 요소들이 도시되어 있다.
도 7에는 샘플과 관련하여 돔 형상의 기본 3차원 구조의 움직임을 구성하는 2가지 대안의 옵션이 도시되어 있다.
명료함을 위해, 일부 도면에서는 부재번호가 동일한 유형의 요소들이 너무 많은 경우 동일한 유형의 모든 요소를 나타내지는 않았다.

이하에서 설명되는 바람직한 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속하고 본 발명의 사상을 설명하는 다수의 실시예 중 단지 일부에 불과하다. 이들은 단지 선택된 적절한 배열일 뿐, 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는다.

제출된 해법의 본질은 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 무한한 개수의 조합을 달성할 수 있고, 조명의 소스 및 검출기의 증배(multiplication)를 통한 조명 방향 및 포착 방향의 조합을 통해 충분한 수의 이미지들을 수집하는 데 필요한 시간을 단축시키는 휴대 가능한 장치이다. 이것은 장치의 개별 부품(구체적으로는 제 2 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처 및/또는 제 1 조명 유닛(4) 뿐만 아니라 다른 가능한 요소가 장착된 돔 형상의 기본 3차원 구조(2))의 움직임에 의해(여기서, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 회전 운동을 수행), 그리고 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11), 제1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처, 제 3 조명 유닛(12) 또는 카메라 또는 검출기를 지니고 있는 암(7, 8 및 13)의 움직임에 의해 달성되며, 여기서, 이 암들은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 직접적으로 부착되거나 또는 그것에 다른 부품을 통해 부착되고, 이 물체와 관련하여 추가적인 독립적인 움직임 또는 움직임들의 조합을 수행한다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 샘플(1)의 측정면(1.1) 위에 위치한다.

암(7, 8 및 13) 및 이들과 관련된 요소의 장착에 대한 자세한 설명이 아래의 제공된다.

간략화를 위해, 적절한 경우, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11), 제 2 조명 유닛(9), 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처, 제 3 조명 유닛(12) 및 각각의 암에 배치된 카메라 및 검출기는 암에 배치된 요소라 지칭될 것이다. 샘플의 조명 및 샘플로부터의 데이터 포착의 최대 방향 해상도의 달성을 가능케 하는 각각의 암(7, 8 및 13)의 최대 필수 이동 범위는 비교적 작은데, 이것이 이 장치의 구성의 관점에서 큰 장점이 된다. 예를 들어, 암 상의 요소들이 선형으로 일렬로 배열되는 배열에서, 암(7, 8 및 13) 각각의 충분한 최소 이동 범위는 주어진 독립적인 이동 방향으로 주어진 암에 배치된 2 개의 이웃하는 요소들의 상호 거리에 대응한다. 이것은 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 임의의 상호 조합, 즉, 이론적으로는 무한 개의 서로 상이한 이미지 레코드를 달성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 암(7, 8 및 13) 상의 요소들의 배열은, 예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 불규칙이고 및/또는 다수의 열을 가질 수 있다. 그러나, 원리는 동일하게 유지되는데, 암 상의 불규칙한 배열에 대한 최대 방향 차이를 달성하기 위한 암(7, 8 및 13)의 이동 범위는, 적어도, 하나의 극단 위치와 다른 극단 위치 사이를 이동할 때, 암이 적어도 이동 방향으로의 암에 위치된 요소들의 애퍼처의 중심들의 중간 거리(medium distance)에 대응하는 거리만큼 이동되도록 하여야 한다.

회전 운동을 수행하는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 장치의 작동 중에 샘플(1)의 측정면(1.1)과 대면하는 적어도 하나의 오목벽(3)을 갖는다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 일반적으로 대체로 반구 또는 그 일부분의 형상을 가지지만, 장치의 기능상 이러한 특정 형상이 조건은 아니다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 오목벽(3)의 적어도 하나의 개구를 통과하거나, 또는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 벽(3)을 직접 관통하는 축(6)을 중심으로 회전한다. 바람직한 일 실시예에서, 3차원 물체(2)는 회전 대칭이며, 그것의 회전축(6)은 그것의 회전 대칭축과 동일하다. 샘플(1)이 대체로 평면인 경우, 축(6)은 또한 통상적으로 샘플(1)의 측정면(1.1)에 수직이다.

포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 적어도 2 개, 바람직하게는 더 많은 요소(11)를 지니는 적어도 하나의 제 1 암(7)은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 그 물체에 기계적으로 연결된 부품에 부착된다. 포착 시스템은 적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 검출기로 대표된다. 포착 시스템의 요소는 암(7) 상에 또는 장치의 다른 부품 상에, 예를 들어, 움직이는 기본 물체(2)에 부착된 부품 또는 기본 프레임(30) 상에 배치될 수 있으며, 여기서 광학 요소(11)는 카메라/검출기의 감지면 상의 측정면의 이미지의 전송을 매개한다. 미러, 렌즈, 이미징 번들 또는 프리즘은 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)로서 제 1 암(7)에 부착될 수 있고, 제 2 조명 유닛(9) 및/또는 제 1 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처 또한 암(7) 상에 놓일 수 있다. 제 1 암(7) 상에 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 오직 한 유형의 광학 요소(11)만 존재할 수도 있고, 또는 다양한 유형의 그러한 요소들의 조합이 존재할 수도 있다. 그러므로, 예를 들어, 동일한 제 2 조명 유닛(9)만 존재할 수도 있고, 또 다른 버전에서는, 미러 및 렌즈의 조합, 또는 양자의 조합 또는 심지어 다른 것들의 조합이 존재할 수도 있다. 제 1 암(7) 상에 배치된 렌즈는, 예를 들어, 샘플(1)의 측정면(1.1)을 이미징 번들 상에 투영시킬 수 있고 또는 광학 이미징 시스템의 다른 부분을 위한 시준된 번들을 생성할 수도 있다. 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소들(11)에 추가하여, 카메라 또는 검출기가 제 1 암(7) 상에 있을 수 있으며, 이는 전체 장치의 광학 기계적 구성을 단순화할 수 있다.

또한, 제 4 조명 유닛(22)이 이동하는 기본 물체(2)에 부착된 다른 부분 또는 기본 프레임(30) 상에 배치될 수 있고, 여기서 이러한 배치된 조명 유닛으로부터의 광 번들은 적절한 광학 시스템 또는 번들 광학부재일 수 있는 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)을 이용하여 오목벽(3)으로 유도될 수 있다. 이러한 배열은 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처의 치수가 작을수록 더 많은 수의 샘플 조명 방향을 제공하기 때문에 적합하다. 이러한 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 수와 제 1 조명 유닛(4)의 수는 상호 협력하여 충분한 수의 방향으로부터의 샘플의 충분한 조명이 보장되도록 하여야 한다. 오목벽(3)상에 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처만 존재하거나, 제 1 조명 유닛(4)만 존재하거나 또는 이들 두 요소의 조합이 존재하는 본 발명의 버전이 존재할 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 적어도 2개의 제 3 조명 유닛(12)을 지니는 적어도 하나의 제 2 암(8)은(그러나, 더 많은 수의 조명 유닛(12)을 가질수록 더 좋음) 또한 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 이 물체에 기계적으로 고정된 부품에 부착된다.

다른 바람직한 실시예에서, 제 1 조명 유닛(4), 제 2 조명 유닛(9), 제 3 조명 유닛(12) 및 제 4 조명 유닛(22)의 조명 소스는 발광 다이오드(LED)이고, 또는 이들은 복수의 LED 및 적절한 조명 광 가이딩 시스템으로 구성될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 적어도 2 개의 포착 요소(14)를 갖는 적어도 하나의 제 3 암(13)은(그러나, 포착 요소(14)를 더 많이 가질수록 더 좋음) 3차원 물체(2)에 연결되거나, 또는 그 물체에 기계적으로 부착된 부품에 연결되며, 여기서 포착 요소(14)는 검출기 및/또는 카메라로 구성된다.

하나 이상의 암 유형의 제 1 암(7)이 장치에 제공될 수 있고, 이 암은 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 다양한 유형의 광학 요소(11)들을 지닐 수 있다. 장치 내에 하나 이상의 유형의 제 2 암(8) 및 제 3 암(13)이 존재할 수 있다. 각각의 암의 개수에 대한 제한 요소는 형상의 디자인, 배열 및 장치의 공간 내에서 서로 충돌하지 않도록 각각의 암의 현재 위치를 제어하는 것이다.

제 1 조명 유닛(4) 또는 제 2 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처가 연결되는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 오목벽(3)의 형상은 구면의 일부에 근접하는 것이 가장 흔하다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 다른 부분의 형상은 장치의 다른 부분에 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)를 부착하는 방법에 의해 정해지는 임의의 주로 대칭인 형상일 수 있다. 특수한 경우, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 대체로 볼링 모자의 형상을 갖는다. 기본 입체 물체(2) 및 그에 따라 오목벽(3)은 제 1 조명 유닛(4), 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 출구, 및 삽입되고 장착될 3차원 물체(2)에 부착된 임의의 다른 요소를 위해 사용될 수 있는 개구를 구비하는 것이 유리하다. 그러나, 이들 요소 모두가 내부로부터 오목벽(3)에 직접 부착될 수도 있기 때문에 반드시 필수적인 것은 아니다.

제 1 암(7), 제 2 암(8) 및 제 3 암(3)은 약간의 함몰부를 갖는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 형상과 유사한 둥근 형상을 가지는 것이 가장 흔하며, 이러한 암의 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)를 향하는 표면은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 표면보다 상당히 작다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)가 반구의 일부분의 형상을 갖고 회전축(6)이 반구의 회전 대칭축과 동일한 유리한 버전인 경우, 암들이 자오 평면(meridional plane) 중 하나에 놓인 세로축을 갖는 대략적인 곡선 형상을 갖는 것이 유리하며, 여기서 본 명세서의 목적을 위한 자오 평면들은 회전축(6)이 놓이는 평면들이다. 이들 암 표면의 반경은 암(7, 8, 13)이 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 바깥쪽에 있으면 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 곡률 반경보다 크고, 암(7, 8, 13)이 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 내측에 있으면 곡률 반경보다 작다. 도 1에 도시된 좌표에서 반경 벡터(r)의 방향에서, 암은 단순한 직사각형 프로파일을 가질 수 있지만, 암의 강성을 높이기 위해서는 L, U 또는 C 프로파일 또는, 예컨대, 얇은 벽의 중공 프로파일과 같은 더 보강된 형상을 이용하는 것이 최선이다. 축(6)에 직각인 방향에서, 암은 도 5a의 암의 예에서 나타낸 바와 같이, 그것의 전체 길이를 따라 일정한 프로파일 폭을 가질 수도 있고, 또는 이 폭은 도 5b의 암의 예에서 나타난 바와 같이, 통상적으로 축(6)으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 증가하도록 변할 수도 있다.

포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11), 제 2 조명 유닛(9), 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처, 제 3 조명 유닛(12) 및 포착 요소(14)는 암에 종방향의 복수의 열로(즉, 자오 평면 내에) 배열될 수 있고, 또는 최선의 경우로서 거리가 일정한 다양한 라인에 대응하는 복수의 열로 배열될 수 있으나, 이들을 방향 및 거리 모두에 있어서 불규칙하게 배열하는 것도 가능하다.

회전축(6)을 중심으로 한 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 앞서 언급한 회전인 제 1 움직임에 관하여, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 연결된 기준 좌표 시스템을 향한 암(7 및/또는 8 및/또는 13)의 움직임이 추가된다.

돔 형상의 기본 3차원 구조(2)가 대체로 반구 형상을 갖는 유리한 버전에서, 암(7, 8, 13)의 움직임은 그들의 세로축이 3차원 물체(3)의 자오 평면 내에서의 일반적인 움직임을 만들도록 한다.

도 1에 도시된 적절한 애플리케이션 중 하나에서, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 적어도 2 개의 광학 요소(11)는 제 1 암(7) 상에 있으며, 이들 광학 요소는 그룹(렌즈, 미러 또는 잠망경 시스템의 프리즘 부품 또는 이미징 번들) 중 임의의 요소 또는 제 2 조명 유닛(9) 및/또는 제 1 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처일 수 있다. 광학 요소(11)의 특정 유형은 도면에 상세히 도시되지 않았다. 요소(11)의 장착을 위한 개구는 ε의 상호 각도 거리를 갖는다. 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소(11)는 상이한 천정각(zenith angle)(θ) 하에서 샘플을 동시에 관측한다. 샘플은 제 1 조명 유닛(4) 또는 제 2 조명 유닛(9) 또는 제 3 조명 유닛(12) 또는 제 1 조명 광 가이딩 시스템 또는 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 하나 이상의 출구 애퍼처 중 하나 이상에 의해 미리 설정된 조명 방향으로 조명된다. 제 1 조명 유닛(4) 또는 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처가 회전하는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 고정되어 샘플(1)의 조명 및 포착 방향(θ, φ)의 조합의 각각의 값을 단지 유한한 개수만 획득할 수 있는 상황과 비교하면, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)를, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 대해 독립적인 움직임을 수행하는 제 1 이동 가능한 암(7)에 배치하는 것은, 암(7) 및 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 움직임의 조합에 의해, 임의의 다른 각도 조합에 의한 샘플 조명 및 데이터 포착의 방향의 조합의 각각의 값들의 원래의 고정된 개수를 보충하고, 그로 인해 방향 해상도를 증가시켜, 측정된 데이터의 가장 가까운 각도 위치(θn, φn 및 θm, φm) 사이의 각도 값(θn-θm 및 φn-φm)을 임의의 작은 값으로 감소시키는 것이 가능하게 한다. 또한, 동일한 원리가 조명 유닛(4) 또는 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처에 사용될 수 있다. 제 2 조명 유닛(9) 또는 제 1 암(7) 상의 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처, 또는 제 2 암(8) 상의 제 3 조명 유닛(12)과 같은 다른 광원의 배치(여기서, 암(7, 8)은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 대하여 독립적인 선형 또는 원형 움직임을 수행함)는 임의의 다른 각도 조합과 샘플의 조명 방향의 조합의 값들의 각각의 개수를 확장 가능하게 하고, 그로 인해 포착 데이터의 방향 해상도를 증가시킬 수 있다. θ와 φ의 임의의 각도 조합을 달성하기 위해, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 전체 공간에서 각각의 암의 이동 범위를 구현하는 것이 필수적인 것은 아니지만, 그것들을 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 각각의 광학 요소(11)들 간의 각도 거리(ε) 또는 개별 조명 유닛(12) 간의 유사한 각도 거리의 범위 내에 구현하는 것으로 충분하다.

제어되는 돔 형상의 기본 3차원 구조는 측정되는 샘플(1)의 표면(1.1) 위에서 축(6)을 중심으로 회전하며, 측정면(1.1)의 중앙부는, 예컨대, 도 6에서 볼 수 있는 위치(S)에 위치한다. 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소(11)는, 지금 설명 할 케이스에서, 샘플로부터 광학 시스템의 다른 부분으로 그리고 또한 제 1 암(7)의 외부에 배치된 카메라 및/또는 검출기로 조명을 반사시키는 미러를 사용하여 구현된다. 축(6)을 중심으로 한 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 제어된 움직임과 제 1 암(7)의 움직임의 조합을 사용하여, 샘플(1)의 임의의 데이터 포착 방향으로부터의 샘플(1) 표면(1.1)의 레코드를 포착하는 것이 가능하다.

또는, 유사한 방식으로 움직이고 샘플 조명의 다른 방향을 달성하는데 사용되는 제 2 암(8)을 구현하는 것도 가능하다. 각각의 암(7, 8, 13)은 다양한 유형의 움직임을 수행할 수 있다.

본 발명의 본질(즉, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)의 부분 상의 2개의 독립적인 움직임, 여기서 하나의 움직임은 부분 반구의 형상의 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 의해 실현되고, 제 2 움직임은 원형, 직선, 또는 더 복잡한 궤적을 따라 움직이는 제 1 암(7)에 의해 실현됨)을 사용하는, 장치의 특수 예가 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 가능한 움직임의 일례가 제 1 암(7), 제 2 암(8) 및 제 3 암(13)에 대해 표시되어 있다. 샘플(1)로부터의 데이터 포착 방향의 임의의 조합을 달성하기 위해, 선택된 이동 범위에서 주어진 각도(θ 및 φ)의 조합에 대해, 이 장치는 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11) 중 적어도 하나의 위치를 주어진 각도(θ 및 φ)의 조합의 위치로 설정하는 것이 가능하여야 한다. 각도(φ) 방향에서 샘플(1)의 표면(1.1)으로부터의 데이터 포착 방향의 설정의 이동 범위는 0 내지 2π이며, 임의의 값의 이러한 각도를 달성하는 것이 가능하다. 0 - θ_max의 각도 범위 내에서 각도(θ) 방향으로, 샘플로부터의 데이터 포착의 임의의 조합을 달성하기 위해, 각도(θ) 방향으로의 암(7)의 임의의 움직임의 이동 범위는 적어도 축(6)을 통해 지나가는 평면에서 측정된, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 2개의 이웃한 광학 요소(11) 간의 각도 거리(ε)와 동일할 것이다. 이러한 경우에, 각도(θ) 방향으로 축(6)을 중심으로 한 회전의 가능한 사용과 함께, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 2 개의 이웃하는 광학 요소(11)는 샘플(1)을 향한 동일한 각도 위치(θ 및 φ)에 도달할 것이다. 또한, 암(7)의 이동 범위는 더 작을 수도 있다. 그러나, 포착 방향 설정의 리던던시(redundancy)를 달성하고, 그 결과 적어도 ε의 각도 거리 범위 내의 각도(θ) 방향으로의 암(7)의 이동 범위를 구현하는 것이 유리하다.

각각의 암(7, 8, 13)에 의해 실현되는 움직임은 통상적으로 단순한 회전(도 1의 암(7)의 원형 가이드) 또는 선형 움직임, 또는 일 평면에서의 암의 일반적인 움직임(도 3의 암(7)의 움직임) 및 공간에서의 암의 일반적인 움직임(도 3의 암(8)의 움직임)을 발생시키는 이들의 조합이다. 각각의 암(7, 8, 13)의 움직임은, 제어 유닛(20)에 의해 각각 제어되고 샘플(1)을 조명하기 위한 제 1 조명 유닛(4), 제 2 조명 유닛(9) 또는 제 3 조명 유닛(12) 또는 제 4 조명 유닛(22) 및 포착 요소(14)로부터의 데이터 포착의 제어와 동기화되는 적어도 하나의 제 2 모터(17), 적어도 하나의 제 3 모터(18) 및 적어도 하나의 제 4 모터(19)에 의해 구현된다.

보다 복잡한 움직임, 예를 들어, 도 3의 제 2 암(8)의 움직임의 경우, 각각의 암(7, 8 및 13)은 또한 복수의 모터에 의해 작동될 수 있다. 도 3에서, 제 3 모터(18) 중 하나만이 암(8) 옆에서 볼 수 있는데, 실제로 2개의 제 3 모터(18)가 주어진 움직임을 위해 필요하지만, 두번째 것은 도면에서는 보이지 않는다.

샘플(1)의 조명 방향 및 샘플(1)로부터의 데이터 포착 방향의 새로운 조합은 암(7)의 움직임 및 축(6)을 중심으로 한 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 움직임과 결합하여, 제 2 암(8)의 적절한 움직임을 통해 얻어질 수 있다. 장치에 더 많은 제 1 암(7)이 존재한다면, 그들을 사용하여 더 짧은 측정 시간 내에 동일한 세트의 측정 데이터를 얻는 것이 가능하다. 제 3 암(13)이 공통 카메라 또는 검출기와는 상이한 다른 유형의 포착 소자(14)를 포함한다면, 샘플에 대한 더 많은 데이터, 예컨대, 표면의 반사율의 스펙트럼 함수를 얻는 것이 가능하다. 또한, 작은 변경이 가능한데, 예를 들면, 상이한 파장의 밴드패스 필터가 사용될 수 있고, 이미징 시스템 또는 포착 시스템의 변경도 가능하지만, 포착 시스템은 암(7)의 경우에서와 동일한 것일 수 있다.

도 1, 2, 3, 및 4에 도시된 장치의 기본 구성에서, 축(6)은 샘플의 표면을 근사화한 평면에 수직이다. 따라서, 장치에는 이동하는 암에 배치되지 않은 고정 카메라가 장착되어 있어, 항상 축 방향에서의 샘플의 뷰를 매개한다. 이 카메라는, 예컨대, 자동 시준 원리(auto-collimating principle)를 사용하여, 전체 휴대 가능한 장치를 고정 샘플을 향하게 조정하는데 사용된다.

장치의 대안의 변형예는 도 7의 우측의 구성인데, 여기서 축(6)은 샘플(1)의 표면 평면과 수직이 아니다. 이러한 경우, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 하나의 축(6)을 중심으로 한 회전을 수행할 뿐만 아니라, 측정되는 샘플(1)의 표면상에서 교차하는 두 축을 중심으로 한 세차 운동(precession movement)을 수행할 것이다. 이러한 해법의 장점은 대략 반구 형상으로부터 양 세차축을 모두 형성하는 각도(ω)에 의해 정해지는 구 세그먼트 부분의 형상으로의 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 크기 감소가 가능하며, 이로 인해 샘플(1)의 조명 방향 및 샘플(1)로부터의 데이터 포착 방향의 모든 조합에 대한 데이터를 포착할 수 있는 가능성을 유지하면서 장치의 질량이 감소된다는 것이다.

장치의 다른 대안의 변형예는 도 7의 좌측의 구성인데, 여기서 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 축(6)을 중심으로 회전할 뿐만 아니라 샘플에 수직인 두 개의 평행축을 중심으로도 회전하며, 따라서 샘플(1)의 표면 위 행성 운동(planetary movement)을 수행한다. 이 해법의 장점은 샘플(1)에 대하여 조명 및 데이터 포착 방향의 조합의 개수 증가와 더불어, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 더 작은 만곡 반경을 갖는 소형 버전의 장치의 경우에도 샘플 표면의 더 큰 부분을 이미징할 수 있다는 것이다. 장치의 제어 유닛은 검출기 및 카메라로부터의 데이터의 이미징, 조명 유닛의 턴온 및 턴오프, 및 개별 액츄에이터의 이동을 구현하기 위한 대응하는 SW 및 HW가 장착된 임의의 컴퓨터 시스템일 수 있다. 실제적인 이유로, 컴퓨터 시스템을 기본 산업용 컴퓨터와, 개별 기능 요소를 제어하고 적절한 통신 프로토콜을 통해 상호 통신하는 여러 개의 마이크로 컴퓨터로 나누는 것이 적합하다. 도 6에 도시된 구현된 프로토타입의 장치에서, 제어용 산업용 컴퓨터와 더불어 145 개의 마이크로컴퓨터가 사용되었다. 이 장치에서 측정된 데이터는 측정 중에 처리되거나 또는 측정 완료 후 후처리 체제에서 처리된다.

도 1은 샘플(1), 돔 형상의 기본 3차원 구조(2), 샘플(1)과 대면하는 물체(2)의 오목벽(3), 회전축(6)을 갖는 회전부(15), 장치 프레임(30)에 연결된 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)를 포지셔닝하는 제 1 모터(16) 및 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)를 장착하기 위한 위치를 갖는 이동 가능한 암(7)을 도시한다. 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 이들 광학 요소(11)는 통상적으로 렌즈, 또는 이미징 번들과 같은 다른 광학 요소, 미러 또는 프리즘과 같은 잠망경 시스템의 광학 요소이고, 포착 시스템상의 이미징을 매개한다. 이들은 통상적으로 장치 프레임(30)상에, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 부착된 부품 상에, 또는 제 2 모터(17)에 기계적으로 연결되고 그것에 의해 구동되는 이동 가능한 암(7) 상에 배치될 수 있는 카메라 또는 다른 조명 검출기이다. 이러한 배치 중 일부의 선택의 적합성은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 크기 비율, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소(11)의 애퍼처들의 중심의 각도 거리 및 검출기의 횡 크기에 의존한다. 주어진 크기의 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)로, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)의 필요한 개수의 애퍼처가 암(7)에 끼워지면, 적절한 해법은 포착 요소를 암(7) 상에 배치하는 것이다. 이 조건이 충족되지 않으면, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)(예를 들어, 조명 번들 광학부재를 갖는 마이크로 렌즈)를 매우 작은 횡 치수를 갖는 암(7)상에 배치하고, 실제 검출기/카메라를 이동하는 암(7) 외부에 배치하는 것만이 적합할 수 있다. 동일한 조건이 제 1 조명 유닛(4)에 대해 유효하다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 치수가 그것의 큰 횡 치수로 인해, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2) 상에 희망의 작은 상호 거리로 제 1 조명 유닛(4)을 배치하는 것을 허용하지 않는다면, 적절한 해법은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 외부에 제 4 조명 유닛(22)을 배치하고, 조명 번들을, 예컨대, 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 적절한 번들 광학부재를 이용하여, 오목벽(3) 상의 위치로 가져가는 것이다. 따라서, 작은 장치라 하더라도 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 다양한 조합으로부터 발생하는 이론적으로 무한 개의 서로 다른 이미지를 얻을 수 있다.

모터(17, 18, 19)는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 직접적으로 또는 다른 부품을 통해 기계적으로 연결된다. 다른 것들과는 달리, 제 1 모터(16)는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)가 프레임(30)에 대하여 회전할 수 있도록, 프레임(30)에 직접적으로 또는 다른 부품을 통해 기계적으로 연결된다.

암(7, 8 및 13)은 또한 직접적으로 또는 다른 부품을 통해 돔 형상의 기본 3차원 구조에 연결될 수 있다.

간략함의 이유로, 다양한 방식으로 구현될 수 있는 회전 부품(15)과 돔 형상의 기본 3차원 구조(2) 간의 연결은 도 1에 도시되지 않았다.

도 2는 암(7)의 2 개의 극단 위치의 예를 도시하며, 여기서 이 2 개의 극단 위치들 사이에서의 이동 길이는 암의 이동 방향에서 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)의 출구 애퍼처들의 중심간 거리보다 길다.

도 3은 샘플(1)의 표면(1.1)상의 점(S)으로부터 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)의 거리가 더 긴 장치의 일 실시예를 도시한다. 이 도면은 샘플(1), 그것의 측정면(1.1), 돔 형상의 기본 3차원 구조(2), 샘플(1) 방향에서 오목한 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 오목벽(3), 회전축(6)을 갖는 회전부(15)를 도시한다. 장치 프레임(30)에 연결된 제 1 모터(6)는 축(6)을 중심으로 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)를 회전시킨다. 이 도면은 또한 이동 가능한 제 1 암(7)을 도시하며, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)를 장착하기 위한 위치를 이 도면에서 볼 수 있다. 이러한 요소는 통상적으로 렌즈 또는 이미징 번들과 같은 다른 광학 요소, 미러 또는 프리즘과 같은 잠망경 시스템의 광학 요소이며, 포착 시스템 상의 이미징을 매개한다. 이들은 통상적으로, 제한된 크기의 장치에서, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소(11)와 함께 이동 가능한 암(7) 상에 배치될 수 있는 카메라 또는 다른 조명 검출기이다.

이러한 기본 구성은 제 3 조명 유닛(12)의 배치를 위한 위치를 갖는 제 2 암(8)에 의해 보완될 수 있다. 이 암은 그것을 구동하는 제 3 모터(18)에 기계적으로 연결된다. 암(7)의 포지셔닝 및 축(6)을 중심으로 한 포지셔닝과 결합하여 이 암(8)을 적절하게 포지셔닝 함으로써, 샘플(1)의 조명 방향 및 샘플(1)로부터의 데이터 포착 방향의 새로운 조합을 얻는 것이 가능하다. 또한, 기본 구성은 포착 요소(14)를 갖는 제 3 암(13)에 의해 보완될 수 있다. 이 암은 그것을 포지셔닝하는 제 4 모터(19)에 직접적으로 또는 다른 부품을 통해 기계적으로 연결될 수 있다. 암(7, 8)의 포지셔닝 및 축(6)을 중심으로 한 포지셔닝과 결합된 이러한 제 3 암(13)의 적절한 포지셔닝에 의해, 샘플(1)의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 새로운 조합을 얻는 것이 가능하다.

도 3의 모터(16, 17, 18, 19) 및 암(7, 8, 13)의 부착은 도 1에서 설명한 것과 유사하다. 도 4의 좌측 부분은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 표면에 걸쳐 가변적인 밀도의 애퍼처를 유도하는 각각의 요소의 애퍼처의 일정한 그리드의 제 1 조명 유닛(4)의 분포를 보여준다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 표면상의 애퍼처의 거의 일정한 평면 밀도를 유도하는 각각의 요소의 개구의 불규칙한 거리(L ± dL)를 갖는 제 1 조명 유닛(4)의 분포 예가 도 4의 우측 부분에 도시되어 있다. 이러한 요소의 불규칙한 분포는 요소, 예컨대, 제 1 조명 유닛(4)의 그리드 및 데이터 측정을 위한 위치의 그리드 사이의 간섭 억제를 위해 사용되는 최선이다.

도 5의 좌측은 임의의 암(7, 8, 13)에 사용될 수 있는 암의 전형적인 구현예를 보여주는데, 이 예에서는 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 개별 광학 요소(11)의 애퍼처, 제 2 조명 유닛(9) 또는 암 상의 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처의 위치들의 거리가 일정하다. 도 5의 우측은 임의의 암(7, 8, 13)에 사용될 수 있는 또 다른 전형적인 암의 예를 보여주는데, 이 예에서는 제 2 조명 유닛(9)의 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 개별 광학 요소(11)의 애퍼처, 또는 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처의 거리가 불균일하다. 암을 따른 애퍼처의 균일한 배치의 이점은 제조 및 측정 구현이 간단하다는 것이다. 단점은 도 4의 좌측에서 볼 수 있듯이, 회전축(6)으로부터의 더 큰 값의 각도(θ)에 대해 측정된 데이터의 밀도가 낮다는 것이다. 이러한 사실은 애퍼처의 배열이 균일하지 않은 암의 예에서 볼 수 있는 바와 같이, 보다 큰 각도(θ)로 요소의 애퍼처를 많은 수로 배치함으로써 보상될 수 있다. 도 5의 우측에는, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)의 애퍼처와 함께, 이동 가능한 암 상의 제 2 조명 유닛(9)의 애퍼처의 현재의 배치 예가 도시되어 있다. 눈에 보이는 애퍼처는 제 2 조명 유닛(9) 또는 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 출구 애퍼처의 배치를 위한 자유 위치를 나타낸다. 이 배치는 암이 바깥쪽에서부터 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 연결되는 경우에 적합하다. 그 다음, 암의 축을 따라 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 종방향 슬릿이 존재해야 하고, 제 1 조명 유닛(4)은 이러한 개구 영역에 배치될 수 없다. 도 3의 제 2 암(8)의 예에서 알 수 있는 바와 같이, 암이 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 내부로부터 부착되면, 이러한 암은 제 1 조명 유닛(4)의 일부를 덮는다. 또한, 제 1 암(7)은 도 3의 제 2 암(8)과 유사한 배치를 가질 수 있다. 제 1 암(7)의 배치의 두 경우 모두, 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 요소(11)의 애퍼처 부근에서 그 방향으로부터의 조명 동안의 샘플의 측정은 데이터에서 빠지게 될 것인데, 이는 제 1 조명 유닛(4)이 이러한 방향에서 존재하지 않을 것이기 때문이다. 따라서, 제 2 조명 유닛(9), 또는 적어도 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)으로부터의 그것들의 번들의 출구 애퍼처들을 제 1 암(7) 상에 배치하는 것도 적합하다.

도 6은 개략도 상의 부재번호에 대응하는 실제 요소들이 도시되어 있는, 구현된 장치의 사진이다. 돔 형상의 기본 3차원 구조(2) 및 그것의 샘플(1)과 대면하는 오목하게 만곡된 오목벽(3), 제 1 조명 유닛(4), 회전축(6), 제 1 암(7), 포착 시스템(3) 상의 이미징을 매개하는 요소(11), S - 샘플(1)의 노출면(1.1)과 교차하는 회전 점의 축(6).

도 7은 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)가 합성 운동을 수행하는 경우에, 샘플(1)을 향하여 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 움직임을 배열하는 2가지 대안의 변형예를 도시한다. 이 도면의 좌측에는, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 행성 운동의 일례가 있는데, 여기서 샘플(1)에 수직인 축(6)을 중심으로 한 회전이 존재할 뿐만 아니라 이 축은 거리(e)에 있는 축(6)과 평행한 다른 축을 중심으로 회전한다. 이 도면의 우측에는, 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 세차 운동의 일례가 존재하는데, 여기서 축(6)을 중심으로 한 회전이 존재할 뿐만 아니라, 이것은 그것과 각도(ω)를 형성하는 다른 축을 중심으로 회전하고, 이들의 교점은 샘플(1)의 표면 상에서 발견된다.

제출된 제안에 따른 장치는 용이하게 휴대할 수 있고 현장에서 사용할 수 있는 질량 및 크기로 구현될 수 있다. 2가지 구현 변형예는 제 1 경우에서 샘플(1)의 중앙으로부터 대략 250mm의 거리에, 그리고 제 2 경우에서 샘플의 중앙으로부터 160mm의 거리에, 위치하는 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소(11)의 출구 애퍼처를 갖는다. 이러한 변형예은 도 3에 따른 버전에서 구현되었다. 포착 시스템(11)상의 이미징을 매개하는 광학 요소의 애퍼처가 100mm 이하의 거리에 있을 때, 도 1에 따른 변형예가 사용된다. 명시된 변형예 중 가장 큰 것은 약 12kg의 총 중량을 가지며, 더 작은 변형예의 경우 무게는 현저하게 가볍다.

상호 고정된 조명 유닛 또는 검출기를 이용하여 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 데이터 포착 방향의 각도 조합 사이의 중간 위치를 얻기 위한 본 발명의 원리를 이용하는 휴대 가능한 장치는 물체의 프리젠테이션 및 3D 모델링의 프레임워크 내의 컴퓨터 그래픽의 애플리케이션을 위한 이미징 장치로서, 조명 및 모니터링의 다양한 방향에서 표면을 모니터링하기 위한 시각적 검사들을 대체하는 표면 품질 관리, 및 앞서 언급한 특징들이 사용될 수 있는, 즉, 재료의 외형을 특징화하고 보존할 필요가 있는 다른 영역에서, 예컨대, 문화 유산 유물 보존 영역에서, 산업상 이용가능성을 가진다. 고정 측정 샘플로부터 BTF 데이터를 포착하는 다른 기존의 방법에 비교되는 본 발명의 해법의 주된 장점은 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터 반사된 광의 포착 방향의 증배에 의한, 샘플의 조명 방향 및 샘플로부터의 포착 방향의 필요한 개수의 조합을 포착하는 시간의 단축, 및 주로 샘플의 현장 측정을 가능하게 하는 샘플의 표면 외형의 포착을 위한 휴대 가능한 측정 장치의 구현 가능성이다.

주어진 접근법에 대한 용도는, 예를 들어, 고고학, 생물학, 예술, 3D TV, 표면의 품질 평가 및 그것의 수정, 컴퓨터 비전에서의 재료의 탐지 및 분류를 포함하는 3D 가상 현실에서 실제 물체의 리프리젠테이션을 적용할 가능성이 있는 컴퓨터 그래픽, 광학 레코드 및 샘플의 다양한 유형의 데이터의 재구성 분야에서 그리고 다른 애플리케이션에서 찾을 수 있다.

1 - 샘플
1.1 - 샘플의 표면
2 - 돔 형상의 기본 3차원 구조
3 -(샘플(1)과 대면하는 측상에서 오목하게 만곡된 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의) 오목벽
4 - 제 1 조명 유닛
6 -(회전부(15) 및 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의) 회전축
7 - 제 1 암
8 - 제 2 암
9 - 제 2 조명 유닛
11 - 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 광학 요소
12 - 제 3 조명 유닛
13 - 제 3 암
14 - 포착 요소
15 - 회전부
16 - 제 1 모터
17 - 제 2 모터
18 - 제 3 모터
19 - 제 4 모터
20 - 제어 유닛
21 - 제 2 조명 광 가이딩 시스템
22 - 제 4 조명 유닛
30 - 프레임

Claims (14)

1. 샘플의 기하학적 형상을 측정하고 샘플 표면의 공간적으로 변하는 표면 반사율을 측정하기 위한 장치로서,
   상기 장치는 돔 형상의 기본 3차원 구조(2), 적어도 2개의 조명 유닛, 및 광 포착 시스템을 포함하고,
   상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 측정될 상기 샘플(1)의 표면(1.1) 위에 놓여 있고, 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 상기 샘플(1)을 대향하는 측에서 오목하게 만곡된 적어도 하나의 오목벽(3)을 가지며,
   상기 적어도 2개의 조명 유닛은 측정될 샘플 표면 상의 각각의 애퍼처를 통해 직사광을 출력하고, 상기 애퍼처는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 고정식으로 또는 이동 가능하게 연결되어 있고,
   상기 광 포착 시스템은 카메라 및 광 검출기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개의 장치를 포함하며,
   상기 샘플은 고정 위치에 있고 상기 장치는 프레임(30) 및 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)를 회전 구동시키기 위한 제 1 모터(16)를 더 포함하고, 상기 모터(16)는 상기 프레임(30)에 부착되고, 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)는 회전축(6)을 갖는 회전부(15)에 기계적으로 연결되고, 상기 회전부(15)는 그것의 회전축(6)이 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 상기 오목벽(3) 또는 상기 오목벽(3)에 생성된 개구부를 관통하도록 방향 조절된, 상기 제 1 모터(16)의 샤프트이거나 또는 상기 회전부(15)는 모션 트랜스미션 수단에 의해 상기 제 1 모터(16)의 상기 샤프트에 연결된 요소이고, 상기 모션 트랜스미션 수단 및 상기 제 1 모터의 상기 샤프트의 방향은 상기 회전부(15)의 회전축(6)이 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 상기 오목벽(3) 또는 상기 오목벽(3)에 생성된 개구부를 관통하도록 되어 있고, 그리고
   상기 장치는 상기 광 포착 시스템 상의 이미징을 매개하는 하나의 세트의 적어도 2개의 광학 요소(11)를 지니는 적어도 하나의 제 1 암(7)을 더 포함하고, 상기 광학 요소(11)는 미러, 렌즈, 이미징 번들 및 프리즘 중 하나 이상으로 이루어지며, 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 고정된 다른 부품에 부착되며,
   상기 제 1 암은 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)와 함께 회전 가능하고,
   상기 제 1 암(7)은 또한 적어도 하나의 제 2 모터(17)에 기계적으로 연결되어 있고, 상기 제 2 모터(17)는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)와 연관된 기준 좌표 시스템에 대한 상기 제 1 암(7)의 움직임의 독립적 구동을 위해 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 상기 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 고정된 다른 부품에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 암(7)은 또한 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 적어도 2개의 제 2 조명 유닛(9); 및 제 1 조명 광 가이딩 시스템의 적어도 2개의 출구 애퍼처 중 하나 이상을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오목벽(3)은 하나 이상의 제 2 조명 광 가이딩 시스템(21)의 출구 애퍼처를 구비하고, 상기 제 2 조명 광 가이딩 시스템은 그 입력부에서 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 제 4 조명 유닛(22)에 연결되고, 또는 상기 오목벽(3)은 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 하나 이상의 제 1 조명 유닛(4)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 상기 제 1 조명 유닛(4) 및 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 상기 제 4 조명 유닛(22) 중 하나 이상은, 상기 제 1 조명 유닛(4) 및 상기 제 4 조명 유닛(22) 중 하나 이상의 개별 제어 또는 그룹 제어를 위해 제어 유닛(20)에 개별적으로 또는 그룹으로 전기적으로 연결되어 있고, 카메라 및 검출기 중 하나 이상이 조명과 반사된 광의 포착의 동기화를 위해 상기 제어 유닛(20)에 동시에 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 암(7)은 또한 적어도 2개의 카메라; 및 적어도 2개의 검출기 중 하나 이상을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
   
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 하나의 세트의 적어도 2개의 제 3 조명 유닛(12)을 지니는 적어도 하나의 제 2 암(8)은 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 연결된 다른 부품에 부착되며, 상기 제 2 암(8)은 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 연결된 기준 좌표 시스템에 대한 상기 제 2 암(8)의 움직임의 독립적 구동을 위해 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 연결된 다른 부품에 부착된 적어도 하나의 제 3 모터(18)에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
   
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나의 세트의 적어도 2 개의 상호 분리된 포착 요소(14)를 지니는 적어도 하나의 제 3 암(13)은 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 연결된 다른 부품에 부착되며, 상기 포착 요소(14)는 적어도 하나의 검출기; 및 적어도 하나의 카메라 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제 3 암(13)은 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 연결된 기준 좌표 시스템에 대한 상기 제 3 암(13)의 움직임의 독립적 구동을 위해 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 부착되거나 또는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)에 기계적으로 연결된 다른 부품에 부착된 적어도 하나의 제 4 모터(19)에 기계적으로 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
   
8. 제 2 항에 있어서, 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 상기 제 2 조명 유닛(9)은 상기 제 2 조명 유닛(9)의 개별 제어 또는 그룹 제어를 위해 제어 유닛(20)에 개별적으로 또는 그룹으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
9. 제 6 항에 있어서, 상기 샘플(1)을 조명하기 위한 상기 제 3 조명 유닛(12)은 상기 제 3 조명 유닛(12)의 개별 제어 또는 그룹 제어를 위해 제어 유닛(20)에 개별적으로 또는 그룹으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 모터(16) 및 상기 제 2 모터(17)는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 움직임 및 상기 제 1 암(7)의 움직임을 통한, 조명과 상기 샘플(1)로부터 반사된 광의 포착의 동기화를 위해 제어 유닛(20)에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
    
11. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 모터(18)는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 움직임 및 상기 제 2 암(8)의 움직임을 통한, 조명과 상기 샘플(1)로부터 반사된 광의 포착의 동기화를 위해 제어 유닛(20)에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
    
12. 제 7 항에 있어서, 상기 제 4 모터(19)는 상기 돔 형상의 기본 3차원 구조(2)의 움직임 및 상기 제 3 암(13)의 움직임을 통한, 조명과 상기 샘플(1)로부터 반사된 광의 포착의 동기화를 위해 제어 유닛(20)에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
13. 삭제
14. 삭제

Images