KR20060026270A - 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법 - Google Patents

비접촉 표면형상 측정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

측정하고자 하는 측정물의 미세표면 경사도를 순차적으로 측정하고 이로부터 전체표면의 형상을 측정하는 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법에 대해 개시한다. 광학검출기를 이용하여 측정대상물의 표면 형상을 일정구간씩 분할하여 측정하는 비접촉 표면형상 측정장치는, 광학검출기와 측정대상물은 상호 평행한 방향으로 상대이동되고,
광학검출기는 광원과, 광원으로부터 조사되는 광을 분할하는 빔스프리터와, 빔스프리터를 통과한 일부광을 평행광으로 전환시키며 측정대상물의 표면에 반사시키는 콜리메이터렌즈와, 광원으로부터 조사된 광의 일부가 빔스프리터에서 분할되어 측정물의 표면에 경사가 없을때 생기는 상은 제1초점이 맺히며 측정부분이 경사진 측정대상물로부터 반사된 반사광이 빔스프리터에서 분할되어 제2초점에 맺히는 표시부를 구비하며,
제1,2초점 사이의 거리를 산출하는 초점변위산출부와, 측정된 거리로부터 측정표면의 경사각도를 산출하는 경사각도연산부와, 산출된 경사각도로부터 측정표면의 경사높이를 산출하는 높이연산부를 구비한다.
이와 같은 측정장치 및 방법은, 광학검출기(또는 이동광학계)와 측정대상물이 상호 평행한 방향으로 상대이동됨으로써 구동메카니즘을 간단하게 한다. 또한, 이동광학계를 채용함으로써 외부진동에 의하여도 측정부분에 정확하게 광이 조사될 수 있도록 하여 보다 정밀한 측정을 가능하게 한다. 측정부분에서의 반사광으로부 터 얻어진 초점변위로부터 경사높이를 측정하여 표면형상을 측정함으로써 간단하게 표면형상을 측정할 수 있게 한다. 또한, 측정대상물의 형상대로 테이블상에 놓여진 상태로 표면형상을 측정하고 원하는 위치로 좌표변환하여 표면형상을 디스플레이할 수 있게 하여 다양한 데이타를 출력할 수 있게 한다.
비접촉, 표면형상, 경사각도, 경사높이

Description

비접촉 표면형상 측정장치 및 방법{A non-contact apparatus and method for measuring a reflect surface form}
도 1 및 도 2는 종래 표면형상 측정장치를 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명 표면형상 측정장치를 나타낸 개략도,
도 4는 도 3의 광학검출기를 발췌하여 나타낸 개략도,
도 5는 측정대상물을 일정간격으로 분할하여 측정하는 방법을 설명하기 위한 개략도,
도 6은 도 5의 요부 발췌도,
도 7 및 도 8은 본 발명 측정장치 및 방법의 다른 실시예,
도 9는 측정대상물을 나타낸 사시도,
도 10은 측정결과를 나타낸 그래프,
도 11은 3차원 측정표시를 나타낸 그래프,
도 12는 좌표변환 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40...광학검출기 43...빔스프리터
44...콜리메이터렌즈 45...조리개
50...이동광학계 100...측정대상물
본 발명은 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법에 관한 것으로써, 더 상세하게는 측정하고자 하는 측정물의 미세표면 경사도를 순차적으로 측정하고 이로부터 전체표면의 형상을 측정하는 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 측정 대상물의 표면 형상을 측정하는 방법으로는 측정센서를 대상물표면에 직접 접촉하여 이동시키면서 측정하는 접촉식 측정방법이 사용되고 있다.
그러나 이러한 접촉식 측정방법은 고정도의 표면상태가 요구되는 대상물에는 적합하지 아니하며, 측정센서의 마모등으로 측정대상물의 손상/변형 및 측정센서의 교체등이 요구되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 일예의 비접촉 표면 형상측정 장치가 일본특허공개공보 평10-318729호에 개시되어 있고 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.
이는 베이스(11)에는 X축방향으로 이동가능하게 설치되며 측정하고자 하는 워크(work;W)가 안착되는 워크테이블(13)이 마련되어 있고, 베이스(11)에 설치되는 기둥(12)에는 광학검출기(20)가 Z방향으로 이동가능하게 설치되어 있다.
상기 광학검출기(20)는 기둥(12)에 설치된 이송나사(15)를 따라 모터(16)의 구동으로 Z방향으로 이동가능하게 되어 있다.
또한, 광학검출기(20)에는 스케일(scale;17)이 장착되어 있고, 기둥(12)에는 판독헤드(18)가 설치되어서 광학검출기(20)의 Z방향 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다.
또한, 광학검출기(20)로부터 얻어진 화상데이터를 처리하는 화상데이터처리부(31), 모터(16)를 구동제어하는 모터제어부(33), 판독헤드(18)의 신호로부터 광학검출기(20)의 Z방향 위치나 변위량을 산출하는 위치산출부(32) 및 이들 전체를 제어하는 측정제어부(34)가 마련되어 있다.
한편, 상기 광학검출기(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 램프(21), 콜리메이트렌즈(collimate lens;22), 하프미러(half mirro;23), 미러(24), 결상렌즈(25) 및 CCD카메라(26)로 구성되어 있으며, 이러한 구성으로부터 워크(W) 표면(Wa)의 형상을 검출한다.
즉, 램프(21)로부터 조사된 광은 콜리메이트렌즈(collimate lens;22)를 통과하여 하프미러(23)에서 워크표면(Wa)으로 향하는 광과 미러(24)로 향하는 광으로 나누어진다.
워크표면(Wa)에서 반사된 광은 하프미러(23) 및 결상렌즈(25)를 통과하여 CCD카메라(26)에 입사되고, 미러(24)에서 반사된 광은 하프미러(23) 및 결상렌즈(25)를 통과하여 CCD카메라(26)에 입사된다.
이에 따라서 하프미러(23)에서 워크표면(Wa)까지의 거리 H와 미러(24)까지 거리 L과의 차이에 따라 간섭무늬가 발생한다. 이 간섭무늬로부터 신호의 강도 차이가 발생하므로 거리 H를 변화시키면서 각 측정점중 제일 큰 강도의 신호를 발생하는 때에 Z방향의 위치를 검출하여 워크표면(Wa)의 형상을 측정한다.
그러나 상기와 같은 형상 측정장치는 다음과 같은 문제점을 가진다.
첫째, 워크(W)의 수평이동과 광학검출기(20)의 수직이동을 함께 하여야 하므로 구동메카니즘이 복잡하며, 이에 따라 대형물의 측정이 어렵다.
이러한 방법은 측정범위가 좁고 소형물의 측정에는 유리하나, 대형물이나 큰 측정변위(수 mm)의 측정이 불가능하다.
둘째, 광원을 포함하는 광학검출기 전체가 이동하여야 하므로 외부진동에 의하여 측정위치에 정확한 광조사가 어렵게 되어 형상측정에 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 다음과 같은 목적을 가진다.
첫째, 측정부분에서 반사된 반사광으로부터 얻어진 측정부분의 경사각도를 이용하여 표면의 형상을 측정할 수 있도록 한 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
둘째, 측정대상물 또는 광학검출기중 어느 하나를 상대 수평이동시킴으로써 측정대상물의 표면 형상을 측정할 수 있도록 하여 구동메카니즘이 간단해진 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
세째, 이동광학계를 채용함으로써 표면 형상측정중 외부진동에 의하여도 측정이 비교적 정확하게 이루어지고, 대형의 측정물 또는 파이프와 같은 좁은공간내의 표면형상의 측정이 가능하도록 한 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 광학검출기를 이용하여 측정대상물의 표면 형상을 일정구간씩 분할하여 측정하는 비접촉 표면형상 측정장치에 있어서,
상기 광학검출기와 측정대상물은 상호 평행한 방향으로 상대이동되며,
상기 광학검출기는 광원과, 상기 광원으로부터 조사되는 광을 분할하는 빔스프리터와, 상기 빔스프리터를 통과한 일부광을 평행광으로 전환시키며 상기 측정대상물의 표면에 반사시키는 콜리메이터렌즈와, 상기 콜리메이터렌즈를 통과한 광의 면적을 조절하기 위한 조리개와, 상기 광원으로부터 조사된 광의 일부가 빔스프리터에서 분할되어 측정물의 경사가 없을 때 생기는 상은 제1초점에 맺히며 경사진 측정대상물로부터 반사된 반사광이 상기 빔스프리터에서 분할되어 제2초점에 맺히는 표시부를 구비하며,
상기 제1,2초점 사이의 거리를 산출하는 초점변위산출부와,
상기 측정된 거리로부터 측정표면의 경사각도를 산출하는 경사각도연산부와,
상기 산출된 경사각도로부터 측정표면의 경사높이를 산출하는 높이연산부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 측정장치는 상기 광학검출기와 측정대상물은 고정되고, 상기 측정대상물의 표면을 따라 이동되며 상기 광학검출기로부터 조사되는 광을 측정대상물 표면에 반사시키고 그 반사광을 광학검출기측으로 재반사시키는 이동광학계와, 상기 이동광학계를 이동시키는 이동수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 이동광학계는 상기 광학검출기로부터 출사되는 광로와 측정물 표면으로 부터 반사되는 광로를 직각으로 유지시키는 제1,2반사경을 구비하는 펜타프리즘 또는 직각미러이며, 상기 이동수단은 상기 이동광학계가 슬라이딩 가능하게 지지되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동광학계를 소정거리씩 이동시키는 구동모터를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 측정장치에 있어서, 상기 경사각도 연산부 및 높이연산부는, 상기 평행광에 의한 콜리메이터렌즈의 초점을 f0, 측정대상물 표면으로부터 반사된 반사광에 의한 콜리메이터렌즈의 초점을 f1, 두 초점(f0,f1)사이의 거리를 d, 광학검출기의 콜리메이터렌즈의 초첨거리를 F라 하고,
측정대상물을 평면좌표 X-Z평면에 안착시키고, 측정대상물을 등간격(A)으로 분할하여 각 분할 부분에서의 수평좌표 X로부터의 경사높이를 h0,h1, h 2, h3...hn 라 하면,
상기 측정대상물의 측정표면의 경사각도 θ=tan-1(d/2F) 이고,
상기 각 분할측정부분에서의 경사높이 h0 = 0
h1 = h0 + Atanθ1
h2 = h1 + Atanθ 2
h3 = h2 + Atanθ 3
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hn = hn-1 + Atanθn 의 연산식에 의하여 연산하여 각 부분 측정값 θn 및 hn 까지의 높이측정곡선을 도표화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평좌표 X에 대하여 측정대상물로부터 각 분할측정부분에서의 경사높이를 얻은 후, 일정각도(α) 기울여진 상태로 좌표변환하여 변환좌표 X1에 대하여 표면형상을 얻는 좌표변환부를 더 구비하며,
상기 좌표변환부는 측정대상물(100)의 X축에 투영한 투영길이를 An, Y축에 투영한 투영길이를 hn, 좌표변환각 α=tan(hn/An) 이라 하면,
상기 X1축에 대한 높이 연산식 hn = hn-1 + Atanθ(n-α) 로 연산되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 측정장치는 상기 이동광학계를 상기 X방향으로 이동시키면서 경사높이를 측정하되, 상기 Z방향으로 일정스텝씩 이동하여서 측정대상물의 표면 형상을 입체적으로 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 측정장치 및 방법은 광학검출기와 측정대상물이 상호 평행한 방향으로 상대이동됨으로써 구동메카니즘을 간단하게 할 뿐만 아니라, 이동광학계를 채용함으로써 외부진동에 의하여도 측정부분에 정확하게 광이 조사될 수 있도록 하여 보다 정밀한 측정을 가능하게 한다. 또한, 측정부분에서의 반사광으로부터 얻어진 초점변위로부터 경사높이를 측정하여 표면형상을 측정함으로써 간단하게 표면형상을 측정할 수 있게 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명 실시예의 비접촉 표면형상 측정장치를 나타낸 도 3 내지 도 5를 참조하면, 이는 광학검출기(40)를 이용하여 측정대상물(100)의 표면을 일정구간씩 분할하여 측정하며 광학검출기(40)와 측정대상물(100)을 상호 평행한 방향으로 상대이동시키면서 광을 조사하여 그 반사광으로부터 초점변위, 경사각도 및 경사높이를 측정함으로써 표면형상을 측정한다.
측정대상물로서는 유리, 연마면 또는 도금면등 모든 반사표면을 가지는 대상물일 수 있다.
상기 광학검출기(40)는 광원(41)과, 상기 광원(41)으로부터 조사되는 광을 분할하는 빔스프리터(beam splitter;43)와, 상기 빔스프리터(43)를 통과한 일부광을 평행광으로 전환시키며 상기 측정대상물(100)의 표면에 반사시키는 콜리메이터렌즈(collimate lens;44)와, 상기 측정대상물(100)로부터 반사된 반사광이 상기 빔스프리터(43)에서 분할되어 상이 맺히는 맺히는 표시부(46)를 구비한다.
도 4에서 f0는 측정대상물의 표면이 경사지지 아니한 평탄한 표면을 가지는 경우 생기는 상의 위치이며, f1은 측정대상물의 표면이 경사진 경우 발생하는 상의 위치를 나타낸다.
상기 측정표면의 경사도에 따라 반사광의 초점상의 위치가 변화되며, 이러한 초점상의 변위를 측정하여 측정표면의 경사각도를 측정하고 경사높이를 측정함으로써 표면형상을 측정하게 된다.
상기 광원(41)으로는 백색광 또는 정밀측정을 하기 위해서 미세부분을 조사하기 위한 레이저광 시스템이 사용될 수 있다. 참조번호 42는 레티클(reticle)로서 백색광이 채용되는 경우 사용되며, 레이저광이 사용되는 경우에는 발산렌즈가 채용된다.
또한, 상기 평행광이 조사되는 위치에는 측정부위 면적을 조절을 위한 조리개(45)가 마련되며, 측정부분의 면적을 미세화하여 정밀측정을 가능하게 한다.
또한, 본 발명 측정장치에는 상기 표시부(46)로부터 제1,2초점위치(f0,f1) 사이의 거리를 산출하는 초점거리산출부(60)와, 상기 측정된 거리로부터 측정표면의 경사각도를 산출하는 경사각도연산부(70)와, 상기 산출된 경사각도로부터 측정표면의 경사높이를 산출하는 높이연산부(80)를 구비한다.
상기 초점거리산출부(60)는 상기 표시부(46)에 맺히는 두개의 초점(f0,f1)간의 거리(d)를 접안렌즈(미도시)를 통하여 직접 계산하거나 또는 두 초점(f0,f1)위치를 센싱하여 자동계산할 수도 있다.
상기와 같이 얻어진 두 초점(f0,f1)의 거리 d로부터 측정표면의 경사각도를 얻을 수 있는 바, 이는 경사각도 연산부(70)를 통한 이하의 경사각도 연산식으로부터 얻을 수 있다.
즉, 상기 측정대상물의 측정표면의 경사각도 θ=tan-1(d/2F) 로부터 얻을 수 있다. 이때 F는 광학검출기의 콜리메이터렌즈의 초첨거리를 나타낸다.
또한, 높이연산부(80)를 통하여 상기 산출된 경사각도(θ)로부터 측정표면의 경사높이를 산출할 수 있는 바, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 측정대상물(100)을 등간격(A)으로 분할하고, 각 분할 부분에서의 수평좌표 X에 대한 경사높이를 h0,h1, h2, h3...hn 라 하면,
상기 측정대상물의 측정표면의 경사각도 θ=tan-1(d/2F) 이고,
상기 각 분할측정부분에서의 경사높이 h0 = 0
h1 = h 0 + Atanθ1
h2 = h1 + Atanθ2
h3 = h2 + Atanθ 3
ㆍ
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hn = hn -1 + Atanθ n 의 연산식에 의하여 연산된다.
상기와 같이 얻어진 두 초점(f0,f1)간의 거리(d), 경사각도(θ) 및 경사높이 는 프로그램화된 자동연산식에 의해서 산출되어지며, 모니터(미도시)등의 디스플레이를 통하여 도표화될 수 있다.
상기 광학검출기(40)또는 측정물(100)은 가이드레일(미도시)에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 구동모터(미도시)를 통하여 각 측정구간(A)에 대응하는 거리로 순차적으로 이동되면서 분할된 측정구간(A) 전체를 적분해가면서 전체표면의 형상을 간단하게 측정한다.
한편, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명 실시예의 측정장치는 상기 광학검출기(40)와 측정대상물(100)은 고정시키고, 상기 측정대상물(100)의 표면 상부를 따라 이동되며 상기 광학검출기(40)로부터 조사되는 광을 측정대상물(100) 표면에 출사시키고 그 반사광을 광학검출기(40)측으로 재반사시키는 이동광학계(50)와, 상기 이동광학계(50)를 이동시키는 이동수단을 구비하는 구조로 구성할 수 있다.
상기 이동광학계(50)는 광학검출기(40)로부터 출사되는 광을 측정대상물(100) 표면에서 반사시키고 그 반사광을 광학검출기(40)로 입사시키며 출사광과 반사광이 직각 광로를 이루도록 하는 제1,2반사경(51)(52)을 구비한다.
도 7에 채용된 이동광학계(50)는 펜타프리즘(penta prism)이고, 도 8에 채용된 이동광학계(50)는 두개의 반사경을 가지는 직각미러이다.
이러한 부피가 작은 이동광학계(50)를 채용함으로써 이송을 원할하게 하고 이송부하를 줄일 수 있으며 진동에 영향을 비교적 받지 않고 길이가 긴 대형물의 측정이나 좁은공간 내의 표면형상측정시에도 정밀한 측정을 가능하게 한다.
상기 이동수단은 상기 광학검출기(40)의 이송과 마찬가지로 이동광학계(50) 가 슬라이딩 가능하게 지지되는 가이드레일(미도시)과, 상기 가이드레일을 따라 이동광학계(50)를 소정거리씩 이동시키는 구동모터(미도시)를 채용하여 이송시킬 수 있다.
한편, 본 발명 측정장치는 측정대상물(100)을 도 12에 도시된 바와 같이, 테이블상에 중력에 의해 놓은 상태에서 좌표축 X방향을 따라 광학검출기(40) 또는 이동광학계(50)를 이동시키면서 좌표축 Y 방향을 따른 측정부분의 경사높이를 측정한 후, 측정대상물(100)의 양단이 동일 좌표축선상에 놓이도록 좌표변환하여 표면형상을 디스플레이할 수 있다.
즉, 좌표축 X-Y에 대하여 표면형상을 측정한 후 좌표축 X1-Y1축으로 좌표변환하여 표면형상을 표시할 수 있다.
상기 좌표변환은 도 12를 참조하면, 측정대상물(100)의 X축에 투영한 투영길이를 An, Y축에 투영한 투영길이를 hn이라 하면, 좌표변환각 α=tan(hn /An) 이다.
따라서, 상기 X-Y축에 대한 높이 연산식 hn = hn-1 + Atanθn 로부터 X 1-Y1축에 대한 높이 연산식은 hn = hn-1 + Atanθ(n-α) 로 계산될 수 있다.
또한, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 광학검출기(40) 또는 이동광학계(50)를 X방향으로 이동시키면서 표면형상을 측정하되, Z방향으로 순차적으로 이동시키면서 표면형상을 측정함으로써 3차원의 표면형상을 디스플레이할 수 있다.
도 10은 측정결과를 그래프로 나타낸 것으로써, "가"는 각 측정구간의 경사각을 나타내고 "나"는 측정물 표면의 형상을 나타낸다.
상술한 바와 같은 본 발명은 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 상기 실시예에 한정되지 아니하고 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명 비접촉 표면형상 측정장치 및 방법은 다음과 같은 이점을 가진다.
첫째, 측정부분에서의 반사광으로부터 얻어진 초점변위로부터 경사높이를 측정하여 표면형상을 측정함으로써, 대형물 및 넓은범위(수 mm)의 표면형상의 변위를 측정할 수 있다.
둘째, 종래 측정장치는 광학검출기가 상하방향으로 이동하고 워크(W)가 수평방향으로 이동되면서 간섭계응용 및 파장분석방법으로 표면형상을 측정하였던 것과는 달리, 본 발명 측정장치는 광학검출기(또는 이동광학계)와 측정대상물이 상호 평행한 방향으로 상대이동됨으로써 구동메카니즘을 간단하게 한다.
세째, 이동광학계를 채용함으로써 외부진동에 의하여도 측정부분에 정확하게 광이 조사될 수 있도록 하여 보다 정밀한 측정을 가능하게 하며, 길이가 긴 대형물의 측정 또는 좁은공간내의 표면측정을 가능하게 한다.
네째, 측정대상물의 형상대로 테이블상에 놓여진 상태로 표면형상을 측정하고 원하는 위치로 죄표변환하여 표면형상을 디스플레이할 수 있게 하여 다양한 데이타를 출력할 수 있게 한다.
다섯째, 이동광학계를 X축방향 및 Z축방향으로 이동측정함으로써 측정대상물의 표면 형상을 입체적으로 구현할 수 있게 한다.

Claims (6)

  1. 광학검출기를 이용하여 측정대상물의 표면 형상을 일정구간씩 분할하여 측정하는 비접촉 표면형상 측정장치에 있어서,
    상기 광학검출기와 측정대상물은 상호 평행한 방향으로 상대이동되며,
    상기 광학검출기는 광원과, 상기 광원으로부터 조사되는 광을 분할하는 빔스프리터와, 상기 빔스프리터를 통과한 일부광을 평행광으로 전환시키며 상기 측정대상물의 표면에 반사시키는 콜리메이터렌즈와, 상기 콜리메이터렌즈를 통과한 광의 면적을 조절하기 위한 조리개와, 상기 광원으로부터 조사된 광의 일부가 빔스프리터에서 분할되어 측정물의 경사가 없을 때 생기는 상은 제1초점위치에 맺히며 경사진 측정대상물로부터 반사된 반사광이 상기 빔스프리터에서 분할되어 제2초점위치에 맺히는 표시부를 구비하며,
    상기 제1,2초점위치 사이의 거리를 산출하는 초점변위산출부와,
    상기 측정된 거리로부터 측정표면의 경사각도를 산출하는 경사각도연산부와,
    상기 산출된 경사각도로부터 측정표면의 경사높이를 산출하는 높이연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 표면형상 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학검출기와 측정대상물은 고정되고,
    상기 측정대상물의 표면을 따라 이동되며 상기 광학검출기로부터 조사되는 광을 측정대상물 표면에 반사시키고 그 반사광을 광학검출기측으로 재반사시키는 이동광학계와, 상기 이동광학계를 이동시키는 이동수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 표면형상 측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이동광학계는 상기 광학검출기로부터 출사되는 광로와 측정물 표면으로부터 반사되는 광로를 직각으로 유지시키는 제1,2반사경을 구비하는 펜타프리즘 또는 직각미러이며,
    상기 이동수단은 상기 이동광학계가 슬라이딩 가능하게 지지되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동광학계를 소정거리씩 이동시키는 구동모터를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 표면형상 측정장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 경사각도 연산부 및 높이연산부는,
    상기 평행광에 의한 콜리메이터렌즈의 초점을 f0, 측정대상물 표면으로부터 반사된 반사광에 의한 콜리메이터렌즈의 초점을 f1, 두 초점(f0,f1)사이의 거리를 d, 광학검출기의 콜리메이터렌즈의 초첨거리를 F라 하고,
    측정대상물을 평면좌표 X-Z평면에 안착시키고, 측정대상물을 등간격(A)으로 분할하여 각 분할 부분에서의 수평좌표 X로부터의 경사높이를 h0,h1, h 2, h3...hn 라 하면,
    상기 측정대상물의 측정표면의 경사각도 θ=tan-1(d/2F) 이고,
    상기 각 분할측정부분에서의 경사높이 h0 = 0
    h1 = h0 + Atanθ1
    h2 = h1 + Atanθ2
    h3 = h2 + Atanθ3
    ㆍ
    ㆍ
    ㆍ
    hn = hn -1 + Atanθn 의 연산식에 의하여 연산하여 각 부분 측정값 θn 및 hn 까지의 높이측정곡선을 도표화하는 것을 특징으로 하는 비접촉 표면형상 측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 수평좌표 X에 대하여 측정대상물로부터 각 분할측정부분에서의 경사높이를 얻은 후, 일정각도(α) 기울여진 상태로 좌표변환하여 변환좌표 X1에 대하여 표면형상을 얻는 좌표변환부를 더 구비하며,
    상기 좌표변환부는 측정대상물(100)의 X축에 투영한 투영길이를 An, Y축에 투영한 투영길이를 hn, 좌표변환각 α=tan(hn/An) 이라 하면,
    상기 X1축에 대한 높이 연산식 hn = hn-1 + Atanθ(n-α) 로 연산되는 것을 특징 으로 하는 비접촉 표면형상 측정장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 이동광학계를 상기 X방향으로 이동시키면서 경사높이를 측정하되, 상기 Z방향으로 일정스텝씩 이동하여서 측정대상물의 표면 형상을 입체적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 비접촉 표면형상 측정장치.
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