KR20070016752A - 길이 측정장치 및 방법 - Google Patents

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KR20070016752A KR1020050071703A KR20050071703A KR20070016752A KR 20070016752 A KR20070016752 A KR 20070016752A KR 1020050071703 A KR1020050071703 A KR 1020050071703A KR 20050071703 A KR20050071703 A KR 20050071703A KR 20070016752 A KR20070016752 A KR 20070016752A
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Abstract

본 발명은 길이 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 현미경의 측정범위를 벗어나는 대형 물체에 대하여 현미경 및 씨씨디(CCD) 카메라를 이용하여 대상체의 길이를 정밀하게 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 실제 표준자에 대하여 화면상에 가상 표준자를 생성하여 표시하고, 길이측정 대상체를 길이방향으로 여러 구역으로 나누어 각 구역이 서로 겹쳐지도록 현미경을 통해 CCD 카메라로 화상을 촬상하되, 한 화상에서 대상체의 길이방향으로 특정 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀당 휘도값을 측정하여 저장하고 이 휘도값이 다음 촬상될 화상의 다른 픽셀에 나타날 때까지 CCD 카메라를 이동시켜 다음 화상을 촬상하며, 이와 같이 대상체의 최선단부에서 최후단부까지 연속적으로 촬상한 화상의 픽셀수를 상기 가상 표준자에 매핑하여 상기 대상체의 전체 길이를 측정한다.
본 발명에 의하면, 기존에 CCD 카메라를 이동하면서 화상을 촬상할 때 발생하는 오차를 완전히 배제하여 대형 물체의 크기를 고정밀도로 정확하게 측정할 수 있다.
현미경, CCD 카메라, 화상, 길이, 휘도, 픽셀

Description

길이 측정장치 및 방법{Length Measuring Device and Method}
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 길이 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실제 표준자의 화상에 대한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 길이측정 대상체의 화상에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 연속적으로 촬상된 화상이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 길이 측정방법을 보이는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 현미경 렌즈 110 : CCD 카메라
120 : 가상표준자 생성부 130 : 휘도측정부
140 : 저장부 150 : 길이계산부
160 : 제어부 170 : 카메라 이동부
180 : 길이측정 대상체
본 발명은 길이 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 씨씨디(CCD) 카메라를 이용하여 대상체의 길이를 측정하는 경우 CCD 카메라의 측정범위를 벗어나는 대형 대상체에 대하여 그 크기를 정확하게 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
미세영역을 정밀하게 측정하기 위해서는 일반적으로 광학시스템을 이용한다. 하나의 현미경으로 관찰된 물체의 크기 측정은 현미경의 비율 및 측정자의 눈금에 따라 수십 나노미터 단위까지 측정이 가능하다. 또한 비슷한 방법으로 전자현미경(SEM), 원자현미경(AFM), 주사형 전자 터널링 현미경(STM) 등 극소의 부분 측정방법은 수 없이 많다.
하지만, 물체의 크기가 커진다면 정밀측정은 많은 제약을 받는다. 예를 들어, 측정하고자 하는 물체의 크기가 현미경의 측정 범위를 벗어난다면 물체의 크기는 현미경을 이동시키면서 측정해야 한다. 이 경우 현미경의 이동시 수반되는 기계적 오차 때문에 정밀측정이 불가능하다. 이를 위해 고가의 정밀 기계부품을 이용하지만, 온도 및 습도 등의 영향으로 수 마이크로미터의 기계적 오차는 현실적으로 극복될 수 없다.
현미경을 이용하여 물체의 길이를 측정하는 기술로서, 일본 특개평7-63520호에는 단차이가 있는 측정 대상물의 폭을 측정하는 장치가 개시되어 있다. 상기 선 행특허에서는 측정 대상물을 싣는 Z축 이동 스테이지를 상하 방향으로 1회 움직이는 동안 각 측정개소(윤곽)마다 모여진 초점화상의 화상신호를, 각 픽셀마다 휘도 레벨보다 높은 신호를 선택하여 갱신하는 방법으로 축적 합성하는 것에 의해 하나의 화상 신호를 작성하고 그 하나의 화상 신호를 처리하여 측정 대상물의 폭을 측정한다. 그러나, 상기 선행특허는 측정 대상물의 전체 폭이 하나의 현미경 범위 내에 들어오기 때문에 정밀하게 측정할 수 있으나, 측정 대상물이 대형인 경우에는 측정이 불가능하다.
또한, 일본 실개평6-30707호에는 표면 굴곡이 있는 측정물의 길이를 측정하는 장치를 개시하고 있다. 상기 선행기술은 접촉식 길이 측정기를 사용하여 표면 굴곡이 있는 측정물의 길이를 측정하는 경우 측정물의 상하에 측정센서를 배치하고 측정센서가 상하(Z축) 방향으로 이동함으로써 표면 굴곡에 있는 측정물의 길이를 정확하게 측정하는 장치를 제공한다. 그러나, 이러한 장치의 경우에도 대형 측정물일 때는 측정센서를 이동하면서 길이를 측정해야 하므로 이동시에 따른 측정오차가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 현미경의 측정 범위를 벗어나는 대형 물체에 대하여 현미경 및 씨씨디 카메라를 이용하여 그 크기를 정밀하게 측정할 수 있는 길이 측정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적 이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 길이 측정장치는, 현미경렌즈가 부착되고 상기 현미경렌즈를 통하여 물체의 화상을 촬상하는 CCD 카메라; 상기 CCD 카메라에 의해 촬상된 실제 표준자의 화상에서 상기 실제 표준자의 눈금과 상기 표준자 화상의 픽셀수와의 관계를 이용하여 화면상에 가상 표준자를 생성하는 가상표준자 생성부; 상기 CCD 카메라에 의해 길이측정 대상체의 화상이 촬상되면, 상기 촬상된 대상체의 화상에서 상기 대상체의 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향으로 각 픽셀별 휘도값을 측정하는 휘도측정부; 상기 측정된 폭방향 각 픽셀별 휘도값를 저장하는 저장부; 상기 CCD 카메라를 대상체의 길이방향으로 이동시키기 위한 카메라이동부; 상기 CCD 카메라의 이동 및 화상 촬상을 제어하되, 상기 대상체의 길이방향으로 제1위치에서 대상체의 화상을 촬상하도록 상기 CCD 카메라의 이동을 제어하고, 상기 제1위치에서 촬상된 대상체 화상에서 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀별 휘도값이, 길이방향으로 다음 위치인 제2위치에서 촬상될 화상에서 길이방향으로 제m번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀에 나타나도록 상기 제2위치로 상기 CCD 카메라의 이동을 제어하고, 상기 CCD 카메라가 각 위치로 이동되면 해당 위치에서 상기 대상체의 화상을 촬상하도록 상기 CCD 카메라의 촬상을 제어하며, 상기 대상체의 최선단부에서 최후단부까지 각 위치로/에서의 상기 CCD 카메라의 이동 및 화상촬상을 반복적으로 제어하는 제어부; 및 상기 대상체의 길이방 향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 다수개 화상의 픽셀을 상기 생성된 가상 표준자와 매핑하여 상기 대상체의 길이를 계산하는 길이계산부를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1위치는 상기 대상체의 최선단부를 촬상하기 위한 CCD 카메라의 위치이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 CCD 카메라에 의해 촬상된 화상은 바람직하게는 640 x 480 픽셀크기를 가지며, 이 경우 상기 제n번째 픽셀은 바람직하게는 630 내지 640번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀이며, 상기 제m번째 픽셀은 바람직하게는 0 내지 10번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 카메라이동부는 상기 CCD 카메라가 X,Y,Z축 3방향으로 이동되는 이동부재; 및 상기 이동부재에 따라 각 축방향으로 CCD 카메라를 이동시키는 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는 X,Y,Z축 3방향으로 상기 CCD 카메라의 이동을 제어한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 픽셀별 휘도값은 바람직하게는 0~255 사이의 값에서 하나를 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 길이계산부는 상기 대상체의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 다수개 화상의 전체 픽셀수를 계산하고, 하나의 픽셀에 해당하는 가상 표준자의 눈금값을 상기 계산된 전체 픽셀수와 곱하여 상기 대상체의 길이를 계산한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 길이 측정방법은, 현미경렌즈를 통하여 실제 표준자의 눈금에 대한 화상을 촬상하고, 상기 촬상된 실제 표준자의 눈금과 상기 표준자 화상의 픽셀수와의 관계를 이용하여 화면상에 가상 표준자를 생성하는 제1단계; 길이측정 대상체의 길이방향으로 최선단부에 대한 화상을 촬상하고, 상기 촬상된 화상에서 상기 대상체의 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀별 휘도값을 측정하여 저장하는 제2단계; 상기 저장된 최선단부 화상에서의 길이방향으로 제n번째 픽셀에 대한 폭방향 각 픽셀별 휘도값이 길이방향으로 소정거리 이격된 위치에서 촬상될 화상에서 길이방향으로 제m번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀에 나타나도록 상기 이격된 위치에서 대상체의 화상을 촬상하는 제3단계; 상기 대상체의 최선단부에서 최후단부까지 상기 제3단계의 대상체 화상을 계속적으로 반복하여 촬상하는 제4단계; 및 상기 대상체의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 화상의 픽셀을 상기 생성된 가상 표준자와 매핑하여 상기 대상체의 길이를 계산하는 제5단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2단계 내지 제4단계는 현미경 렌즈를 통하여 상기 대상체의 화상을 촬상한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 촬상된 화상은 바람직하게는 640 x 480 픽셀크기를 가지며, 이 경우 상기 제n번째 픽셀은 바람직하게는 630 내지 640번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀이고, 상기 제m번째 픽셀은 0 내지 10번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 각 위치는 X,Y,Z축 3방향으로 이동된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 픽셀별 휘도값은 바람직하게는 0~255 사이의 값을 갖는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태가 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 길이 측정장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 길이 측정장치는, 현미경 렌즈(100)가 부착된 CCD 카메라(110), 가상표준자 생성부(120), 휘도측정부(130), 저장부(140), 길이계산부(150), 제어부(160), 카메라이동부(170)를 포함하여 구성된다.
상기 CCD 카메라(110)은 하단부에 부착된 현미경 렌즈(100)의 의해 확대된 물체에 대하여 그 화상을 촬상한다. 상기 현미경 렌즈(100)는 CCD 카메라(110)가 미소 물체를 정확하게 촬상하기 위해 제공된 것으로서, 예를 들어 미소 기판의 크게 확대하여 미세부분까지 정확하게 촬상하기 위한 것이다. 상기 CCD 카메라(110)에 의해 촬상된 화상은 일정한 픽셀(pixel) 크기를 갖는다. 일례로서 본 발명에서는 바람직하게는 640 x 480 픽셀크기를 갖는다. 그러나 다른 픽셀 크기를 갖는 CCD 카메라를 사용할 수도 있음은 물론이다.
상기 CCD 카메라(110)는 카메라 이동부(170)에 부착되어 있으며, 상기 카메라 이동부(170)는 상기 CCD 카메라(110)가 X,Y,Z 축 3향으로 이동될 수 있도록 설계된다. 보다 구체적으로는, 상기 카메라 이동부(170)은 상기 CCD 카메라(110)가 X,Y,Z축 3방향으로 이동되도록 구현된 이동부재(171) 및 상기 이동부재(171)에 따라 각 축방향으로 상기 CCD 카메라(110)를 이동시키는 구동부(172)를 포함한다. 상기 이동부재(171) 및 구동부(172)는 X,Y,Z축으로 각각 3개씩 구비되며, 상기 구동부(172)는 바람직하게는 모터(motor)로 구현될 수 있다. 이와 같이 상기 CCD 카메라(110)는 상기 카메라 이동부(170)에 의해 X,Y,Z축 방향으로 이동되면서 특정 위치에서 물체의 화상을 촬상하게 된다.
상기 카메라 이동부(170)는 제어부(160)의 제어신호에 따라 CCD 카메라(110)를 특정 위치로 이동시킨다. 즉, 상기 제어부(160)는 물체의 화상을 촬상하고자 하는 위치로 상기 CCD 카메라(110)를 이동시키기 위하여 이동위치를 계산하고 해당 위치에 상기 CCD 카메라(110)가 정확히 위치하도록 상기 카메라 이동부(170)로 제어신호를 출력하고, 상기 카메라 이동부(170)는 상기 제어신호를 수신하여 구동부(172)를 동작시켜 상기 이동부재(171)에 따라 상기 CCD 카메라(110)를 해당 위치로 이동시킨다.
또한, 상기 제어부(160)는 상기 CCD 카메라(110)의 화상 촬상을 제어한다. 즉, 상기 제어부(160)는 우선 상기 CCD 카메라(110)가 원하는 촬상 위치로 이동이 완료되면, 물체의 화상 촬상 제어신호를 상기 CCD 카메라(110)로 출력하고, 상기 CCD 카메라(110)는 상기 제어부(160)로부터 출력되는 촬상 제어신호를 수신하고 상기 제어신호에 따라 물체의 화상을 촬상한다. 이와 같이, 상기 제어부(160)에서의 CCD 카메라(110)의 이동 및 화상 촬상 제어에 대해서는 하기에서 보다 구체적으로 설명한다.
상기 가상표준자 생성부(120)는 현미경 렌즈(100)가 부착된 CCD 카메라(110)에 의해 촬상된 실제 표준자의 화상에서 상기 실제 표준자의 눈금과 상기 표준자 화상의 픽셀수와의 관계를 이용하여 화면상에 가상 표준자를 생성한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실제 표준자의 화상에 대한 예시도를 개시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CCD 카메라(110)에 의해 촬상된 실제 표준자의 눈금에 대한 화상에서 눈금과 화상의 픽셀과의 관계가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 실제 표준자의 눈금 0.1mm에 대응하는 화상의 픽셀수가 가로방향(대상체의 길이방향)으로 200픽셀이라고 하면, 1m는 200 x 104 픽셀이 되고, 1픽셀은 5 x 10-5mm가 된다. 이와 같이 하나의 픽셀에 대응하는 표준자의 길이를 이용하여 화면 전체에 걸쳐 가상표준자를 생성하여 표시한다. 상기 가상표준자는 이후에 CCD 카메라(110)에 의해 촬상된 화상과 오버랩하여 디스플레이시켜 그 길이를 측정할 수 있게 된다.
상기 휘도측정부(130)는 상기 CCD 카메라(110)에 의해 길이측정 대상체(180)의 화상이 촬상되면, 상기 촬상된 대상체(180)의 화상에서 상기 대상체(180)의 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향으로 각 픽셀별 휘도값을 측정한다. 이를 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 길이측정 대상체의 화상에 대한 예시도이다. 도 3에서는 일례로 640 x 480 픽셀 크기의 화상을 도시하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 휘도측정부(130)는 길이측정 대상체(180)의 화상에서 상기 대상체의 길이방향(x축 방향)으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향(y축 방향)으로 각 픽셀별로 휘도값을 측정한다. 즉, 640 x 480 픽셀 크기의 화상에서 x축 방향으로 제n번째 픽셀에 대하여 y축 방향으로 (n,0), (n,1), (n,2), ... (n,478),(n,479) 픽셀에 대한 휘도값을 각각 측정한다. 상기 휘도값은 예를 들어 0~255 사이의 값 중에서 하나를 갖는다. 이와 같이 측정된 x축의 제n번째 픽셀에 대한 y축의 모든 픽셀의 휘도값은 저장부(140)에 저장된다.
여기서, 주의할 것은 상기 휘도측정부(130)는 상기 CCD 카메라(110)에 의해 길이측정 대상부(180)의 화상이 촬상될 때마다 상기와 같이 휘도값을 측정하여 상기 저장부(140)에 저장한다는 것이다. 즉, 상기 CCD 카메라(110)는 상기 제어부(160)의 제어신호에 따라 특정 위치로 이동되고 그 특정 위치에서 대상체(180)의 화상을 촬상하고, 이와 같이 대상체(180)의 화상이 촬상되면 상기 휘도측정부(130)는 상기 화상에 대하여 상기와 같이 휘도값을 측정하여 저장부(140)에 저장한다.
이하, 상기와 같은 구성에 의해 길이측정 대상체(180)의 길이를 측정하는 과정을 설명한다.
상기 CCD 카메라(110)는 제어부(160)의 신호에 따라 상기 대상체(180)의 최선단부로 이동하고 상기 최선단부의 화상을 촬상한다. 이와 같이 상기 최선단부의 화상이 촬상되면 상기 휘도측정부(130)는 상기 최선단부 화상에서 상기 대상체(180)의 길이방향(x축방향)으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향(y축방향)으로 각 픽셀별로 휘도값을 측정하여 저장부(140)에 저장한다. 이러한 일련의 작업이 완료되면 상기 제어부(160)는 상기 CCD 카메라(110)의 이동신호를 출력하고, 상기 CCD 카메라(110)는 상기 이동신호에 따라 이동한다. 이때, 다음에 이동될 위치는 하기와 같이 결정된다.
우선, 상기와 같이 바로 직전에 저장된 최선단부 화상에서 길이방향 제n번째 픽셀의 폭방향 각 픽셀별 휘도값이, 다음에 촬상될 화상에서 길이방향으로 제m번째 픽셀에서의 폭방향으로 각 픽셀별 휘도값으로 나타날 때까지 상기 CCD 카메라(110)를 이동시킨다. 상기한 일례의 경우, 상기 제n번째 픽셀은 바람직하게는 630 내지 640번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀이며, 상기 제m번째 픽셀은 바람직하게는 0 내지 10번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀이다. 이를 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 연속적으로 촬상된 화상이다.
도 4을 참조하면, 제1위치에서 촬상된 길이측정 대상체(180)의 화상(41)에서 x축 방향으로 제n번째 픽셀에서의 y축방향으로 각 픽셀별 휘도값이, 다음 위치에서 촬상될 화상(42)에서는 x축방향으로 제m번째 픽셀에서의 y축방향으로 각 픽셀별 휘도값이 되는 제2위치까지 상기 CCD 카메라(110)를 이동시키는 것이다. 따라서, 제1위치에서의 화상(41)에서 제n번째 픽셀에 해당하는 대상체(180)의 지점은 제2위치에서의 화상(42)에서 제m번째 픽셀에 해당하는 대상체(180)의 지점이 된다.
이와 같은 과정을 그 다음 위치인 제3위치, 제4위치,..., 최후단부 위치까지에 대하여 계속적으로 반복한다.
이와 같이, 상기 길이측정 대상체(180)을 길이방향으로 여러 구역으로 나누어 촬상하되, 서로 겹쳐지는 부분이 있도록 측정한다. 겹쳐지는 부분이 있도록 측정하기 위해서는 하나의 화상에서 x축 방향으로 미리 설정된 특정 픽셀에 대하여 y축 방향으로 휘도값을 계산하고, 다음 화상에서 상기 휘도값이 나타날 때까지 CCD 카메라(110)를 이동시켜 다음 화상을 촬상한다. 이러한 과정을 반복적으로 수행함으로써 상기 대상체(180)는 연속적으로 촬상된 화상에 모두 나타낼 수 있다.
상기 길이계산부(150)는 상기 대상체(180)의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 다수개 화상의 픽셀을 상기 생성된 가상 표준자와 매핑하여 상기 대상체(180)의 길이를 계산한다. 이때, 상기 길이계산부(150)는 상기 대상체의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 다수개 화상의 전체 픽셀수를 계산하고, 하나의 픽셀에 해당하는 가상 표준자의 눈금값을 상기 계산된 전체 픽셀수와 곱하여 상기 대상체의 길이를 계산한다. 예를 들어, 상기 연속적으로 촬상된 화상에서 대상체(180)의 길이에 대응하는 픽셀의 개수가 60,000개라고 가정하고, 상기 예에서 1픽셀당 가상 표준자의 길이가 5 x 10-5mm라고 가정하면, 대상체(180)의 전체 길이는 3mm(=60,000 x 5 x 10-5mm)가 된다.
이와 같이 대상체의 길이를 측정하는 경우, 대상체의 길이방향으로 화상을 연속해서 촬상하여 연결시킴으로써 CCD 카메라의 이동에 따른 오차를 배제하여 정 밀하고 정확한 측정이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 길이 측정방법을 보이는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 길이측정 대상체(180)의 길이를 측정하는데 필요한 가상표준자를 생성하기 위해 현미경렌즈(100)를 통하여 실제 표준자의 눈금에 대한 화상을 촬상하고, 상기 촬상된 실제 표준자의 눈금과 상기 표준자 화상의 픽셀수와의 관계를 이용하여 화면상에 가상 표준자를 생성한다(S50). 상기 가상 표준자는 실제 표준자의 눈금에 대응하는 픽셀수를 이용하여 화면상체 표시되는 자로서, 상기 가상 표준자와 이후에 CCD 카메라(110)에 의해 촬상된 화상과 오버랩하여 디스플레이시켜 그 길이를 측정하기 위하여 미리 생성해 둔다.
이어, CCD 카메라(110)가 제1위치에서 길이측정 대상체(180)의 길이방향으로 최선단부에 대한 화상을 촬상한다(S52). 상기 촬상된 최선단부의 화상에서 상기 대상체의 길이방향(x축방향)으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향(y축방향)으로 각 픽셀별 휘도값을 측정하여 저장한다(S54).
상기 휘도값이 측정되어 저장되면, 상기 CCD 카메라(110)을 상기 대상체(180)의 길이방향으로 이동시킨다(S56). 상기 저장된 최선단부의 화상에서의 길이방향(x축방향)으로 제n번째 픽셀에 대한 폭방향(y축방향)의 각 픽셀별 휘도값이, 길이방향으로 소정거리 이격된 그 다음 위치에서 촬상될 화상에서 길이방향으로 제m번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀에 나타나도록 상기 이격된 다음 위치로 상기 CCD 카메라(110)가 이동되는지 판단하여(S58), 상기 CCD 카메라(110)가 상기 다음 위치 로 이동되지 않으면 계속해서 CCD 카메라(110)를 이동시키고(S56), 상기 다음 위치로 이동되면 상기 해당 위치에서 상기 대상체의 화상을 측정한다(S60).
상기 대상체(180)의 최선단부터 최후단까지에 대하여 상기 단계(S54) 내지 단계(S60)을 반복적으로 수행하여 각 위치에서의 대상체 화상을 촬상한다(S62). 상기 대상체(180)의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 화상의 픽셀을 상기 생성된 가상 표준자와 매핑하여 상기 대상체(180)의 길이를 계산한다(S64).
이와 같이 대상체의 길이를 측정하는 경우, 대상체의 길이방향으로 화상을 연속해서 촬상하여 연결시킴으로써 CCD 카메라의 이동에 따른 오차를 배제하여 정밀하고 정확한 측정이 가능하다.
이상에서 설명한 상세한 설명 및 도면의 내용은, 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명한 것이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변경 또는 삭제가 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명 및 도면에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 현미경 측정 범위를 벗어나는 대형 물체의 크기를 측정하 는 경우 기존에 현미경을 길이방향으로 이동하면서 측정할 때의 오차발생을 완전히 배제하여 대형 물체의 크기를 고정밀도로 정확하게 측정할 수 있다.

Claims (16)

  1. 현미경렌즈가 부착되고 상기 현미경렌즈를 통하여 물체의 화상을 촬상하는 CCD 카메라;
    상기 CCD 카메라에 의해 촬상된 실제 표준자의 화상에서 상기 실제 표준자의 눈금과 상기 표준자 화상의 픽셀수와의 관계를 이용하여 가상 표준자를 생성하는 가상표준자 생성부;
    상기 CCD 카메라에 의해 길이측정 대상체의 화상이 촬상되면, 상기 촬상된 대상체의 화상에서 상기 대상체의 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향으로 각 픽셀별 휘도값을 측정하는 휘도측정부;
    상기 측정된 폭방향 각 픽셀별 휘도값를 저장하는 저장부;
    상기 CCD 카메라를 대상체의 길이방향으로 이동시키기 위한 카메라이동부;
    상기 CCD 카메라의 이동 및 화상 촬상을 제어하되, 상기 대상체의 길이방향으로 제1위치에서 대상체의 화상을 촬상하도록 상기 CCD 카메라의 이동을 제어하고, 상기 제1위치에서 촬상된 대상체 화상에서 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀별 휘도값이, 상기 길이방향으로 다음 위치인 제2위치에서 촬상될 화상에서 길이방향으로 제m번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀에 나타나도록 상기 제2위치로 상기 CCD 카메라의 이동을 제어하고, 상기 CCD 카메라가 각 위치로 이동되면 해당 위치에서 상기 대상체의 화상을 촬상하도록 상기 CCD 카메라의 촬상을 제어하며, 상기 대상체의 최선단부에서 최후단부까지 각 위치로/에서의 상기 CCD 카 메라의 이동 및 화상촬상을 반복적으로 제어하는 제어부; 및
    상기 대상체의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 다수개 화상의 픽셀을 상기 생성된 가상 표준자와 매핑하여 상기 대상체의 길이를 계산하는 길이계산부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1위치는,
    상기 대상체의 최선단부를 촬상하기 위한 CCD 카메라의 위치인 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 CCD 카메라에 의해 촬상된 화상은 640 x 480 픽셀크기를 갖는 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제n번째 픽셀은 630 내지 640번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀인 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제m번째 픽셀은 0 내지 10번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀인 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 카메라이동부는,
    상기 CCD 카메라가 X,Y,Z축 3방향으로 이동되는 이동부재; 및
    상기 이동부재에 따라 각 축방향으로 CCD 카메라를 이동시키는 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    X,Y,Z축 3방향으로 상기 CCD 카메라의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀별 휘도값은 0~255 사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 길이계산부는,
    상기 대상체의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 다수개 화상의 전체 픽셀수를 계산하고, 하나의 픽셀에 해당하는 가상 표준자의 눈금값을 상기 계산된 전체 픽셀수와 곱하여 상기 대상체의 길이를 계산하는 것을 특징으로 하는 길이 측정장치.
  10. 현미경렌즈를 통하여 실제 표준자의 눈금에 대한 화상을 촬상하고, 상기 촬상된 실제 표준자의 눈금과 상기 표준자 화상의 픽셀수와의 관계를 이용하여 화면상에 가상 표준자를 생성하는 제1단계;
    길이측정 대상체의 길이방향으로 최선단부에 대한 화상을 촬상하고, 상기 촬상된 화상에서 상기 대상체의 길이방향으로 제n번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀별 휘도값을 측정하여 저장하는 제2단계;
    상기 저장된 최선단부 화상에서의 길이방향으로 제n번째 픽셀에 대한 폭방향 각 픽셀별 휘도값이 길이방향으로 소정거리 이격된 위치에서 촬상될 화상에서 길이방향으로 제m번째 픽셀에서의 폭방향 각 픽셀에 나타나도록 상기 이격된 위치에서 대상체의 화상을 촬상하는 제3단계;
    상기 대상체의 최선단부에서 최후단부까지 상기 제3단계의 대상체 화상을 계속적으로 반복하여 촬상하는 제4단계; 및
    상기 대상체의 길이방향으로 최선단부에서 최후단부까지 반복적으로 촬상된 화상의 픽셀을 상기 생성된 가상 표준자와 매핑하여 상기 대상체의 길이를 계산하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2단계 내지 제4단계는,
    현미경 렌즈를 통하여 상기 대상체의 화상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 촬상된 화상은 640 x 480 픽셀크기를 갖는 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제n번째 픽셀은 630 내지 640번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀인 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 제m번째 픽셀은 0 내지 10번째 픽셀 중 선택된 하나의 픽셀인 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 각 위치는 X,Y,Z축 3방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 픽셀별 휘도값은 0~255 사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 길이 측정방법.
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