KR20100023992A - Three-dimensional image sensing system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원형상 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세히 모아레 패턴을 이용한 3차원형상 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus, and more particularly to a three-dimensional shape measuring apparatus using a moire pattern.
3차원형상 측정장치는 측정 대상물에 격자이미지를 조사하고, 상기 측정 대상물로부터 반사된 격자이미지를 수신하여 이를 분석함으로써 측정 대상물의 3차원적 형상을 측정하는 장치이다.The three-dimensional shape measuring apparatus is a device for measuring a three-dimensional shape of the measurement object by irradiating the grid image on the measurement object, receiving the grid image reflected from the measurement object and analyzing it.
그런대, 종래 3차원형상 측정장치는 측정 대상물에 격자이미지를 조사하기 위한 하나의 투영부를 포함하였다. 그런데, 측정 대상물에 3차원적 형상을 측정하기 위해서, 일측면에만 격자이미지를 조사하는 경우, 측정 대상물의 돌출로 인하여 타측에는 격자이미지가 도달되지 못하는 그림자영역 발생하게 되어 측정 대상물의 완전한 3차원적 형상을 파악하기 힘들었다. 이를 위해서, 상기 투영부를 회전시켜 타측으로 이동시킨 후, 다시 격자이미지를 조사하므로, 측정 대상물의 3차원적 형상을 측정하기 위해서, 상대적으로 많은 시간을 요하므로 제품의 생산성을 약화시키는 문제점이 발생되었다.However, the conventional three-dimensional shape measuring apparatus includes a projection unit for irradiating a grid image on the measurement object. However, in order to measure the three-dimensional shape on the measurement object, when the grid image is irradiated only on one side, a shadow area that cannot reach the grid image on the other side due to the protrusion of the measurement object is generated and thus is completely three-dimensional The shape was hard to grasp. To this end, since the projection unit is rotated and moved to the other side, and the grid image is irradiated again, it takes a relatively long time to measure the three-dimensional shape of the measurement object, which causes a problem of weakening the productivity of the product. .
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3차원적 형상측정의 속도를 향상시키고 정확성을 향상시킬 수 있는 3차원형상 측정장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a three-dimensional shape measurement apparatus that can improve the speed and accuracy of three-dimensional shape measurement.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 3차원형상 측정장치는 측정 기판, 워크-스테이지(work-stage), 다수의 투영부, 결상부 및 제어부를 포함한다. 상기 워크-스테이지는 측정 기판을 고정한다. 상기 다수의 투영부는 각각이 광원, 상기 광원에서 조사된 빛을 투과하는시키는 격자부 및 상기 격자부의 격자이미지광을 상기 측정 기판 내의 측정대상물에 결상시키는 투영렌즈부를 포함하며, 상기 측정대상물에 대해 각각 다른 방향에서 격자이미지를 조사한다. 상기 결상부는 상기 측정대상물에 의해 반사되는 상기 격자이미지 광을 수신한다. 상기 제어부는 상기 측정대상물의 형태에 따라 상기 다수개의 투영부 중 적어도 2개 이상을 선택적으로 턴온(turn on)/턴오프(turn off)한다. 이러한 3차원형상 측정장치는 상기 선택적으로 턴온된 2개 이상의 투영부에 의해 상기 결상부에 수신된 격자이미지 광을 이용하여 상기 측정대상물의 3차원형상을 측정한다.An apparatus for measuring a three dimensional shape according to an exemplary embodiment of the present invention includes a measuring substrate, a work-stage, a plurality of projection units, an image forming unit, and a controller. The work-stage holds the measurement substrate. The plurality of projections each include a light source, a grating portion for transmitting light emitted from the light source, and a projection lens portion for forming grating image light of the grating portion on a measurement object in the measurement substrate, respectively for the measurement object. Examine the grid image in the other direction. The image forming unit receives the grid image light reflected by the measurement object. The controller selectively turns on / off at least two or more of the plurality of projection units according to the shape of the measurement object. The three-dimensional shape measuring apparatus measures the three-dimensional shape of the measurement object by using the grid image light received by the imaging unit by the two or more projection units selectively turned on.
예컨대, 상기 제어부는 상기 결상부에 의해 수신된 상기 격자이미지 광을 이용하여 상기 측정대상물의 그림자 영역을 보상할 수 있다.For example, the controller may compensate for the shadow area of the measurement object by using the grid image light received by the imaging unit.
예컨대, 상기 제어부는 그림자 영역에 해당되는 측정값은 마주보는 값으로 대체할 수 있다. For example, the controller may replace the measured value corresponding to the shadow area with an opposite value.
예컨대, 상기 격자부는 액정표시패널을 포함할 수 있다. 이때, 상기 액정표시패널은 2개 이상의 격자이미지를 표시할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 턴온된 투영부의 상기 액정표시패널에 의해 표시된 명부와 암부를 P/n 만큼 이동시켜가며 격자이미지를 촬영하도록 제어할 수 있다(여기서, P는 투과부와 차단부로 이루어지는 피치이고, n은 자연수). For example, the lattice unit may include a liquid crystal display panel. In this case, the liquid crystal display panel may display two or more grid images. In this case, the controller may control to take a grid image while moving the light and dark portions displayed by the liquid crystal display panel of the turned-on projection unit by P / n (where P is a pitch composed of a transmission unit and a blocking unit, and n Is a natural number).
예컨대, 상기 다수의 투영부는 상기 광원에서 조사된 빛이 진행하는 방향과 상기 측정 기판의 법선이 일정 각도를 갖도록 배치될 수 있다.For example, the plurality of projection parts may be disposed such that a direction in which light irradiated from the light source travels and a normal line of the measurement substrate have a predetermined angle.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 워크-스테이지, 상기 투영부 및 상기 결상부의 동작을 제어하는 동작제어부 및 상기 측정 기판에 의해 지지되는 측정 대상물의 형태를 파악하는 형상 감지부를 포함할 수 있다.For example, the controller may include an operation control unit for controlling the operation of the work-stage, the projection unit, and the image forming unit, and a shape sensing unit that grasps the shape of a measurement object supported by the measurement substrate.
예컨대, 상기 제어부는 상기 투영부를 짝수개를 선택하여 턴온시킬 수 있다. 이때, 턴온되는 짝수개의 상기 투영부는 상기 측정 대상물을 중심으로 서로 대칭인 것이 바람직하다.For example, the control unit may turn on the even number of the projection unit. In this case, it is preferable that the even number of projection units turned on are symmetrical with respect to the measurement object.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 형상 감지부에서 파악된 상기 측정 대상물이 4각형인 경우, 2개의 투영부를 턴온시킬 수 있다. For example, the control unit may turn on two projection units when the measurement object detected by the shape detecting unit is a quadrilateral.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 형상 감지부에서 파악된 상기 측정 대상물이 타원형상인 경우, 상기 다수개의 투영부중 50% 이상을 턴온시킬 수 있다. For example, the controller may turn on 50% or more of the plurality of projection units when the measurement object determined by the shape detecting unit is elliptical.
예컨대, 상기 다수의 투영부는 정다각형의 각 꼭지점에 배열될 수 있다. For example, the plurality of projections may be arranged at each vertex of the regular polygon.
본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 3차원형상 측정장치는 워크-스테이지, 다수의 투영부, 엑추에이터, 결상부 및 제어부를 포함한다. 상기 워크-스테이 지는 측정 대상물을 지지하는 측정 기판상기 측정 기판측정기판을 고정한다. 상기 다수의 투영부는 각각이 광원, 상기 광원에서 조사된 빛을 투과시키는 격자 및 상기 격자의 격자이미지광을 상기 측정 기판 내의 측정대상물에 결상시키는 투영렌즈부를 포함하며, 상기 측정대상물에 대해 각각 다른 방향에서 격자이미지를 조사하기 위해서 정다각형의 각 꼭지점에 배열되고, 상기 광원에서 조사된 빛이 진행하는 방향과 상기 측정 기판의 법선이 일정 각도를 갖는다.An apparatus for measuring a three dimensional shape according to another exemplary embodiment of the present invention includes a work-stage, a plurality of projection units, an actuator, an imaging unit, and a controller. The work-stage fixes the measurement substrate measuring substrate which supports the measurement object. Each of the plurality of projection parts includes a light source, a grating for transmitting light emitted from the light source, and a projection lens part for forming grating image light of the grating on a measurement object in the measurement substrate, respectively, in different directions with respect to the measurement object. In order to irradiate the grid image in the vertex of the regular polygon is arranged at each vertex, the direction of the light irradiated from the light source and the normal of the measurement substrate has a certain angle.
상기 엑추에이터는 상기 다수의 투영부 중, 이웃하는 두 개의 투영부의 상기 격자부를 제어할 수 있다. 상기 결상부는 상기 측정대상물에 의해 반사되는 상기 격자이미지 광을 수신한다. 상기 제어부는 상기 측정대상물의 형태에 따라 상기 다수개의 투영부 중 적어도 2개 이상을 선택적으로 턴온/턴오프한다. The actuator may control the grating portion of two neighboring projection portions among the plurality of projection portions. The image forming unit receives the grid image light reflected by the measurement object. The controller selectively turns on / off at least two of the plurality of projection units according to the shape of the measurement object.
예컨대, 상기 엑추에이터는 이웃하는 두 개의 투영부의 격자를 동시에 움직일 수 있다.For example, the actuator can move the grid of two neighboring projections at the same time.
예컨대, 상기 제어부는, 턴온된 투영부의 상기 격자를 P/n 만큼 이동시켜가며 격자이미지를 촬영하도록 상기 투영부, 상기 엑추에이터 및 상기 결상부를 제어할 수 있다(여기서, P는 투과부와 차단부로 이루어지는 피치이고, n은 자연수). For example, the controller may control the projection unit, the actuator, and the imaging unit to move the lattice of the turned-on projection unit by P / n and photograph the grid image (where P is a pitch consisting of a transmission unit and a blocking unit). And n is a natural number).
예컨대, 상기 다수의 투영부 중 서로 이웃하는 투영부가 순차적으로 구동될 때, 상기 엑추에이터의 구동방향은 반대일 수 있다. For example, when the projection units adjacent to each other among the plurality of projection units are sequentially driven, the driving direction of the actuator may be reversed.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 워크-스테이지, 상기 투영부 및 상기 결상부의 동작을 제어하는 동작제어부 및 상기 측정 기판에 의해 지지되는 측정 대상물의 형태를 파악하는 형상 감지부를 포함할 수 있다. For example, the controller may include an operation control unit for controlling the operation of the work-stage, the projection unit, and the image forming unit, and a shape sensing unit that grasps the shape of a measurement object supported by the measurement substrate.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 형상 감지부에서 파악된 상기 측정 대상물이 4각형인 경우, 2개의 투영부를 턴온시킬 수 있다. For example, the control unit may turn on two projection units when the measurement object detected by the shape detecting unit is a quadrilateral.
예컨대, 상기 제어부는, 상기 형상 감지부에서 파악된 상기 측정 대상물이 반원형상인 경우, 상기 다수개의 투영부중 50% 이상을 턴온시킬 수 있다.For example, the controller may turn on 50% or more of the plurality of projection units when the measurement object detected by the shape detecting unit has a semi-circular shape.
본 발명에 의한 3차원형상 측정장치에 의하면, 다수개의 투영부중 적어도 2개 이상의 투영부는 서로 대칭되는 위치에 배치되어 종래 3차원형상 측정장치에서 투영부를 움직여 반대측 격자이미지를 캡쳐하는 것에 비해, 측정에 필요한 시간을 단축시킬 수 있어 검사의 효율성이 증대된다. According to the three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention, at least two or more projections of the plurality of projections are arranged in a position symmetrical with each other to move the projection in the conventional three-dimensional shape measuring apparatus to capture the opposite grid image compared to the measurement The required time can be shortened, increasing the efficiency of the inspection.
또한, 양측의 광경로가 동일하므로, 종래 미러방식에 비해서 정확성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the optical paths on both sides are the same, the accuracy can be improved as compared with the conventional mirror method.
또한, 격자부(112)가 측정 대상물(A)의 상부가 아닌 투영부(110)에 포함되므로, 측정 대상물(A)의 단차 높이에 무관하게 정확한 3차원 형상의 측정이 가능하다.In addition, since the
또한, 격자부에서 액정표시패널을 이용하여 격자이미지를 형성하는 경우, 실제 격자를 이용하는 것에 비해 격자를 이송시키기 위한 엑추에이터를 구비할 필요가 없다. . In addition, when the lattice image is formed by using the liquid crystal display panel in the lattice portion, it is not necessary to provide an actuator for transferring the lattice as compared to using the actual lattice. .
또한, 격자부에서 격자를 채용하는 경우, 이를 구동하기 위한 엑추에이터는 서로 이웃하는 두 개의 투영부에 형성된 격자들을 동시에 구동한다. 따라서, 엑추에이터의 수를 투영부 갯수의 반으로 감소시킬 수 있다. In addition, when the grating is adopted in the grating portion, the actuator for driving the grating simultaneously drives the gratings formed on two adjacent projections. Therefore, the number of actuators can be reduced to half the number of projections.
또한, 상기 엑추에이터의 이송방향은 이웃하는 투영부가 순차적으로 구동될때, 상기 격자의 방향을 반대로 구동하므로 구동에 필요한 시간을 감소시킬 수 있다. In addition, the conveying direction of the actuator can reduce the time required for driving because the direction of the grid is reversed when the neighboring projection unit is sequentially driven.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 3차원형상 측정장치의 개략적인 개략적인 측면도이다. 1 is a schematic schematic side view of a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 3차원형상 측정장치(100)는 워크-스테이지(work-stage, 130), 다수의 투영부(110), 결상부(150) 및 제어부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a three-dimensional
상기 측정기판은(120)는 측정 대상물(A)을 포함한다. The
상기 워크-스테이지(130)는 상기 측정 기판(120)을 고정한다. The work-
상기 워크-스테이지(130)는 워크-스테이지(130)는 x축 또는 y축 방향으로 상기 측정 기판(120)을 이송 및 고정시킨다. 상기 제어부(140)에 의해 제어되어 상 기 상기 측정 기판(120)을 이송 및 고정 후, 제1 보조광원(160) 및 제2 보조광원(170)이 측정 대상물(A)에 광을 조사하고, 측정 기판(120)에 표시된 인식 마크를 이용하여 측정 기판(120)의 전체 측정영역을 설정한다. The work-
상기 다수의 투영부(110)는 상기 측정 기판(120)의 법선에 대해서 일정한 각도로 광을 조사하도록 배치된다. 또한, 다수의 투영부(110)는 상기 법선에 대해서 대칭적으로 배열된다. The plurality of
상기 다수의 투영부(110)는 상기 측정 대상물(A)을 향해서 격자이미지를 조사한다. 이를 위해서, 상기 다수의 투영부(110) 각각은 광원(111), 상기 광원(111)에서 조사된 빛을 투과하는 격자부(112) 및 상기 격자부(112)의 격자이미지를 상기 측정대상물(A)에 결상시키는 투영렌즈부(113)를 포함한다. The plurality of
상기 격자부(112)를 투과한 광은 격자이미지를 형성한다. 이를 위해서, 상기 격자부(112)는 차단부(도시안됨)와 투과부(도시안됨)를 포함한다. 차단부는 상기 광원(111)에서 조사된 광을 차단하고, 상기 투과부는 광을 투과시킨다. 상기 격자부(112)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 격자부(112)에 대해서는 추후 설명한다. The light transmitted through the
상기 투영렌즈부(113)는 예컨대 다수의 렌즈 조합으로 형성될 수 있으며, 상기 격자부(112)를 통하여 형성된 격자이미지를 포커싱하여 상기 측정 기판(120) 상부에 배치된 측정 대상물(A)에 결상시킨다. The
상기 결상부(150)는 상기 측정대상물(A)에 의해 반사되는 격자이미지 광을 수신한다. 상기 결상부(150)는 예컨대 카메라(151) 및 수광렌즈부(152)를 포함한 다. 상기 측정대상물(A)에 의해 반사된 격자이미지는 상기 수광렌즈부(152)를 거쳐 상기 카메라(151)에 의해 캡쳐된다. The
상기 제어부(140)는 동작제어부(141) 및 형상감지부(142)를 포함할 수 있다. 상기 동작제어부(140)는 상기 워크-스테이지(130), 상기 투영부(110) 및 상기 결상부(150)를 제어하며, 상기 형상감지부(142)는 상기 측정 기판(120)에 위치한 측정 대상물(A)의 형태를 파악한다. 또한, 측정 기판(120)의 측정대상물(A) 형태를 알 수 있는 데이터 정보가 사전에 있을 경우에는 상기 측정대상물(A) 형상 파악을 하지 않고 이 데이터 정보를 이용할 수 도 있다. The
상기 제어부(140)는 상기 투영부(110)를 짝수개를 선택하여 턴온시킬 수 있으며, 이때, 턴온되는 짝수개의 상기 투영부(110)는 상기 측정 대상물을 중심으로 서로 대칭일 수 있다. 격자이미지를 일측에서만 캡쳐하는 경우, 측정대상물(A)이 돌출된 입체형상이므로 측정대상물(A)의 타측은 격자이미지가 조사되지 못하는 영역이 발생되므로, 정확한 3차원 형상이 측정되지 못한다. 따라서, 반대측에서 다시 측정함으로써, 보다 정확한 3차원 형상이 측정될 수 있다. The
예컨대, 상기 제어부(140)는, 상기 형상감지부(142)에서 파악된 상기 측정 대상물(A)이 4각형인 경우, 2개의 투영부(110)를 턴온시킬 수 있으며, 상기 형상 감지부(142)에서 파악된 상기 측정 대상물(A)이 타원체형상인 경우, 상기 다수개의 투영부(110)중 50% 이상을 턴온시킬 수 있다. For example, the
본 발명에 의한 3차원형상 측정장치(100)에 의하면, 다수개의 투영부(110)가 서로 대칭되는 위치에 배치되어 종래 3차원형상 측정장치에서 투영부를 움직여 반 대측 격자이미지를 캡쳐하는 것에 비해, 측정에 필요한 시간을 단축시킬 수 있어 검사의 효율성이 증대된다. According to the three-dimensional
도 2는 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 일 실시예에 의한 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 다른 실시예에 의한 개략적인 평면도이다. FIG. 2 is a schematic plan view according to an exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic plan view according to another exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. to be.
도 1, 도 2 및 3을 참조하면, 투영부(110)는 정다각형 형상으로 배열된다. 예컨대, 상기 투영부(110)는 정사각형(도 2), 정육각형(도 3) 등으로 배열될 수 있다. 1, 2 and 3, the
본 실시예에서, 상기 도 1에서 도시된 격자부(112)는 액정표시패널(112a)이 사용된다. 상기 액정표시패널(112a)을 이용하여 격자이미지를 형성하는 경우, 상기 액정표시패널(112a)에 격자영상을 제어하는 그래픽카드(미도시) 및 상기 액정표시패널(112a)에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 액정표시패널을 이용할 경우 실제 격자를 이용하는 것에 비해 격자를 이송시키기 위한 엑추에이터를 구비할 필요 없다. In the present exemplary embodiment, the liquid
도 4 및 5는 도 2 또는 도 3에서 도시된 격자부를 구성하는 액정표시패널의 동작을 설명하는 평면도이다. 4 and 5 are plan views illustrating the operation of the liquid crystal display panel constituting the grating portion shown in FIG. 2 or 3.
도 4를 참조하면, 액정표시패널(102)에는 차단부(401) 및 투과부(402)가 표시된다. 차단부(401)는 광을 차단하고, 투과부(402)는 빛을 투과시킴으로써, 격자 이미지 광을 상기 측정대사물(A)에 투사한다. Referring to FIG. 4, the blocking
정밀한 3차원형상을 측정하기 위해서는 피치(P)를 n등분하여 얻은 값들 만큼 이송시켜가며 격자이미지광을 상기 측정대사물(A)에 투사하게 된다(도 5에서는, 예컨대 4버켓, 즉 피치(P)를 1/4등분한 값만큼씩 차단부(401) 및 투과부(402)를 이송한 도면임). In order to measure a precise three-dimensional shape, the pitch P is transmitted by the values obtained by dividing n equally, and the lattice image light is projected onto the measurement target A (in FIG. 5, for example, four buckets, that is, the pitch P). ) Is a figure which transfers the blocking
따라서, 투영부에 격자를 이송하기 위한 엑추에이터를 구비할 필요 없다. Therefore, it is not necessary to have an actuator for transferring the grating to the projection part.
도 6은 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 개략적인 평면도이고, 도 7은 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 개략적인 평면도이다. 도 6 및 7에서 도시된 3차원형상 측정장치는 도 2 및 3에서 각각 도시된 3차원형상 측정장치와 투영부에 형성된 격자부가 액정표시패널(112a) 대신 격자(112b)를 채용하고, 이를 구동하기 위한 엑추에이터(601)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 2 및 3에서 도시된 3차원형상 측정장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일 또는 유사한 구성요소는 동일한 참조부호를 병기하고, 중복되는 설명은 생략한다. FIG. 6 is a schematic plan view according to still another exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a schematic diagram according to another exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 1. It is a top view. In the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIGS. 6 and 7 and the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIGS. 2 and 3 and the grating portion formed in the projection, respectively, the grating 112b is used instead of the liquid
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명에 의한 예시적인 실시예에 따른 3차원형상 측정장치는, 액정표시패널(112a)을 이용한 격자부(112)를 갖는 도 2 또는 3의 3차원형상 측정장치와는 달리, 격자(112b)를 채용한다. 상기 격자(112b)는 예컨대, 유리판 위에 격자무늬를 인쇄하여 차단부와 투과부를 형성함으로써 형성될 수 있다. 상기 유리판에는 2개의 격자를 동시에 형성되어 인접한 투영부에서 이용되어 질 수 도 있다.6 and 7, the three-dimensional shape measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, the three-dimensional shape measuring apparatus of FIG. 2 or 3 having a
이와 같이, 격자(112b)를 채용하는 경우, 상기 격자(112b)를 미세이송하기 위한 엑추에이터(601)가 형성된다. As described above, when the grating 112b is employed, an
본 실시예에 의한 3차원형상 측정장치는 정다각형의 꼭지점에 배열되는 다수의 투영부를 포함하여, 서로 이웃하는 두 개의 투영부에 형성된 격자(112b)는 하나의 엑추에이터(601)에 의해 이송된다. 상기 엑추에이터(601)로서, PZT가 사용되어질 수 있다. The three-dimensional shape measuring apparatus according to the present embodiment includes a plurality of projections arranged at vertices of regular polygons, and the grating 112b formed on two neighboring projections is transferred by one
이때, 상기 다수의 투영부 중 서로 이웃하는 투영부가 순차적으로 구동될 때, 상기 엑추에이터(601)의 구동방향은 반대인 것이 바람직하다. 보다 상세히, ①번 격자(112b)를 화살표 a방향으로 이동하며 격자이미지들을 상기 측정대사물(A)에 투사한 후, 이웃하는 투영부의 ②번 격자(112b)의 경우에는 화살표 b방향으로 이동하며 격자이미지들을 투사한다. At this time, it is preferable that the driving direction of the
보다 상세히, ①번 격자(112b)를 통해서 격자이미지광을 측정대상물(A)에 조사하고, 결상부는 상기 측정대상물에 의해 반사된 반사이미지를 수신하는 과정을 격자의 일정 횟수(예:4번) 실행한다. 이후, ②번 격자(112b)를 통해서 격자이미지광을 측정대상물(A)에 조사하고, 결상부는 상기 측정대상물에 의해 반사된 반사이미지를 수신하는 과정을 격자의 일정 횟수(예:4번) 실행한다. 마찬가지로, ③ 및 ④번 격자도 동일하게 실행한다. 제어부는 수신된 총 16번의 격자이미지를 이용하여 그림자 영역(측정대상물이 입체형상을 가지므로, 측정대상물의 한쪽 측면으로 격자이미지광을 투사할 때, 반대편측의 격자이미지광이 도달되지 못하는 영역)이 보상된 측정대상물의 정확한 3차원형상을 산출한다. 예를 들어 ①번 및 ③번 반사 격자이미지 값들을 이용하여 ①번 및 ③번 그림자 영역을 보상, ② 및 ④번 반사 격자이미 값들을 이용하여 ②번 및 ④번 영역의 그림자 영역값을 보상한다. 그림자 영역값 보상은 마주보는 영역에 해당되는 값으로 대체시킨다.In more detail, the grid image light is irradiated to the measurement object A through the
본 실시예에 의한 3차원형상 측정장치에서 채용된 엑추에이터(601)는 서로 이웃하는 두 개의 투영부에 형성된 격자(112b)들을 동시에 구동한다. 따라서, 엑추에이터(601)의 수를 투영부 갯수의 반으로 감소시킬 수 있다. The
또한, 상기 엑추에이터(601)의 이송방향은 이웃하는 투영부가 순차적으로 구동될때, 상기 격자(112b)의 방향을 반대로 구동하므로 구동에 필요한 시간을 감소시킬 수 있다. In addition, the conveying direction of the
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later And various modifications and variations of the present invention without departing from the scope of the art. Therefore, the above description and the drawings below should be construed as illustrating the present invention, not limiting the technical spirit of the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 3차원형상 측정장치의 개략적인 개략적인 측면도이다.1 is a schematic schematic side view of a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 일 실시예에 의한 개략적인 평면도이다.FIG. 2 is a schematic plan view according to an exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 다른 실시예에 의한 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view according to another exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.
도 4 및 5는 도 2 또는 도3에서 도시된 격자부를 구성하는 액정표시패널의 동작을 설명하는 평면도이다.4 and 5 are plan views illustrating the operation of the liquid crystal display panel constituting the grating portion shown in FIG. 2 or 3.
도 6은 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 개략적인 평면도이다.6 is a schematic plan view according to yet another exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.
도 7은 도 1에서 도시된 3차원형상 측정장치의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 개략적인 평면도이다.7 is a schematic plan view according to yet another exemplary embodiment of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.
<주요 도면번호에 대한 간단한 설명><Short Description of Main Drawing Numbers>
100: 3차원형상 측정장치 110: 투영부100: three-dimensional shape measuring device 110: projection unit
111: 광원 112: 격자부111: light source 112: grid portion
112a: 액정표시패널 112b: 격자112a: liquid
113: 투영렌즈부 120: 측정 기판113: projection lens unit 120: measuring substrate
130: 워크-스테이지 140: 제어부130: work-stage 140: control unit
141: 동작제어부 142: 형상감지부141: motion control unit 142: shape detection unit
150: 결상부 151: 카메라150: image forming unit 151: camera
152: 수광렌즈부 160: 제1 보조광원152: light receiving lens unit 160: a first auxiliary light source
170: 제2 보조광원 401: 차단부170: second auxiliary light source 401: blocking unit
402: 투과부402: transmission part
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