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3차원 임의 표면 형상을 측정하는데 있어서, 측정대상물에 격자무늬를 영사하는 영사시스템과; 상기 격자무늬를 기준격자에 결상하도록 구성된 결상시스템과, 상기 변형된 격자무늬와 기준격자무늬의 간섭으로 생긴 모아레 무늬들을 획득하는 모아레 무늬 획득부와; 상기 영사시스템을 제어하고, 상기 간섭무늬 획득부로부터 얻은 여러 개의 모아레 무늬들을 측정알고리즘에 적용하여 해석하는 중앙처리부로 구성되며, 상기 결상시스템은 상기 영사된 격자무늬가 측정물의 표면의 형상에 따라 변형된 격자 무늬를 획득하는 결상광학계와; 상기 광학계로부터 획득되는 변형된 격자무늬를 여러 개로 분할하는 홀로그램 소자와; 상기 홀로그램 소자로부터 분할된 여러 개의 격자무늬를 기준격자 위에 결상되도록 배치하는 광학계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 1항에 있어서, 상기 영사시스템에서 격자무늬의 영사는 광원에 의해 조명된 격자를 투영렌즈에 의해 측정대상물체에 투영하여 얻는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 1항에 있어서, 상기 영사시스템에서 격자무늬의 영사는 간섭무늬를 측정대상물에 투영하여 얻는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 1항에 있어서, 상기 결상시스템은 홀로그램소자를 이용하여 획득한 여러 개의 변형된 격자무늬를 기준격자에 결상되도록 배치하여 모아레 무늬들을 획득하며, 상기 모아레 무늬들이 각각 위상천이되도록 배치한 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 1항에 있어서, 상기 결상시스템의 홀로그램 소자는 변형격자 무늬를 세 개 이상으로 분할하고, 상기 변형격자를 기준격자에 결상하여 세 개 이상의 위상천이된 모아레무늬를 얻는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정방법에 있어서, 영사시스템으로 투영격자를 통해 측정대상물에 격자무늬를 영사하고, 결상시스템에서 상기 격자무늬를 홀로그램으로 여러 개로 나눈 후, 상기 변형된 변형격자들을 기준격자에 결상하여 위상천이된 모아레 무늬들을 얻고, 상기 모아레무늬들 중 k번째 모아레 무늬에서 측정점 P에 대한 광량을 (식 a) 와 같이 나타내고, (여기서 I0는 평균광강도, hP는 측정점 P의 높이, Λ는 모아레무늬의 등가파장으로 상수, d는 투영격자 및 기준격자의 주기, δk는 투영격자와 k번째에 위치된 기준격자 사이의 위상의 차이를 격자주기에 대한 변위로 나타낸 값) 세 개 이상의 모아레 무늬로부터 얻은 측정점 p에 대한 광량 Ip(k)(여기서 k=1,2,3
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3차원 임의 표면 형상을 측정하는데 있어서, 측정대상물에 격자무늬를 영사하는 영사시스템과; 상기 격자무늬를 기준격자에 결상하도록 구성된 결상시스템과, 상기 변형된 격자무늬와 기준격자무늬의 간섭으로 생긴 모아레 무늬들을 획득하는 모아레 무늬 획득부와; 상기 영사시스템을 제어하고, 상기 간섭무늬 획득부로부터 얻은 여러 개의 모아레 무늬들을 측정알고리즘에 적용하여 해석하는 중앙처리부로 구성되고, 상기 영사시스템은 임의의 주기d1을 갖는 투영격자1을 영사하여 변형격자무늬1을 생성하고, 또 다른 주기d2를 갖는 투영격자2를 영사하여 변형격자무늬2를 생성하며, 상기 결상시스템은 상기 변형격자무늬1과 변형격자무늬2를 획득하는 결상광학계와; 상기 광학계로부터 획득되는 변형격자무늬1과 변형격자무늬2를 각각 다수 개로 분할하는 홀로그램 소자와; 상기 다수개의 변형격자무늬1과 다수개의 변형격자무늬2를 임의의 주기d1과, 또 다른 주기d2를 갖도록 구성된 기준격자 위에 결상되도록 배치하는 광학계로 구성되며, 상기 다수개의 변형격자무늬1과 임의의 주기d1를 갖는 기준격자로부터 이루어지는 다수개의 모아레 무늬1과 상기 다수개의 변형격자무늬2와 또 다른 임의의 주기d2를 갖는 기준격자로부터 이루어지는 다수개의 모아레 무늬2를 획득하고, 상기 다수개의 모아레 무늬1과 상기 다수개의 모아레 무늬2를 통해 이중파장 위상천이 모아레 측정방식에 적용하여 측정대상물의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 7항에 있어서, 상기 영사시스템은 임의의 주기d1을 갖는 투영격자1을 영사하여 변형격자무늬1을 생성하는 영사시스템1과 또 다른 주기d2를 갖는 투영격자2를 영사하여 변형격자무늬2를 생성하는 영사시스템2로 구성되어, 이중파장 위상천이 모아레 측정방식에 적용하여 측정대상물의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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9
제 7항에 있어서, 상기 영사시스템은 하나의 단색광을 분할하고 이들 분할된 광을 다시 합성함으로써 간섭무늬로 격자를 생성하며, 분할된 광에서 하나의 광의 경로를 변형시키는 광경로 변형수단을 구비하고, 상기 광경로 변형수단을 제어함으로써, 임의의 주기 d1을 갖는 격자1과 또 다른 임의 주기 d2를 갖는 격자2를 만들고, 상기 격자1과 격자2를 측정대상물에 영사하여 변형격자무늬1과 변형격자무늬2를 생성하도록 구성되어, 이중파장 위상천이 모아레 측정방식으로 측정대상물의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 7항에 있어서, 상기 영사시스템은 투영격자1과 투영격자2를 측정대상물에 동시에 영사하여 상기 투영격자1로 형성된 변형격자무늬1과, 상기 투영격자2로 형성된 변형격자무늬2가 합성된 합성변형격자 무늬를 생성하도록 구성하며, 상기 투영격자1은 임의의 주기d1을 갖으면서 하나의 색c1으로 형성되고 상기 투영격자2는 또다른 임의 주기 d2를 갖으면서 하나의 색 c2로 형성되며 상기 결상시스템은 상기 합성변형격자무늬를 획득하는 결상광학계와; 상기 광학계로부터 획득되는 합성변형격자무늬를 각각 다수 개로 분할하는 홀로그램 소자와; 상기 다수 개로 분할된 합성변형격자무늬로부터 다수개의 변형격자무늬1과 다수개의 변형격자무늬2를 분리하는 색필터와; 상기 변형격자무늬들이 결상되도록 임의의 주기 d1와 또 다른 주기 d2를 갖도록 구성된 기준격자로 구성되고, 상기 기준격자의에서 임의의 주기 d1을 갖는 영역에는 상기 변형격자무늬1이 결상되고, 또 다른 주기 d2를 갖는 영역에는 상기 변형격자무늬2가 결상되도록 배치되며, 상기 다수개의 변형격자무늬1과 임의의 주기d1을 갖는 기준격자로부터 얻어지는 다수개의 모아레 무늬1을 획득하고 상기 다수개의 변형격자무늬2와 또 다른 주기d2를 갖는 기준격자로부터 얻어지는 다수개의 모아레 무늬2를 획득하고, 상기 다수개의 모아레 무늬1과 상기 다수개의 모아레 무늬2를 통해 이중파장 위상천이 모아레 측정방식에 적용하여 측정대상물의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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제 10항에 있어서, 상기 색필터는 일정영역은 하나의 색 c1으로 구성되고, 나머지 영역은 또 다른 하나의 색 c2로 구성되어, 이중파장 위상천이 모아레 측정방식으로 측정대상물의 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정기
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다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정방법에 있어서, 영사시스템으로 측정대상물에 두 개의 다른 주기의 격자무늬를 영사하고, 결상시스템에서 상기 격자무늬 중 하나의 주기의 격자무늬를 홀로그램으로 여러 개로 나누어서 기준격자에 결상하여 얻은 모아레무늬들에서 얻은 측정점 P에 대한 초기위상을 Φ1(x,y)라 하고, 또 다른 주기의 격자무늬를 홀로그램으로 나누어서 기준격자에 결상하여 얻은 모아레무늬들로부터 얻은 측정점 P에 대한 초기 위상을 Φ2(x,y) 라 정의 하며, 상대적인 위상차이를 (식 b) 으로 나타내고, (여기서 Λ1, Λ2은 모아레무늬의 등가파장이고, Λ12는 맥놀이 파장, hP는 측정점 P의 높이를 나타낸 값) 상기 식 (b)로부터 측정점 p의 높이를 (식 c) 을 통해 획득하고, (여기서 m은 절대 모아레 차수로 m=(1/2π)[(Λ12/Λ1)Φ12(x,y)-Φ1(x,y)] 로 정의되는 값) 상기 과정을 반복하여 측정대상물의 모든 점에 대하여 높이를 구한 후, 이를 3차원으로 복원하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정방법
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다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정방법에 있어서, 영사시스템으로 측정대상물에 두 개의 다른 주기의 격자무늬를 영사하고, 결상시스템에서 상기 격자무늬 중 하나의 주기의 격자무늬를 홀로그램으로 여러 개로 나누어서 기준격자에 결상하여 얻은 모아레무늬들에서 얻은 측정점 P에 대한 초기위상을 Φ1(x,y)라 하고, 또 다른 주기의 격자무늬를 홀로그램으로 나누어서 기준격자에 결상하여 얻은 모아레무늬들로부터 얻은 측정점 P에 대한 초기 위상을 Φ2(x,y) 라 정의 하며, 상대적인 위상차이를 (식 b) 으로 나타내고, (여기서 Λ1, Λ2은 모아레무늬의 등가파장이고, Λ12는 맥놀이 파장, hP는 측정점 P의 높이를 나타낸 값) 상기 식 (b)로부터 측정점 p의 높이를 (식 c) 을 통해 획득하고, (여기서 m은 절대 모아레 차수로 m=(1/2π)[(Λ12/Λ1)Φ12(x,y)-Φ1(x,y)] 로 정의되는 값) 상기 과정을 반복하여 측정대상물의 모든 점에 대하여 높이를 구한 후, 이를 3차원으로 복원하는 것을 특징으로 하는 다중채널 위상천이 모아레 삼차원 형상 측정방법
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