공초점 원리를 이용한 3차원 표면형상 측정에 관한 연구

A Study on 3-Dimensional Surface Measurement using Confocal Principle

근대 산업에서 기계 부품들의 정밀도와 표면 마무리 조건은 그 어느 때보다 더 절박하게 요구되고 있는 가운데, 표면 형상의 측정과 이해는 공학 기술자뿐만 아니라 물리학자나 화학자도 논은 관심을 갖게 되었다. 이런 상황에서 광학적 측정 방법은 opto-mechatronics의 이점을 가지고 진동 측정이나 균열, 결함의 검출 등의 분야에서 유용한 측정 방법으로 사용되고 있고, 표면 형상학의 분야에서 다시 한 번 중요한 역할을 할 것으로 기대를 받고 있다. 본 연구에서는 공초점 현미경의 원리에 대해 서술하였고, 기존의 스캔 방식 공초점 현미경보다 한 차원 개선된 3차원 표면형상 측정 시스템을 개발하였다. 그리고, 표면의 기하적인 형상에 대한 정보를 얻고 그 형상을 가시화하기 위해 컴퓨터 시스템과 통합하고 그에 필요한 소프트웨어를 개발하였다.

In modern industry, the accuracy and the sulfate-finish requirements for machined parts have been becoming ever more stringent. In addition, the measurement and understanding of surface topography is rapidly attracting the attention of the physicist and chemist as well as the engineer. Optical measuring method is used in vibration measurement, crack and defect detection with the advent of opto-mechatronics, and it is expected to play an important role in surface topography. In this study, the principle of confocal microscope is described, and the advanced 3-D surface measuring system that has better performance than the traditional confocal microscope is developed. Suitable fixtures arc developed and integrated with the computer system for generating 3-D surface and form data. Software for data acquisition and analysis of various parameters in surface geometrical features has been developed.