KR19980702065A - How to Generate Data for Object Surfaces - Google Patents
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Abstract
표면 감지 장치(20)를 포함하는 감지 시스템이 감지핀 및 실린더형 하우징을 가질 수 있는 감지 부재 어레이(23)를 이용하여 물체(22)의 모양을 나타내기 위하여 제공된다. 감지 부재(23)는 기준면에 대하여 물체(22)의 표면상의 여러 가지 포인트 높이를 나타내는 신호를 발생시킨다. 감지 부재(23)는 저항성 감지 부재 또는 용량성 감지 부재일 수 있다.A sensing system comprising a surface sensing device 20 is provided to shape the object 22 using the sensing member array 23, which may have a sensing pin and a cylindrical housing. The sensing member 23 generates a signal representing various point heights on the surface of the object 22 with respect to the reference plane. The sensing member 23 may be a resistive sensing member or a capacitive sensing member.
Description
물체에 관한 2차원 정보를 생성하기 위한 시스템 및 방법은 잘 공지되었다. 이들 잘 공지된 이차원 시스템은 접촉 감지 표면을 가지는 편평한 테이블을 통상적으로 사용한다. 특정 포인트에 대한 데이터를 생성하기 위하여, 스타일러스는 접촉 감지 표면을 누르기 위하여 사용되고 전기 신호가 테이블상 스타일러스의 위치에 관련하여 생성된다. 이들 스타일러스 위치 신호는 물체에 대한 이차원 데이터를 생성하기 위하여 사용된다. 그러나 이들 이차원 디지털화 시스템은 3차원 물체의 표면에 대한 데이터를 생성하기에 적당하지 않다.Systems and methods for generating two-dimensional information about an object are well known. These well known two dimensional systems typically use a flat table with a touch sensitive surface. To generate data for a particular point, a stylus is used to press the touch sensitive surface and an electrical signal is generated relative to the position of the stylus on the table. These stylus position signals are used to generate two-dimensional data about the object. However, these two-dimensional digitization systems are not suitable for generating data on the surface of three-dimensional objects.
물체에 관하 3차원 데이터를 생성하고 컴퓨터 스크린상에 물체의 모양을 디스플레이하기 위한 시스템 및 방법은 컴퓨터 에이드 드래프팅 및 머시닝(CAD/CAM), 의학적 분석 및 가시화, 및 물체의 모델링같은 응용을 위하여 잘 공지된다. 이들 잘 공지된 3차원 데이터 생성 장치는 기계적 탐침 좌표 측정 머신(CMM), 또는 광학 시스템을 포함할 수 있다. CMM 시스템은 물체의 표면과 접촉하고 따르는 전기 기계적 탐침 형태를 사용하고 주사 라인을 따라 물체의 표면에 관련한 데이터를 생성한다. 데이터 생성 처리는 전체 물체에 대한 데이터가 모아질때까지 연속 주사 라인을 위하여 반복된다. 그리고나서, 데이터는 물체의 3차원 표현을 형성하기 위하여 결합된다. 주사 라인 데이터를 물체의 표현에 결합하기 위한 시스템은 잘 공지된다. 기계적 탐침 시스템은 기계적 탐침이 데이터를 생성하기 위하여 3차원 물체의 전체 표면상에서 이동되야 하기 때문에 느리다. 게다가, 이들 기계적 탐침 시스템은 비싸고, 복잡하고, 큰 기계를 요구하며, 기계적 탐침을 제어하고 주사 라인 데이터를 처리하기 위하여 많은 양의 처리 전력을 요구한다. 게다가, 단지 특수하게 훈련된 사람만이 시스템을 동작할 수 있다.Systems and methods for generating three-dimensional data about an object and displaying the shape of the object on a computer screen are well suited for applications such as computer aided drafting and machining (CAD / CAM), medical analysis and visualization, and modeling of an object. It is known. These well known three-dimensional data generating devices may comprise a mechanical probe coordinate measuring machine (CMM), or an optical system. The CMM system uses an electromechanical probe form that contacts and follows the surface of the object and generates data relating to the surface of the object along the scan line. The data generation process is repeated for the continuous scan line until the data for the entire object is collected. The data is then combined to form a three dimensional representation of the object. Systems for coupling scan line data to representations of objects are well known. Mechanical probe systems are slow because mechanical probes must be moved over the entire surface of a three-dimensional object to generate data. In addition, these mechanical probe systems are expensive, complex, and require large machines, and require large amounts of processing power to control the mechanical probes and process the scan line data. In addition, only specially trained persons can operate the system.
공지된 광학 시스템은 물체의 표면에 관련된 데이터를 생성하기 위하여 백열광 또는 레이저 광을 통상적으로 사용한다. 하나의 광학 시스템에서, 광은 물체쪽으로 투사되고 물체의 표면으로부터 반사된 광은 센서에 의해 수신된다. 다른 광학 시스템에서, 비디오 카메라는 물체의 표면에 대해 데이터를 생성하기 위하여 다양한 다른 각도로 물체의 이미지를 형성하도록 사용된다. 이들 광학 시스템은 물체의 큰 부분에 대하여 동시에 데이터를 생성하여 전체 물체에 대한 데이터를 생성하기에 필요한 시간이 감소된다. 그러나 이들 광학 시스템은 생성된 데이터를 변조시킬 수 있는 오정렬 문제에 영향을 받기쉽다. 게다가, 이들 광학 시스템은 훈련된 사람에 의해 동작되어야 하는 바싸고, 큰 기계이다.Known optical systems typically use incandescent or laser light to generate data related to the surface of an object. In one optical system, light is projected towards the object and light reflected from the surface of the object is received by the sensor. In other optical systems, video cameras are used to form an image of an object at various different angles to produce data about the surface of the object. These optical systems reduce the time required to generate data for a large portion of an object simultaneously to produce data for the entire object. However, these optical systems are susceptible to misalignment problems that can modulate the generated data. In addition, these optical systems are expensive, large machines that must be operated by trained persons.
공지된 3차원 감지 시스템 모두는 일반적으로 크고, 비싸고, 이동 불가능한 기계이다. 게다가, 공지된 형태의 3차원 감지 시스템은 많은량의 데이터 처리를 요구하는 복잡한 기계이다. 게다가, 이들 공지된 감지 시스템은 그것들이 너무 복잡하고, 상기 시스템이 퍼스널 컴퓨터에 쉽게 부착되지 않기 때문에 일반적인 사람에게는 어렵다. 물체의 모양을 생성되게 할 수 있는 3차원 물체의 표면 윤곽을 감지하기 위하여 비교적 간단하고, 비싸지 않으며, 빠른 감지 시스템 및 방법이 필요하다.All known three-dimensional sensing systems are generally large, expensive and immovable machines. In addition, known types of three-dimensional sensing systems are complex machines that require a large amount of data processing. In addition, these known sensing systems are difficult for the average person because they are too complex and the system is not easily attached to a personal computer. There is a need for a relatively simple, inexpensive, and fast sensing system and method for detecting surface contours of three-dimensional objects that can cause the shape of an object to be created.
그래서 공지된 장치의 이들 및 다른 문제점을 방지하고, 본 발명이 이루고자하는 이들 목적을 달성하는 표면 감지 시스템 및 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a surface sensing system and method that avoids these and other problems of known devices and achieves these objects that the present invention seeks to achieve.
본 발명은 컴퓨터 스크린상에 3차원 물체를 표현하는 것에 관한 것이고, 특히 3차원 물체의 표면 윤곽을 표현하는 데이터를 빠르게 및 효과적으로 생성하는 표면 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the representation of three-dimensional objects on a computer screen, and more particularly to a surface sensing device for quickly and effectively generating data representing the surface contour of a three-dimensional object.
도 1은 본 발명에 따른 표면 감지 시스템을 도시하는 블록도.1 is a block diagram illustrating a surface sensing system according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 표면 감지 시스템과 사용될 수 있는 본 발명에 따른 일실시예의 표면 감지 장치에 대한 투시도.2 is a perspective view of a surface sensing device of one embodiment according to the present invention that may be used with the surface sensing system shown in FIG.
도 3은 도 2의 감지 장치에 대한 일실시예의 감지 엘리먼트 확대 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of a sensing element of one embodiment for the sensing device of FIG.
도 4는 도 2에 도시된 감지 장치의 후면 마운팅 플레이트에 대한 정면도.4 is a front view of a rear mounting plate of the sensing device shown in FIG.
도 5는 도 2의 감지 장치의 전면 마운팅 플레이트에 대한 정면도.5 is a front view of the front mounting plate of the sensing device of FIG.
도 6은 도 2의 감지 장치에 대한 다른 실시예의 감지 엘리먼트 확대 단면도.6 is an enlarged cross-sectional view of a sensing element of another embodiment of the sensing device of FIG.
도 7은 3차원 물체에 대한 데이터를 발생하는데 사용되는 본 발명의 표면 감지 장치를 도시하는 측면도.7 is a side view showing the surface sensing device of the present invention used to generate data for a three-dimensional object.
도 8은 도 7의 3차원 물체에 대한 데이터를 발생하는데 사용되는 본 발명의 표면 감지 장치를 도시하는 평면도.8 is a plan view showing the surface sensing device of the present invention used to generate data for the three-dimensional object of FIG.
도 9는 본 발명에 따른 3차원 물체를 감지하는 방법을 도시하는 순서도.9 is a flowchart illustrating a method for sensing a three-dimensional object in accordance with the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 3차원 물체의 한 면을 감지하는 방법을 도시하는 순서도.10 is a flowchart illustrating a method of detecting one side of a three-dimensional object according to the present invention.
본 발명은 비싸지 않고, 운반 가능한 표면 감지 시스템을 제공하고, 물체의 표면에 대해 3차원 데이터를 빠르게 생성한다. 본 발명의 표면 감지 시스템은 쉽게 이동되고 빠르게 측정될 수 있다. 게다가, 표면 감지 시스템은 퍼스널 컴퓨터에 쉽게 인터페이스되고 어떤 특정 훈련없이 보통 사람에 의해 동작될 수 있는 장치이다.The present invention provides an inexpensive, transportable surface sensing system and rapidly generates three-dimensional data for the surface of an object. The surface sensing system of the present invention can be easily moved and measured quickly. In addition, surface sensing systems are devices that can be easily interfaced to a personal computer and can be operated by an ordinary person without any specific training.
본 발명에 따른 표면 감지 시스템은 물체의 표면과 접촉하기 위한 감지 엘리먼트 어레이, 및 기준 평면에 관련하여 감지 엘리먼트에 의해 접촉된 물체의 표면상 대응 포인트의 위치를 나타내는 신호를 제공하기 위한 각각 감지 엘리먼트와 연결된 시스템을 포함한다. 처리기는 감지 엘리먼트에 의해 생성된 신호로부터 물체의 모양을 생성한다. 각각의 감지 엘리먼트는 기준 평면에 관해 감지 엘리먼트의 상대적 변위를 가리키기 위한 시스템을 가진다. 상기 시스템은 저항 감지 엘리먼트 또는 반응, 예를들어, 캐패시터, 감지 엘리먼트를 사용할 수 있다. 게다가, 감지 엘리먼트의 어레이는 어떤 편리한 크기이고 측정중 목표된 해상도를 제공하는 유니트 영역당 감지 엘리먼트의 밀도를 가진다. 각각의 감지 엘리먼트는 어떤 편리한 크기이다.The surface sensing system according to the present invention comprises a sensing element array for contacting a surface of an object and a sensing element for providing a signal indicative of the position of a corresponding point on the surface of the object contacted by the sensing element in relation to a reference plane. It includes a connected system. The processor generates the shape of the object from the signal generated by the sensing element. Each sensing element has a system for indicating the relative displacement of the sensing element with respect to the reference plane. The system may use a resistive sensing element or response, eg, a capacitor, a sensing element. In addition, the array of sense elements is of any convenient size and has a density of sense elements per unit area that provides the desired resolution during measurement. Each sense element is any convenient size.
본 발명은 물체의 표면이 감지 엘리먼트의 어레이에 의해 접촉되는 물체의 모양을 생성하기 위한 방법을 제공하고, 기준 평면에 관련하여 물체의 표면상 포인트 위치를 나타내는 신호는 감지 엘리먼트에 의해 생성되고, 상기 신호는 물체의 모양을 생성하기 위하여 처리된다.The present invention provides a method for creating the shape of an object in which the surface of the object is contacted by an array of sensing elements, wherein a signal indicative of the point position on the surface of the object with respect to the reference plane is generated by the sensing element, and The signal is processed to produce the shape of the object.
본 발명은 특히 물체의 표면에 대한 데이터를 생성하고, 컴퓨터 스크린상의 물체에 대한 화상을 발생시키기 위해 3차원 물체, 이를테면 작은 손바닥 크기 물체의 비싸지 않고 빠른 감지 방식을 제공하는 표면 감지 시스템과 방법에 관한 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 시스템과 방법은 더 큰 유용성을 가질 것이다.The present invention relates in particular to a surface sensing system and method for providing an inexpensive and fast detection method of three-dimensional objects, such as small palm-sized objects, for generating data on the surface of an object and generating an image of the object on a computer screen. will be. However, the systems and methods according to the present invention will have greater utility.
도 1은 본 발명에 따른 감지 시스템을 도시하는 블록도이다. 상기 감지 시스템은 도 2-6을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명될 표면 감지 장치(20)를 포함할 수 있다. 상기 표면 감지 장치(20)는 일반적으로 3차원 물체(22)의 표면 특성에 대한 데이터를 발생하는데 사용된다. 일반적으로, 상기 표면 감지 장치는 물체의 표면 윤곽을 표현하는 신호를 발생한다. 이것은 기준 평면에 관련한 상기 물체 표면상의 여러 점에 대한 위치, 예를 들어 높이를 표현하는 신호가 될 수 있다. 이런 신호가 생성될 때, 이들은 컴퓨터 스크린상에 표시될 수 있는 물체의 화상을 발생하도록 처리될 수 있다. 또한 상기 데이터 또는 화상은 캐드(CAD) 팩키지 또는 물체 데이터를 처리할 수 있는 어떤 다른 시스템에 데이터를 제공할 수 있다. 상기 표면 감지 장치는 마운팅 플레이트(21)에 의해 지지된 어레이 또는 매트릭스로 배열된 다수의 감지 엘리먼트(23)를 가질 수 있다. 그러나, 상기 표면 감지 장치는 어떤 요구된 구성의 임의 수의 감지 엘리먼트로 이루어질 수 있고 면적당 어떤 요구된 밀도의 감지 엘리먼트를 가질 수 있다. 상기 감지 엘리먼트의 매트릭스는 감지 엘리먼트의 X-Y 매트릭스가 될 수 있다. 이런 감지 엘리먼트는 아래에서 더욱 상세히 기술될 것이다.1 is a block diagram illustrating a sensing system according to the present invention. The sensing system may include a surface sensing device 20 to be described in more detail below with reference to FIGS. 2-6. The surface sensing device 20 is generally used to generate data on the surface properties of the three-dimensional object 22. In general, the surface sensing device generates a signal representing the surface contour of the object. This can be a signal representing the position, eg height, of various points on the surface of the object relative to the reference plane. When these signals are generated, they can be processed to produce an image of an object that can be displayed on a computer screen. The data or image may also provide data to a CAD package or any other system capable of processing object data. The surface sensing device may have a plurality of sensing elements 23 arranged in an array or matrix supported by the mounting plate 21. However, the surface sensing device may consist of any number of sensing elements of any desired configuration and may have sensing elements of any desired density per area. The matrix of sense elements can be an X-Y matrix of sense elements. Such sensing elements will be described in more detail below.
이런 실시예에서, X 멀티플렉서(24)와 Y 멀티플렉서(26)는 상기 어레이내의 각 개별 감지 엘리먼트로부터의 신호를 결정하도록 X-Y 매트릭스내의 각각의 감지 엘리먼트를 순차적으로 샘플링하는데 사용될 수 있다. 그러므로, 상기 X 멀티플렉서(24)와 Y 멀티플렉서(26)는 상기 감지 시스템이 대응하는 감지 엘리먼트에 의해 접촉되는 물체의 표면상의 각각의 개별 점에 대한 신호를 발생하도록 상기 감지 엘리먼트 어레이의 각 행과 열을 주사하도록 한다. 또한 상기 감지 엘리먼트의 매트릭스는 어떤 다른 샘플링 시스템, 이를테면 다중 병렬 입력기에 의해 샘플링될 수 있다. 이런 멀티플렉서를 사용한 3차원 데이터 발생 방법은 아래에서 더욱 상세히 기술될 것이다.In this embodiment, X multiplexer 24 and Y multiplexer 26 may be used to sequentially sample each sense element in the X-Y matrix to determine the signal from each individual sense element in the array. Thus, the X multiplexer 24 and the Y multiplexer 26 cause each row and column of the sensing element array to generate a signal for each individual point on the surface of the object that the sensing system is contacted by the corresponding sensing element. To be injected. The matrix of sense elements may also be sampled by any other sampling system, such as multiple parallel inputs. The three-dimensional data generation method using such a multiplexer will be described in more detail below.
각각의 감지 엘리먼트는 기준 평면에 관련하여 상기 감지 엘리먼트에 의해 접촉되는 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 표시하는 신호를 생성하기 위해 그것과 관련된 시스템을 가진다. 다시말해서, 각각의 감지 엘리먼트는 상기 감지 엘리먼트로부터의 신호를 기준 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치에 대응하는 신호로 변환하는 시스템을 가진다. 기준 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 표시하는 신호가 생성될 때, 다음에 상기 신호는 상기 물체의 화상을 발생하도록 처리된다. 상기 감지 장치를 제어하기 위한 복잡한 계산 또는 시스템은 요구되지 않는다. 기준 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 표시하는 신호를 생성하기 위한 시스템과 처리 시스템은 아래에서 더욱 상세히 기술될 것이다.Each sensing element has a system associated therewith to generate a signal indicative of the location of a point on the surface of the object contacted by the sensing element with respect to the reference plane. In other words, each sensing element has a system for converting a signal from the sensing element into a signal corresponding to a position relative to a point on an object surface relative to a reference plane. When a signal is generated that indicates the location of a point on the object's surface relative to the reference plane, the signal is then processed to generate an image of the object. No complicated calculation or system for controlling the sensing device is required. Systems and processing systems for generating signals indicative of the location of points on the object surface relative to the reference plane will be described in more detail below.
기준 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 표시하는 신호를 생성하기 위한 시스템은 샘플링 회로(28)를 포함할 수 있다. 이런 샘플링 회로는 용량성 감지 엘리먼트의 정전 용량에 대응하는 전기 신호를 발생하는 고주파수 A/C 정전 용량 브리지, 또는 저항성 감지 엘리먼트에 대응하는 전기 신호를 발생하는 휘트스톤 브리지가 될 수 있다. 상기 용량성 감지 엘리먼트는 도 3을 참조하여 기술될 것이고, 상기 저항성 감지 엘리먼트는 도 6을 참조하여 이하에 기술될 것이다. 상기 A/C 정전 용량 브리지와 상기 휘트스톤 브리지는 각각 상기 감지 엘리먼트의 정전 용량 또는 저항을 샘플링하여 대응하는 전기 신호를 발생한다. 모든 전기 신호가 상기 샘플링 회로에 의해 발생될 때, 상기 신호는 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(30)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 이런 신호가 디지털 형식으로 변환된 후, 이들은 컴퓨터 인터페이스(32)에 공급된다. 상기 컴퓨터 인터페이스는 마이크로 프로세서가 될 수 있다. 상기 컴퓨터 인터페이스(32)는 상기 감지 장치에 대한 각각의 감지 엘리먼트를 위한 신호를 발생하도록 상기 X 멀티플렉서(24)와 Y 멀티플렉서(26)의 동작을 제어하고 또한 컴퓨터 디스플레이상에 표시될 수 있는 물체의 화상을 발생하도록 신호 생성 시스템으로부터의 신호를 처리한다. 차례로, 상기 컴퓨터 인터페이스는 디스플레이(36)를 가지는 컴퓨터(34)에 접속될 수 있다.The system for generating a signal indicative of a location for a point on an object surface relative to a reference plane can include a sampling circuit 28. Such a sampling circuit can be a high frequency A / C capacitive bridge that generates an electrical signal corresponding to the capacitance of the capacitive sense element, or a Wheatstone bridge that generates an electrical signal corresponding to the resistive sense element. The capacitive sensing element will be described with reference to FIG. 3, and the resistive sensing element will be described below with reference to FIG. 6. The A / C capacitive bridge and the Wheatstone bridge each sample the capacitance or resistance of the sensing element to generate a corresponding electrical signal. When all electrical signals are generated by the sampling circuit, the signals are converted into digital signals by an analog to digital (A / D) converter 30. After these signals are converted to digital form, they are supplied to a computer interface 32. The computer interface may be a microprocessor. The computer interface 32 controls the operation of the X multiplexer 24 and the Y multiplexer 26 to generate a signal for each sensing element for the sensing device and also provides for the display of an object that can be displayed on a computer display. The signal from the signal generation system is processed to generate an image. In turn, the computer interface may be connected to a computer 34 having a display 36.
도 2는 도 1에 도시된 상기 감지 장치(20)의 투시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 감지 장치는 어레이 또는 매트릭스로 배열된 다수의 개별 감지 엘리먼트를 포함할 수 있다. 상기 감지 장치는 전면 마운팅 플레이트(50)와 후면 마운팅 플레이트(52)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 전면 마운팅 플레이트(50)와 후면 마운팅 플레이트(52) 사이에 접속되는 다수의 감지 엘리먼트(23)가 있다. 이런 감지 엘리먼트는 기준 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 표시하는 신호를 생성하는 어떤 타입의 감지 장치가 될 수 있다. 이런 감지 엘리먼트의 바람직한 실시예는 도 3과 6을 참조하여 이하에 더욱 상세히 기술될 것이다.FIG. 2 is a perspective view of the sensing device 20 shown in FIG. 1. As shown, the sensing device may include a number of individual sensing elements arranged in an array or matrix. The sensing device may include a front mounting plate 50 and a rear mounting plate 52. In addition, there are a number of sensing elements 23 connected between the front mounting plate 50 and the rear mounting plate 52. Such a sensing element can be any type of sensing device that generates a signal that indicates the location of a point on an object surface relative to a reference plane. Preferred embodiments of such sensing elements will be described in more detail below with reference to FIGS. 3 and 6.
각각의 감지 엘리먼트는 상기 감지 엘리먼트 몸체의 간부로부터 외부로 연장하도록 바이어싱되는 감지 핀(56)을 가지는 몸체부(54)를 포함할 수 있다. 명료함을 위해, 단지 약간의 감지 엘리먼트와 감지 핀이 도 2에 도시되지만, 상기 감지 장치는 어떤 적당한 크기 및 밀도로 이루어진 감지 엘리먼트의 전 X-Y 매트릭스를 가질 수 있다. 상기 감지 핀은 어떤 바람직한 길이가 될 수 있고 물체의 크기에 의존한다. 상기 다수의 감지 엘리먼트는 감지 엘리먼트의 어레이를 형성할 수 있다. 단위 면적당 어레이내의 상기 감지 엘리먼트의 수와 상기 어레이내의 감지 엘리먼트의 간격, 예를 들어 감지 엘리먼트의 밀도는 상기 감지 장치의 해상력을 결정한다. 예를 들면, 상기 어레이가 많은 근접하게 배치된 감지 엘리먼트를 가진다면 상기 감지 장치는 높은 해상력을 가진다. 다른한편, 서로 더 멀리 배치된 약간의 감지 엘리먼트를 가진 어레이는 더 낮은 해상력을 가진다. 상기 어레이내의 감지 엘리먼트 수와 간격은 특별한 응용에 요구되는 해상력을 위해 변경되고 선택될 수 있다. 사실상, 상기 어레이내의 감지 엘리먼트는 어레이가 쉽게 주문화되도록 요구된다면 상기 전면 및 후면 플레이트로부터 분리할 수 있다. 각각의 감지 엘리먼트는 개별적으로 기준 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 표시하는 신호를 발생한다. 다시 말해서, 상기 감지 엘리먼트는 어떤 평면에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 측정함으로써 물체 표면상의 윤곽을 결정한다. 상기 기준 평면은 상기 감지 엘리먼트가 상기 후면 마운팅 플레이트에 관련한 물체 표면상의 지점에 대한 위치를 결정하도록 상기 후면 마운팅 플레이트가 될 수 있다. 상기 기준 평면이 후면 마운팅 플레이트라면, 본 발명의 상기 감지 장치는 상기 감지 장치가 전도되더라도 물체에 대한 데이터를 생성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 상기 기준 평면은 어떤 다른 평면, 이를테면 물체가 놓이는 표면이 될 수 있다.Each sensing element may include a body portion 54 having sensing pins 56 biased to extend outwardly from the trunk of the sensing element body. For clarity, only a few sense elements and sense pins are shown in FIG. 2, but the sensing device may have an entire X-Y matrix of sense elements of any suitable size and density. The sense pin can be any desired length and depends on the size of the object. The plurality of sense elements may form an array of sense elements. The number of sensing elements in the array per unit area and the spacing of the sensing elements in the array, for example the density of the sensing elements, determine the resolution of the sensing device. For example, the sensing device has high resolution if the array has many closely arranged sensing elements. On the other hand, arrays with some sense elements placed farther from each other have lower resolution. The number and spacing of sensing elements in the array can be changed and selected for the resolution required for a particular application. In fact, the sensing elements in the array can be separated from the front and back plates if the array is required to be easily customized. Each sensing element individually generates a signal indicative of the location of a point on the object surface relative to the reference plane. In other words, the sensing element determines the contour on the object's surface by measuring the position of a point on the object's surface relative to a plane. The reference plane may be the rear mounting plate such that the sensing element determines a position with respect to a point on an object surface relative to the rear mounting plate. If the reference plane is a rear mounting plate, the sensing device of the present invention can be used to generate data for an object even if the sensing device is inverted. However, the reference plane can be any other plane, such as the surface on which an object is placed.
도 3은 도 2에 도시된 상기 감지 장치(20)에 사용될 수 있는 감지 엘리먼트(23)의 제 1 실시예에 대한 단면도이다. 도 3에 도시된 감지 엘리먼트는 상기 감지 장치의 마운팅 플레이트(50)와 상기 후면 마운팅 플레이트(52) 사이에 부착될 수 있는 용량성 감지 엘리먼트(55)이다. 상기 용량성 감지 엘리먼트는 가변 정전용량 장치이고, 실린더형 하우징(72)내에 미끄러질수 있게 배치되고 스프링(66)에 의해 상기 하우징으로부터 외부로 바이어싱되는 감지 핀(56)을 포함할 수 있다. 상기 감지 핀의 내부 단부는 스톱퍼와 슬라이딩 가이드(64)에 부착될 수 있다. 상기 스프링(66)은 상기 전면 마운팅 플레이트를 통해 외부로 상기 감지 핀을 바이어싱하기 위해 상기 가이드(64)를 구속할 수 있다. 부가적으로, 전면 플레이트(50)내에 배치되는 절연 핀 가이드(68)는 상기 감지 핀을 안내할 수 있고, 후면 플러그(70)는 상기 후면 마운팅 플레이트에 상기 스프링을 부착할 수 있다.3 is a cross-sectional view of a first embodiment of a sensing element 23 that may be used in the sensing device 20 shown in FIG. 2. The sensing element shown in FIG. 3 is a capacitive sensing element 55 which can be attached between the mounting plate 50 and the rear mounting plate 52 of the sensing device. The capacitive sensing element is a variable capacitance device and may include a sensing pin 56 that is slidably disposed in the cylindrical housing 72 and biased outwardly from the housing by a spring 66. An inner end of the sense pin may be attached to the stopper and sliding guide 64. The spring 66 may constrain the guide 64 to bias the sensing pin out through the front mounting plate. In addition, an insulating pin guide 68 disposed in the front plate 50 can guide the sensing pins, and a rear plug 70 can attach the spring to the rear mounting plate.
상기 감지 핀(56)과 상기 감지 핀을 둘러싸는 실린더형 하우징(72)은 둘다 금속이 될 수 있다. 상기 금속 감지 핀(56)과 상기 실린더형 하우징(72)의 결합은 상기 실린더형 하우징내의 감지 핀의 위치로 변화하는 정전 용량을 가진 캐패시터를 형성한다. 다시 말해서, 상기 감지 핀이 상기 실리더형 하우징내로 후퇴되는 거리는 기준 값에 관련한 정전 용량의 변화를 측정함으로써 결정될 수 있다. 또한 상기 용량성 감지 엘리먼트는 손상으로부터 캐패시터를 보호하는 외부 시일드 하우징(74)을 포함할 수 있다. 전기 부러시 접촉부(76)는 상기 접속 핀(56)을 상기 전면 마운팅 플레이트(50)에 접촉시킨다. 상기 캐패시터의 다른 부분이 되는 상기 실리더형 하우징(72)은 상기 후면 플러그(70)에 의해 상기 후면 마운팅 플레이트(52)에 접속된다. 그러므로, 상기 용량성 감지 엘리먼트의 정전 용량은 상기 전기 부러시 접촉, 상기 감지 핀, 상기 실린더형 하우징 및 상기 후면 플러그에 의해 형성된 전기 회로의 정전 용량을 측정함으로써 측정된다.Both the sensing pin 56 and the cylindrical housing 72 surrounding the sensing pin can be metal. The combination of the metal sense pin 56 and the cylindrical housing 72 forms a capacitor with capacitance that changes to the position of the sense pin in the cylindrical housing. In other words, the distance that the sense pin is retracted into the cylinder-type housing can be determined by measuring the change in capacitance in relation to the reference value. The capacitive sensing element can also include an outer shield housing 74 to protect the capacitor from damage. An electrical break contact 76 contacts the connecting pin 56 to the front mounting plate 50. The cylinder-type housing 72, which is another part of the capacitor, is connected to the rear mounting plate 52 by the rear plug 70. Therefore, the capacitance of the capacitive sense element is measured by measuring the capacitance of the electrical circuit formed by the electrical brush contact, the sense pin, the cylindrical housing and the rear plug.
도 4는 도 2에 도시된 감지장치의 후면 마운팅 플레이트(52)의 정면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 후면 마운팅부는 감지장치의 각 감지부의 후방플러그(70) 및 원통형 금속하우징(미도시)을 도면상 수직방향으로 상호 연결시키는 다수의 전기트레이스(80)들을 가질 수도 있다. 모든 전기트레이스(80)들의 일단부는 상호 연결되어, 보통 납(82)을 형성할 수 있도록 되어 있다. 전기트레이스들의 타단부는 Y 다중화기(미도시)에 연결되는 단일 전도체들로서 케이블(84)에 결합되어 있다.4 is a front view of the rear mounting plate 52 of the sensing device shown in FIG. 2. As shown in this figure, the rear mounting portion may have a plurality of electrical traces 80 interconnecting the rear plug 70 and the cylindrical metal housing (not shown) of each sensing portion of the sensing device in a vertical direction on the drawing. . One end of all the electrical traces 80 is interconnected to form a lead 82. The other end of the electrical traces is coupled to cable 84 as single conductors connected to a Y multiplexer (not shown).
도 5는 도 2에 도시된 감지장치의 전면 마운팅 플레이트(50)의 정면도이다. 전면 마운팅부는 각 감지부의 전기브러쉬(76)에 도면상 수평방향으로 연결되는 다수의 전기트레이스(90)들을 가질 수도 있다. 이들 전기트레이스들의 일단부는 상호 연결되어, 제 2 보통납(92)을 형성할 수 있도록 되어 있다. 전기트레이스들의 타단부는 X 다중화기(미도시)에 연결되는 단일 전도체들로서 케이블(94)에 결합되어 있다.FIG. 5 is a front view of the front mounting plate 50 of the sensing device shown in FIG. 2. The front mounting part may have a plurality of electric traces 90 connected in a horizontal direction to the electric brush 76 of each sensing part. One end of these electrical traces is interconnected to form a second common lead 92. The other end of the electrical traces is coupled to the cable 94 as single conductors connected to an X multiplexer (not shown).
작동과정에서, 다수의 전기 감지부를 갖는 감지장치는 감지되는 물체의 상부에 위치하게 된다. 그리고, 상기 장치가 하방으로 내려오면, 각 감지핀은 핀이 접촉하는 물체의 표면 상에서 대응점의 높이에 부합하는 양만큼 원통형 하우징 내부에 위치하게 되어, 스프링이 압축된다.In operation, a sensing device having a plurality of electrical sensing units is placed on top of an object to be sensed. Then, when the device is lowered, each sensing pin is positioned inside the cylindrical housing by an amount corresponding to the height of the corresponding point on the surface of the object to which the pin contacts, so that the spring is compressed.
각 감지핀이 다시 뒤로 후퇴하게 되면, 많은 감지핀이 원통형 하우징에 근접하여 위치하게 되고, 감지부의 전기용량이 증가하게 된다. 전기트레이스들(89, 90)은 전도체들의 X-Y 매트릭스를 형성한다. 각 감지부의 전기용량은, Y 다중화기를 사용하는 후면 마운팅 플레이트 상에 특정 전기트레이스를 선택함으로써, 그리고 선택된 상기 감지부에서 교차하는 X 다중화기를 사용하는 전면 마운팅 플레이트 상에 특정 전기트레이스를 선택함으로써, 측정될 수 있다. 예를 들어, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 선택된 감지부(96)의 전기용량을 측정하기 위해서는, 전면 마운팅 플레이트 상의 전기트레이스(98)와 결합되어 있는 후면 마운팅 플레이트 상의 전기트레이스(97)는 다중화기에 의해 선택된다. 상기 전기용량은 표본화회로에 의해서 측정되고, 상기 전기용량은 전기트레이스(97), 후방플러그(70), 원통형 하우징(72), 감지핀(56), 전기브러쉬 접촉(76) 및 전기트레이스(98)에 의해 형성되는 전기회로의 전기용량이 된다.As each sense pin retracts back again, many of the sense pins are placed in close proximity to the cylindrical housing, increasing the capacitance of the sense portion. Electrical traces 89 and 90 form an X-Y matrix of conductors. The capacitance of each sensing unit is measured by selecting a specific electrical trace on the rear mounting plate using the Y multiplexer and by selecting a specific electrical trace on the front mounting plate using the X multiplexer crossing at the selected sensing unit. Can be. For example, with reference to FIGS. 3, 4 and 5, in order to measure the capacitance of the selected detector 96, the electrical on the rear mounting plate coupled with the electrical trace 98 on the front mounting plate is described. Trace 97 is selected by the multiplexer. The capacitance is measured by a sampling circuit, and the capacitance is measured by the electrical trace 97, the rear plug 70, the cylindrical housing 72, the sensing pin 56, the electric brush contact 76 and the electrical trace 98. Becomes the capacitance of the electric circuit formed by
도 6은 도 2에 도시된 감지장치(20)에서 채용될 수 있는 감지부의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 감지부는, 저항스트립(106)을 가질 수 있는 안내하우징(104) 내에서 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 감지핀(102)을 갖는 저항감지부(100)이다. 감지핀은 스프링(109)에 의해 하우징으로부터 외부로 편향되어 있다. 저항감지부는 가변저항장치이다. 감지핀 및 안내하우징은 금속제이다. 감지핀의 내측 단부는 멈춤플러그(108)에 부착될 수 있고, 감지핀은 전면 가이드(110)에 의해 전면 마운팅 플레이트(50)을 통해 안내된다. 전면 전기브러쉬 접촉(112)은 감지핀을 전면 마운팅 플레이트(50)의 전기트레이스(미도시)에 전기적으로 연결시킨다.FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a sensing unit that may be employed in the sensing apparatus 20 shown in FIG. 2. As shown in this figure, the sensing unit is a resistance sensing unit 100 having a sensing pin 102 slidably installed in the guide housing 104 that may have a resistance strip 106. The sense pin is biased out of the housing by a spring 109. The resistance sensing unit is a variable resistor device. The sensing pins and guide housings are made of metal. The inner end of the sense pin may be attached to the stop plug 108, which is guided through the front mounting plate 50 by the front guide 110. The front electric brush contact 112 electrically connects the sensing pin to an electrical trace (not shown) of the front mounting plate 50.
후방스토퍼(114)는 안내하우징(104)을 후면 마운팅 플레이트(52)에 연결시킨다. 제 2 전기브러쉬 접촉은 감지핀을 저항스트립에 전기적으로 연결한다. 전기접속기(118)는 저항스트립을 후면 마운팅 플레이트(52) 상의 전기트레이스(미도시)에 연결한다. 도 4 및 도 5를 참조로 하여 상기한 바와 같이, 전후면 마운팅 플레이트의 전기트레이스는 이 저항감지부에 연결되어 사용될 수도 있다.The rear stopper 114 connects the guide housing 104 to the rear mounting plate 52. The second electric brush contact electrically connects the sense pin to the resistor strip. The electrical connector 118 connects the resistance strip to an electrical trace (not shown) on the rear mounting plate 52. As described above with reference to FIGS. 4 and 5, the electrical traces of the front and rear mounting plates may be used in connection with this resistance sensing unit.
작동과정에서, 각 저항감지핀이 핀이 접촉하는 물체의 표면 상에서 대응점의 높이에 부합하는 양만큼 원통형 하우징 내부에 위치하게 되면, 제 2 전기브러쉬 접촉(116)은 저항스트립(106) 상에서 후방으로 슬라이딩 이동하게 되고, 저항감지부의 저항은 감소하게 된다. 각 저항감지부의 저항은, 다중화기를 사용하는 각 저항감지부를 선택하고, 표본화회로를 사용하여 전면 마운팅 플레이트 상의 전기트레이스, 전방 전기브러쉬 접촉(112), 감지핀(102), 제 2 전기브러쉬 접촉(116), 저항스트립(106), 전기접속기(118) 및 후면 마운팅 플레이트 상의 전기트레이스에 의해 형성되는 전기회로의 저항을 측정함으로써, 결정된다. 그래서, 저항감지부는 상기한 바와 같이, 훼스톤 브리치 같은 표본화회로에 의해 측정되어 참조 평면에서 물체의 표면상에 있는 특정 포인트의 높이를 표시하는 전기적 신호로 변환될 수 있는 가변저항을 갖는다.In operation, if each resistance sensing pin is positioned inside the cylindrical housing by an amount corresponding to the height of the corresponding point on the surface of the object with which the pin contacts, the second electric brush contact 116 slides backward on the resistance strip 106. It is moved, and the resistance of the resistance sensing unit is reduced. The resistance of each resistance sensing unit is selected by selecting each resistance sensing unit using a multiplexer, and using a sampling circuit, an electric trace on the front mounting plate, a front electric brush contact 112, a sensing pin 102, and a second electric brush contact ( 116, resistance strip 106, electrical connector 118, and by measuring the resistance of the electrical circuit formed by the electrical traces on the back mounting plate. Thus, the resistance sensing section has a variable resistance that can be converted into an electrical signal, as described above, measured by a sampling circuit such as Feston Breach and indicating the height of a particular point on the surface of the object in the reference plane.
도 7은 항아리 같은 3차원 물체에 관한 데이터를 생성하기 위해 사용되는 본 발명의 표면감지장치의 측면도이다. 물체(130)는 3차원 형성되어 있지만, 그 측면은 명확하게 도시되어 있다. 전체 물체(130)를 표시하는 데이터을 생성하기 위하여, 물체 혹은 감지장치를 이동시켜서 물체의 두 개 이상의 측면에 대한 데이터가 생성되어야만 한다. 표면감지장치(20)는 항아리 위에 위치할 수 있어서, 전면 마운팅 플레이트(50)는 항아리의 최상부 표면 근처에 있게 된다. 항아리의 표면이 일정높이를 갖는 위치에서, 감지부(54)의 감지핀(56)은 항아리의 표면 높이에 따라 일정거리 만큼 뒤로 후퇴하게 된다. 감지핀의 변화거리는, 상기한 바와 같이, 감지부의 전기용량 혹은 저항값의 변화에 대응한다. 항아리의 표면이 문제가 되지 않는 위치에서는, 감지핀(56)은 스프링 때문에 충분히 연장되어, 사용되는 감지부의 종류에 따라 최대 저항값 혹은 최소 전기용량치를 가지게 된다. 감지핀들의 길이는 충분히 길게 하여, 물체와 접촉하지 않는 감지핀이 물체가 휴지상태에 있는 상태에서는 그 표면과 접촉하도록 하는 것이 바람직하다.7 is a side view of the surface sensing apparatus of the present invention used to generate data relating to a three-dimensional object such as a jar. Although the object 130 is formed three-dimensionally, the side is clearly shown. In order to generate data representing the entire object 130, data about two or more sides of the object must be generated by moving the object or sensing device. The surface sensing device 20 may be positioned above the jar such that the front mounting plate 50 is near the top surface of the jar. In a position where the surface of the jar has a certain height, the sensing pin 56 of the sensing unit 54 is retracted back by a certain distance according to the surface height of the jar. As described above, the change distance of the sensing pin corresponds to a change in capacitance or resistance of the sensing unit. In a location where the surface of the jar is not a problem, the sensing pins 56 are sufficiently extended due to the springs to have a maximum resistance value or a minimum capacitance value depending on the type of sensing part used. It is desirable that the length of the sensing pins be sufficiently long so that the sensing pins which are not in contact with the object are in contact with the surface when the object is at rest.
도 8은 물체(130)에 대한 데이터를 생성하기 위하여 사용되는 발명에 관한 감지 장치(20)의 평면도이다. 본 실시예에서는 감지 엘리먼트(56)의 배열은 직사각형 형태이나, 원형 또는 사각형 형태와 같이 어떠한 형태도 사용될 수 있다. 감지 엘리먼트 배열내의 감지 엘리먼트의 갯수는 올바른 해답과 물체의 크기에 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 상술한 바와 같이, 감지 엘리먼트 배열은 감지 장치가 물체의 상당한 일부분에 대한 데이터를 빨리 생성하도록 한다. 물체가 감지 소자보다 크다면, 보조 감지 엘리먼트들이 첨가될 수 있다. 물체가 보조 감지 소자의 첨가에 대하여 여전히 너무 클 경우, 발명에 관한 감지 장치를 반복적으로 사용하고, 이어 물체의 모양을 형성시키기 위한 데이타를 처리하므로써, 전체 물체의 표면에 대한 데이터가 생성될 수 있다.8 is a plan view of a sensing device 20 in accordance with the invention used to generate data for an object 130. In the present embodiment, the arrangement of the sensing elements 56 may be rectangular, but any shape may be used, such as circular or rectangular. The number of sense elements in the sense element array can be increased or decreased depending on the correct solution and the size of the object. As noted above, the sensing element arrangement allows the sensing device to quickly generate data for a substantial portion of the object. If the object is larger than the sensing element, auxiliary sensing elements can be added. If the object is still too large for the addition of the auxiliary sensing element, by using the sensing device according to the invention repeatedly and then processing the data for shaping the object, data on the surface of the entire object can be generated. .
도 9는 본 발명에 따라 삼차원 물체를 감지하고, 물체의 모양을 생성하는 방법을 도시한 순서도이다. 본 방법은 단계(140)에서 시작하고, 감지 장치를 사용하여 물체의 제 1면 상에서 다양한 지점의 높이를 결정한다. 이어 단계(144)에서, 감지 장치를 사용하여 물체의 다른 면의 데이터가 생성된다. 단계(146)에서는, 물체의 모든 면에 대하여 데이터가 생성되었는지의 여부를 결정한다. 예를 들면, 도 7 과 도8에서 도시된 꽃병은 충분한 데이터를 생성하기 위하여, 주사 장치를 사용하여 꽃병의 두 개 면이 감지될 것을 요구한다. 물체의 각각 면을 감지하는 것에 관한 상세한 설명은 도 10을 참조로 하여 아래에 설명된다. 물체의 부가적인 면들은 충분한 데이터를 생성시키기 위하여 감지되어야 하므로, 방법은 단계(144)로 리턴하고, 물체의 또 다른 면에 대한 데이터가 생성된다. 삼차원 물체의 표면이 더욱 복잡해짐에 따라, 물체의 부가적인 면에 대한 데이터가 요구되어 질 수 있다. 반면에, 물체의 모든 면이 감지되고, 충분한 데이터가 생성되였을 경우, 단계(148)에서는 물체의 다양한 면들로부터의 데이터들이 물체의 모양을 생성하기 위해 서로 처리되고, 결합된다. 물체의 모양을 생성하기 위한 물체의 다양한 면들에 대한 데이터의 결합 기술은 잘 알려져 있다. 이어, 단계(150)에서 방법은 완료된다. 이러한 방식으로, 삼차원 물체의 도식적 모양이 생성될 수 있으며, 컴퓨터 시스템상에서 디스플레이된다.9 is a flowchart illustrating a method of detecting a three-dimensional object and generating a shape of the object according to the present invention. The method begins at step 140 and uses a sensing device to determine the height of the various points on the first surface of the object. In step 144, data of the other side of the object is then generated using the sensing device. In step 146, it is determined whether data has been generated for all sides of the object. For example, the vase shown in FIGS. 7 and 8 requires two sides of the vase to be sensed using a scanning device in order to generate sufficient data. A detailed description of sensing each face of an object is described below with reference to FIG. 10. Since additional sides of the object must be sensed to generate sufficient data, the method returns to step 144 where data for another side of the object is generated. As the surface of a three-dimensional object becomes more complex, data on additional sides of the object may be required. On the other hand, if all sides of the object have been sensed and enough data has been generated, at step 148 the data from the various sides of the object are processed and combined with each other to create the shape of the object. Techniques for combining data on various faces of an object to create the shape of the object are well known. The method then completes at step 150. In this way, schematic shapes of three-dimensional objects can be generated and displayed on a computer system.
도 10은 본 발명에 따른 삼차원 물체의 각각의 면들에 대한 데이터를 생성하기 위한 방법을 도시하는 순서도이다. 단계(160)에서 본 방법은 시작한다. 단계(162)에서, 전면 마운팅 플레이트상의 제1 전기적 트레이스가 X 멀티플렉서에 의해 선택된다. 이러한 제1 전기적 트레이스는 수평으로 다수의 감지 엘리먼트에 연결된다. 전면 마운팅 플레이트의 전기적 트레이스와 후면 마운팅 플레이트의 전기적 트레이스의 결합은, 본 발명에 따라 샘플링된 단일의 감지 엘리먼트를 선택한다. 단계(166)에서는 행내에서 X 멀티플렉서에 의해 선택된 다음 감지 엘리먼트가 Y 멀티플렉서를 증가시킴에 의해 샘플링된다. 단계(168)에서는, 행이 완료되었는지의 여부를 결정한다.(다시말하면, 행내의 각각의 감지 엘리먼트가 샘플링되었는지의 여부) 행이 완료되었을 경우, Y 멀티플렉서에 의해 다음 열이 선택되고, 행내의 다음 감지 엘리먼트가 샘플링되는 단계(166)로 리턴한다. 행이 완료되었으면, 이어 단계(170)에서 배열의 전체 주사가 완료되었는지의 여부를 결정한다. 주사가 완료되지 않았다면, 전면 마운팅 플레이트상의 다음 전기적 트레이스에 의해 선택되므로써 감지 엘리먼트의 다음 열이 선택되는 단계(162)로 리턴한다. 반면에, 주사가 완료되었으면, 상기 방법은 단계(172)에서 완료된다. 이러한 방식으로, X 멀티 플렉서와 Y 멀티 플렉서를 사용하므로써 감지 엘리먼트의 전체 배열이 주사되고, 각각의 엘리먼트들에 대한 신호들이 생성된다. 이어 이러한 신호들은 처리되고, 기준 면의 상향으로 물체 표면의 높이를 표시하는 전기적 신호로 변환된다.10 is a flow chart illustrating a method for generating data for respective faces of a three-dimensional object in accordance with the present invention. In step 160 the method begins. In step 162, the first electrical trace on the front mounting plate is selected by the X multiplexer. This first electrical trace is connected to the plurality of sensing elements horizontally. The combination of the electrical traces of the front mounting plate and the electrical traces of the rear mounting plate selects a single sense element sampled according to the present invention. In step 166 the next sense element selected by the X multiplexer in the row is sampled by incrementing the Y multiplexer. In step 168, it is determined whether the row is complete (ie, whether each sense element in the row has been sampled). When the row is complete, the next column is selected by the Y multiplexer and Return to step 166 where the next sense element is sampled. If the row is complete, then in step 170 it is determined whether or not a full scan of the array has been completed. If the scan is not complete, return to step 162 where the next row of sensing elements is selected by being selected by the next electrical trace on the front mounting plate. On the other hand, if the injection is complete, the method is completed in step 172. In this way, by using the X multiplexer and the Y multiplexer, the entire array of sense elements is scanned and signals for each of the elements are generated. These signals are then processed and converted into electrical signals indicating the height of the object surface upwards of the reference plane.
본 발명에 따른 삼차원 감지 장치는 또한 알려진 표면 윤곽(surface contour) 예를 들면, 평평하며, 감지 장치의 바로 아래인 윤곽을 사용하여 물체을 배치하므로써, 빠르게 그리고 용이하게 조정된다. 이어 실질적인 감지 장치의 출력은 예상되는 출력과 비교되어 감지 장치가 조정될 수 있다. 이러한 감지 장치를 조정하는 처리는 컴퓨터 접속에 의해 수행될 수 있다.The three-dimensional sensing device according to the invention is also quickly and easily adjusted by placing the object using a known surface contour, for example a flat, contour just below the sensing device. The actual output of the sensing device can then be compared to the expected output and the sensing device can be adjusted. The process of adjusting this sensing device can be performed by a computer connection.
이상에서는 본 발명의 양호한 일 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.Although the present invention has been described above in accordance with one preferred embodiment of the present invention, various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention as defined by the appended claims. It is obvious to those skilled in the art.
Claims (23)
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