KR100576806B1 - 광학식 물체 캡쳐링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광학식 물체 캡쳐링 장치는 물체를 위한 지지표면(1); 광원(4); 및 위치된 물체를 캡쳐링하고 캡쳐링된 물체의 이미지를 전기적 신호로 변경하는 캡쳐링 수단(5);을 포함한다. 광원(4) 및 캡쳐링 수단(5)은 지지표면(1)에 대하여 특정한 위치를 가진다. 지지표면(1)은 두 가지 위치에 의해 결정되는 곡률을 가진 곡률부(6)를 구비한다. 곡률부는 상기 광원(4)에 의해 주사된 조명광선(2,3)이 지지표면(5)에 의해 캡쳐링 수단(5)의 방향으로 실질적으로 확산 반사만 되도록 형성된다.

지지표면, 광원, 광학장치, 조명광선, 캡쳐링

Description

광학식 물체 캡쳐링 장치{A DEVICE FOR OPTICALLY CAPTURING OBJECTS}

본 발명은 광학식 물체 캡쳐링 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 청구항 1에 기재된 내용에 따른, 물체가 안착될 수 있는 지지표면을 가진 광학식 캡쳐링 장치에 관한 것이다.

이러한 광학식 캡쳐링 장치는, 지지표면 뿐만 아니라 상기 지지표면에 주사되는 광원 및 상기 지지표면에 안착된 물체의 광학적 캡쳐링을 위한 캡쳐링 수단을 가진다. 상기 광학식 캡쳐링 장치가 작동 중 일 때, 상기 캡쳐링 수단 및 상기 광원은 홀딩수단에 의해 서로에 대하여 상대적으로 특정한 위치로 홀딩 되며, 또한 상기 캡쳐링 수단 및 상기 광원은 홀딩수단에 의해 상기 지지표면에 대하여 상대적으로 특정한 위치에 지지된다.

상기 광원에 의해 주사되는 조명광선은 표면의 특성에 의존하여 상기 지지표면에 의해서 다양한 방향으로 확산 반사되거나, 고 강도(high intensity)로 특정한 방향으로 지향 반사된다. 지향 반사(directed reflection)의 경우에 반사각은 상기 지지표면에 주사되는 상기 조명광선의 입사각에 대응한다. 광원이 특정한 위치에 있거나 상기 캡쳐링 수단이 상기 지지표면에 대하여 특정한 위치에 있는 경우에, 상기 지지표면은 상기 조명광선이 상기 캡쳐링 수단의 방향으로 지향 반사되는 영역을 가질 수 있다.

상기 캡쳐링 수단의 방향으로 지향 반사되는 조명광선은 광학적으로 캡쳐링된 물체의 이미지의 질(quality)를 상당히 감소시키는 강도(intensity)를 가지게 된다.

이런 방식의 반사는 간섭반사(interference reflection) 또는 거울반사(specular reflection)라고 명명된다.

상기 지지표면을 특성을 적절히 이용함으로써, 예를 들어 적절한 페인트막을 구비한 거친표면을 이용함으로써, 상기 주사광선이 다양한 방향으로 확산될 가능성이 커지게 되어 상기 지지표면의 표면에 의해 지향 발생되는 간섭 반사를 대체적으로 방지할 수 있게 된다. 만약, 물체가 고도로 지향 반사되는 표면을 가지는 경우, 예를 들어 고광택 용지의 프린트물이나 사진 또는 OHP용 포일(foil)과 같은 물체가 상기 지지표면에 평평하게 안착되고, 광원이 주사된다면, 간섭반사는 더욱 심해지고 따라서 상기 캡쳐링 수단에 의한 광학적 캡쳐링은 불가능하게 된다.

간섭반사는 본질적으로 상기 캡쳐링 수단에서 또는 적당히 큰 지지표면에서 상기 광원의 거리를 선택함으로써 방지될 수 있다. 그러나, 지나치게 멀리 떨어진 광원은 일반적으로 지지표면으로 균일하게 주사하기 위해서 종종 복수의 광원을 필요로 하게 된다. 게다가, 이렇게 원거리에 광원을 설치하기 위해서는 대응하는 대형 지지암이나 지주를 필요로 하게 되며, 이것은 상기 광학식 캡쳐링 장치를 좀더 복잡하게 하거나 사용하기 불편한 장치로 만들게 된다.

EP 0 362 737 B1 에는 거울반사가 방지되는 복잡한 장치가 개시된다. 상기 장치에는 조명광선이 대상물을 경유하여 주사되며, 특히 거울반사는 상기 캡쳐링 수단의 광학축에 대하여 2°보다 작은 각도로 설치된 주사광선에 의해 대체적으로 방지된다. 이러한 주사방식은 언급한 대로 상기 지지표면에서 캡쳐링 수단 또는 상기 광원의 거리가 커지게 된다. 이 장치에서는 이러한 주사방식은 상기 조명광선의 간접주사나 거울에 의해 상기 캡쳐링 빔의 간접적인 포커싱(focusing)에 의해 이루어진다. 게다가, 이러한 장치에서는 상기 광원에 대응하는 고가의 주사기기가 필요로 하게 된다.

본 발명의 목적은 이러한 선행기술의 문제점을 제거하는 것을 목적으로 한다. 특히 간단한 방법으로 간섭반사나 거울반사를 상당히 방지할 수 있는 광학식 캡쳐링 장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 독립항 제1항에 기술된 특징들을 구비한 광학식 캡쳐링 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 추가적인 장점이나 다른 개선점 및 추가적인 개선사항은 종속항들에서 기술된다.

본 발명에 있어서 물체(objects)라는 용어는 텍스트 페이지, 문서의 섹션, 인쇄물 및 사진이나 슬라이드 또는 도면과 같은 일반적 의미의 이미지를 의미하며, 넓은 의미로는 그러한 구성요소를 포함하는 디자인 또는 표본들을 의미한다. 선행기술과 대비하여, 본 발명에 따른 광학식 캡쳐링 장치는 간섭반사를 일으킬 수 있는 영역에 만곡부가 형성된 지지표면을 구비한다. 본 발명에 따르면, 그러한 만곡부는 조명광선이 상기 캡쳐링 수단의 방향으로 고 강도로 지향 반사되는 것을 방지한다.

본 발명의 또 다른 장점은 상기 지지 표면상의 특정영역에 백라이트되는 캡쳐링부(backlit capturing region)를 제공할 수 있으며, 상기 캡쳐링부는 광학식 캡쳐링 슬라이드(optically capturing slides)에 적당하다. 추가적인 슬라이드를 위한 상기와 같은 방법으로 백라이트되는 미리보기부(backlit preview region)가 상기 캡쳐링부에 인접하여 선택적으로 구비될 수 있다. 추가적으로 설치된 포지션닝보조부들(positioning aids)에 의해, 상기 광학식 캡쳐링 슬라이드들은 더욱 단순화될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 참조부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.

도 1은 본 발명에 따른 광학식 물체 캡쳐링 장치의 수직 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 백라이트되는 슬라이드 캡쳐링부를 가진 광학식 캡쳐링 장치의 사시도이다.

도 1은 사용위치에서 물체의 캡쳐링을 위한 광학식 캡쳐링 장치를 수직 측면도로 도시한다. 그 장치는 지지표면(1)이 형성된 베이스 하우징(13), 고정암(14), 지주(15), 광원(4) 및 캡쳐링 수단(5)을 구비한다. 이때, 지지표면(1)은 대체적으로 베이스 하우징(13)의 상부를 형성하고 캡쳐링 수단(5)과 대향한다.

상기 지지표면(1)은 만곡지게 형성된 곡률부(6)와 상기 곡률부(6)에 인접하여 형성된 평면부(16)를 구비한다. 본 실시예에서는 곡률부(6)는 도2에서도 도시된 바와 같이, 도 1에서의 도면의 평면에서 수직인 방향으로 형성되며, 수직 측면도에서 단면이 원뿔곡선의 부분에 대응하고, 상기 평면부(16)와 완만한 곡률을 가지고 접하게 된다.

그리고, 캡쳐링 수단(5)은 수평축에 대하여 기울어질 수 있도록 고정암(14)에 고정된다. 캡쳐링 수단(5)은 고정암(14)에 의해 지지표면(1)에 대하여 특정한 위치로 고정된다. 이때, 캡쳐링 수단(5)은 예를 들어 디지탈 카메라가 제공될 수 있고 여기서 대물렌즈(17)만이 개략적으로 도시되어 있다. 물체의 광학식 캡쳐링의 경우에, 광선은 본질적으로 대물렌즈(17)를 통하여 모여서 이미지가 형성되며, 이렇게 형성된 이미지는 ,예를 들어 디지털 카메라의 CCD와 같은 장치에 의해서 전기적 신호로 변환된다. 지지표면(1)의 중심 위에 위치한 캡쳐링 수단(5)의 광학축은 갭쳐링된 물체의 이미지의 광학적 왜곡(distortion) 현상을 최소화하기 위해서 평면부(16)에 대하여 거의 수직인 방향으로 배향된다.

상기 광원(4)은 도면에서 나타나듯이, 길고 얇게 연장된 형광튜브(fluorescent tube)로서, 상기 지주(15)에 의해 상기 캡쳐링 수단(5)에 대하여 상대적으로 특정한 위치에 홀딩된다. 또한, 상기 광원(4)은 상기 고정암(14)에 의해 상기 지지표면(1)에 대해 특정위치로 홀딩된다. 상기 광원(4)은 상기 지지표면(1)을 향하여 조명광선(illuminating beam)을 주사한다. 따라서, 예를 들어, 상기 광원(4)에서 출사된 제1광선(2) 및 제2광선(3)은 각각 상기 지지표면(1)을 향하여 주사된다.

본 발명에 따르면, 상기 지지표면(1)의 상기 평면부(16)는 상기 광원(4)에 의해 주사된 조명광선이 상기 평면부(16)에서 지향 반사된 경우에도 상기 대물렌즈(17)를 통과하지 않게 된다. 예를 들어, 제1광선(2)은 상기 평면부(16)에 의해 반사되며, 지향 반사된 제1광선(2)과 상기 캡쳐링 수단(5)사이에는 일정거리가 이격되어 상기 제1광선(2)이 상기 대물렌즈(17)에 도달할 수 없게 된다. 예를 들어, 고광택 용지 인쇄물과 같이, 강한 반사 표면을 가진 대상물체가 상기 지지표면(1)에 위치한 경우라도, 제1광선(2)과 같이, 상기 평면부(16)를 향하는 조명광선은 간섭반사(interference reflection)나 거울반사(specular reflection)를 일으키지 않게 된다.

만약, 광학식 캡쳐링 장치가 완전 평면의 지지표면 및, 도1에 도시된 바와 같이 상기 광원(4)과 상기 대물렌즈(7)의 배치를 갖는다면, 상기 제2광선(3)의 방향으로 출사된 광선은 상기 완전 평면의 지지표면에서 지향 반사된다. 이러한 경우에, 광학적으로 캡쳐링된 물체는, 간섭반사에 의해서, 완전히 사용 불가능할 정도는 아니라도, 적어도 심각하게 손상받을 수는 있다.

이에 비하여, 본 발명에 따른 광학식 캡쳐링 장치의 경우에는, 상기 지지표면(1)은 만곡지게 형성된 곡률부(6)를 구비한다. 예를 들어, 상기 고정암(14)이 대략 50cm이고 상기 광원(4)과 상기 캡쳐링 수단(5) 사이의 거리가 대략 20cm인 경우에, 상기 곡률부(6)는 한 방향으로만 대략 11cm의 평균 곡률 반지름을 가진다. 상기 표면에 대하여 지향 반사되는 방향을 결정하는 중심선(normal)(18)은 상기 곡률부(6)의 각각의 반사점에 대하여 약간 기울어지게 된다. 이러한 결과로, 상기 곡률부(6)에서 지향 반사된 조명광선은 상기 캡쳐링 수단(5)을 향하여는 반사되지 않게 된다. 따라서, 광학적 캡쳐링 과정에서 단순한 방법에 의해서 이러한 간섭반사나 거울반사(specular reflection)를 방지할 수 있게 된다.

만약 두상투영기(頭上投影機;OHP;overhead projector)에 사용하는 텍스트 포일(text foil)과 같은 대상물체가 본 발명에 따른 광학식 캡쳐링 장치의 광학식 캡쳐링을 위해서 상기 지지표면(1)에 위치하는 경우에는, 상기 곡률부(6)에서의 곡률로 인해서 상기 평면부(16)에 안착되는 길이가 증가함에 따라 광학적 왜곡현상이 발생하게 된다. 그러나 이러한 광학적 왜곡현상은 평균 곡률 반지름이 대략 11cm 로 크기 때문에 거의 인지할 수 없게 된다. 만약 상기 캡쳐링 수단(5)이 경사지게 설치되어 상기 곡률부(6)와 일렬로 정렬된다면, 상기 캡쳐링 수단이 경사짐으로 인하여 발생하는 광학적 왜곡현상은 상기한 곡률로 인해서 방지할 수 있게 된다.

여기서, 예를 들어 곡률반경과 같은 곡률에 대한 값은 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 상기 광원(4)의 위치와 상기 지지표면(1)에 대한 상기 캡쳐링 수단(5)의 위치나 서로서로에 대한 상대적 위치로 계산을 수행하여 결정할 수 있다. 만약 본 발명에 따른 광학식 캡쳐링 장치에 따라 대상물체를 캡쳐링시 간섭반사나 거울반사(specular reflection)를 방지하기 위해 공간상에서 상기 광원(4)이 소정범위에서 결정될 수 있다면, 일반적으로 적절한 곡률 또한 결정할 수 있게 된다. 실제적으로, 상기 곡률부(6)의 곡률형상과 그 치수 및 위치를 결정하기 위해서는 상기 지지표면(1)에 대하여 상기 광원이나 상기 캡쳐링 수단의 잠정적인 위치와 상기 광원이나 상기 캡쳐링 수단의 정보들이 우선적으로 고려되어야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 광학식 캡쳐링 장치의 또 다른 실시예로서, 지지표면(1)은 도 1에서 도시된 곡률부(6)와 평면부(16) 뿐만 아니라, 슬라이드 캡쳐링부(7) 및 미리보기부(10)를 더 포함한다. 제1슬라이드(9) 및 제2슬라이드(12)는 각각 슬라이드 캡쳐링부(7)와 미리보기부(10) 상에 위치한다. 상기 광원(4)과 상기 광원이 설치된 지주(15)는 도 2에서는 도시를 생략한다.

도 1과 대조하여 보면, 도 2에서의 캡쳐링 수단(5)은 지지표면(1)의 평면부(16)에 수직하는 방향으로 설치되지는 않게 된다. 그리고 캡쳐링 수단(5)은 경사지게 설치되고 슬라이드 캡쳐링부(7)를 향하여 화살표(19) 방향으로 향한다. 슬라이드 캡쳐링부(7)는 광학적 왜곡현상을 최소화하기 위해서 경사진 위치로 캡쳐링 수단(5)의 광학축에 수직인 방향으로 향하게 된다. 캡쳐링 수단(5)을 고정암(14)에 회동가능하게 고정하는 것은 록킹부재에 의해 쉽게 설치될 수 있다. 이것은 슬라이드 캡쳐링부(7)에 대하여 캡쳐링 수단(5)을 소정 방향으로 반복적으로 회동 가능하게 하여 단순한 방법으로 도 1에서와 같은 시작 상태가 될 수 있게 한다.

도 2에서, 제1슬라이드(9)는 백라이트된 슬라이드 캡쳐링부(7) 상에 위치한다. 제1슬라이드(9)는 명확히 구분된 슬라이드 캡쳐링부(7) 위로 기계적이고 점-구분된(point-discrete) 포지션닝보조부(8)에 의해 정확히 위치될 수 있다. 이러한 방법으로, 캡쳐링부(5)는 슬라이드 캡쳐링부(7)와 소정의 방식으로 정렬하게 되고 제1슬라이드(9)의 광학식 캡쳐링이 가능하게 된다.

이때, 또한 마찬가지로 백라이트된 미리보기부(10)는 상기 지지표면(1) 상에서 상기 슬라이드 캡쳐링부(7)의 측면에 인접하여 배치된다. 제2슬라이드(12)는 상기 미리보기부(10) 상에 위치한다. 따라서, 광학식 캡쳐링 장치의 사용자는 육안으로 상기 제2슬라이드(12)를 관찰할 수 있게 된다. 이것은, 예를 들어 사용자가 상기 캡쳐링 수단(5)에 의해 캡쳐링 되기 전에 상기 제2슬라이드(12)의 정확한 방향을 체크하는 것을 가능하게 한다.

포지션닝보조부(8)에 인접한 기계적이고 선-구분된(line-discrete) 포지션닝보조부(11)에 의해서, 한편으로는 제2슬라이드(12)를 슬라이드 캡쳐링부(7)로 밀고, 다른 한편으로는 선택적으로 미리보기부(10) 상에 위치한 슬라이드들을 관찰하는 것이 가능하게 된다.

Claims (7)

1. 물체가 안착될 수 있는 지지표면(1);

   상기 지지표면(1)의 방향으로 조명광선(2,3)을 주사하며, 제 1위치에서, 상기 지지표면(1)에 대응되도록 위치한 광원(4); 및,

   상기 안착된 물체를 캡쳐링하고, 제 2위치에서, 상기 지지표면(1)에 대응되도록 위치한 캡쳐링 수단(5);을 포함하는 광학식 물체 캡쳐링 장치에 있어서,

   상기 지지표면(1)은 상기 제1위치 및 상기 제2위치에 의해 결정되는 곡률을 갖는 곡률부(6)를 구비하며, 상기 곡률부(6)는, 조명광선(3)이 상기 곡률부(6)에 의해 상기 캡쳐링 수단의 방향으로 실질적으로 확산 반사만 되도록 하는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 곡률부(6)는 상기 광원(4)과 상기 캡쳐링 수단(5) 사이를 연결하는 연결선의 방향으로만의 곡률을 가진 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 곡률은 수직 단면이 원뿔곡선(conic section)의 부분에 대응하는 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   적어도 하나의 첫번째 슬라이드(9)의 정확한 포지션닝을 위해, 상기 지지표면(1)에는 기계적이고 점-구분된(point-discrete) 포지션닝보조부(8)를 구비한 백라이트(backlit)되고 구분된 슬라이드 캡쳐링부(7)가 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 슬라이드 캡쳐링부(7)에 인접하여 위치한 백라이트되는 미리보기부(10)를 포함하고 그와 함께 선 위에 적어도 하나의 추가적인 슬라이드(12)의 포지션닝을 위하여 기계적이고 선-구분된(line-discrete) 포지션닝보조부(11)가 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 캡쳐링 수단(5)은 상기 지지표면(1)에 대하여 회동가능하며 상기 캡쳐링 수단(5)은 록킹부재에 의해 상기 구분된 슬라이드 캡쳐링부(7)와 반복적으로 배향할 수 있는 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 캡쳐링 수단(5)은 상기 캡쳐링된 물체의 영상을 전기적 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 광학식 물체 캡쳐링 장치.

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