KR100661861B1 - 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치 - Google Patents

적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치는 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 통해 대상 물체에 패턴 광선을 입사시키기 위한 DMD(Digital Micromirror Device) 소자, 상기 DMD 소자에 적외선 플래시 광선을 투사하는 하나 이상의 적외선 LED로 구성된 적외선 플래시 광원 모듈 및 상기 DMD 소자를 제어하기 위한 DMD 컨트롤러로 이루어지는 패턴 투사부; 상기 패턴 투사부에서 상기 대상 물체에 투사된 패턴 영상을 촬영하기 위한 영상 센서부; 상기 패턴 광선의 패턴을 생성하여 패턴 투사부로 전송하고, 상기 영상 센서부에서 촬영된 영상을 이용하여 상기 대상 물체와의 거리 영상을 측정하기 위한 제어부; 및 상기 패턴 투사부, 영상 센서부 및 제어부에 작동 전원을 공급하기 위한 전원부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
3차원 거리 영상, 플래시 방식, 적외선 소자, DMD

Description

적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치{3D Depth Imaging Apparatus with Flash IR Source}
도 1은 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치의 적외선 플래시 광원 모듈의 LED 배열에 대한 예시를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치의 작동을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에서 3차원 거리 영상을 얻기 위해 사용하는 IR 패턴의 일례로서, 계층적 직교 코드를 나타내고 있는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에서 3차원 거리 영상을 얻기 위한 신호 분리 과정의 일례를 도시한 흐름도이다.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
1: 패턴 발생부 2: 영상 센서부
3: 제어부 4: 전원부
5: 외부 인터페이스 11: 렌즈
12: 적외선 플래시 광원 모듈
13: DMD(Digital Micromirror Device) 소자
14: DMD 컨트롤러 31: 디바이스 입출력부
32: 프로세서부 33: 메모리부
발명의 분야
본 발명은 3차원 거리 영상 측정 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 플래시 방식의 적외선 광원을 사용하고, 다양한 패턴을 이용하여 실시간 3차원 거리 측정을 수행하기 위해 DMD(Digital Micromirror Device) 소자를 사용함으로써 주위 조명 변화 등에 강인성을 가지며, 실시간으로 빠른 3차원 데이터 생성이 가능한 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에 관한 것이다.
발명의 배경
3차원 거리 영상 측정 장치는 대상에 대한 3차원 거리 정보를 제공하기 때문에, 가정용 서비스 로봇, 의학용 영상 기기, 보안 감시 시스템 등과 같은 다양한 분야에 사용되고 있다.
종래의 3차원 거리 영상 측정 장치에는 두 개의 카메라를 사용하여 대상 물체의 대응하는 화소와의 거리 정보를 얻는 수동형 스테레오 비전과 이 스테레오 비전의 카메라 하나를 프로젝터로 대체한 능동형 스테레오 비전이 있다. 수동형 스테레오 비전은 고속의 장점을 가지고 있으나, 단조로운 환경이나 주위의 조명으로 인해 심각한 영향을 받기 때문에 정확한 3차원 영상을 얻는데 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 가시광선 기반의 구조 광(structural)을 사용한 능동형 스테레오 비전은 어느 정도 향상된 3차원 영상을 제공하지만, 가시광선 패턴으로 인해 가정용 로봇 등에 사용할 경우, 사람의 눈에 거슬리게 된다. 거리를 측정하는데 있어, 광파(light wave) 등을 물체에 방사하고 되돌아오는 시간 차이로 거리를 계산하는 TOF(time-of-flight) 방식을 사용하는 레이저 스캐너 장치는 먼 거리의 물체에 대해서는 정확한 거리 측정이 가능하지만, 가까운 거리의 물체를 측정할 때 정확성이 매우 저하된다.
한편, 프로젝터를 이용하는 능동형 스테레오 장치는 전력 소비가 많으며, 프로젝터와 카메라의 크기가 상대적으로 크기 때문에, 장치의 컴팩트화에 한계가 있다.
이에 본 발명자들은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 구조광 기반의 능 동형 장치에서 사람의 눈에 거슬리지 않고, 보다 강한 광원을 얻기 위해 플래시 방식의 적외선 광원을 사용한 3차원 거리 영상 측정 장치를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 플래시 방식의 적외선 광원을 사용함으로써 대상 물체에 고속의 패턴을 투사함으로써 실시간으로 빠른 3차원 영상을 얻을 수 있는 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적외선 플래시 방식의 광원을 사용함으로써 전력소비가 낮고 작동 효율이 높은 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소형 IR 광원을 모듈화함으로써 장치의 컴팩트화(compact)가 가능한 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 주위 조명 변화에 강인하고 사람의 눈에 거슬리지 않는 패턴을 투사할 수 있는 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치는 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 통해 대상 물체에 패턴 광선을 입사시키기 위한 DMD(Digital Micromirror Device) 소자, 상기 DMD 소자에 적외선 플래시 광선을 투사하는 하나 이상의 적외선 LED로 구성된 적외선 플래시 광원 모듈 및 상기 DMD 소자를 제어하기 위한 DMD 컨트롤러로 이루어지는 패턴 투사부;
상기 패턴 투사부에서 상기 대상 물체에 투사된 패턴 영상을 촬영하기 위한 영상 센서부;
상기 패턴 광선의 패턴을 생성하여 패턴 투사부로 전송하고, 상기 영상 센서부에서 촬영된 영상을 이용하여 상기 대상 물체와의 거리 영상을 측정하기 위한 제어부; 및
상기 패턴 투사부, 영상 센서부 및 제어부에 작동 전원을 공급하기 위한 전원부;
로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 외부 디바이스와의 입출력을 위한 디바이스 입출력부, 패턴의 생성 및 거리 영상의 측정을 위한 연산을 수행하는 프로세서부, 및 상기 패턴의 생성 및 거리 영상의 측정을 위한 프로그램, 미리 정의된 패턴 및 수신되는 영상의 데이터를 저장하기 위한 메모리부를 포함한다. 또한, 본 발명의 제어부는 상기 디바이스 입출력부에 연결되어 외부 장치로 데이터를 전송하기 위한 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
도 1은 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에 대한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치는 패턴 투사부(1), 영상 센서부(2), 제어부(3) 및 전원부(4)로 이루어진다.
본 발명의 패턴 투사부(1)는 대상 물체에 적외선 패턴을 연속적으로 투사하기 위해 사용된다. 하나 이상의 적외선 LED로 구성된 적외선 플래시 광원 모듈(12)은 제어부(3)로부터 수신한 패턴 신호에 따라 DMD 소자(13) 상에 적외선을 집중시킨다. 상기 DMD 소자로 입사된 광 패턴은 반사되어 렌즈(11)를 통해 대상 물체에 투사된다.
즉, 상기 렌즈(11)는 DMD 소자(13)에서 대상 물체로 입사하는 광 패턴을 조사하기 위해 사용되는 것으로, 상업적으로 사용하는 프로젝터의 렌즈를 하나 이상 사용할 수 있다. 다만, 상업적인 프로젝터용 렌즈는 가시광선에 대하여 제작되기 때문에, 적외선으로의 감쇠(attenuation)를 주어야 한다. 감쇠를 주는 방법에는 다양한 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 감쇠는 적외선 반사 방지(Infrared Anti-reflection) 코팅에 의해 렌즈당 0.2% 씩 줄어들게 할 수 있다.
본 발명에서 적외선 플래시 광원 모듈(12)은 상기 DMD 소자(13)에 적외선을 입사시키기 위한 소자의 집합으로서, 하나 이상의 고전력 적외선 LED를 사용함으로써 광원을 패키지하여 광원의 세기를 증가시키도록 구성할 수 있다. 또한, 소형 (handheld) 장치에 적합하도록 저전력으로서 보다 강한 광원을 얻기 위해 플래시 방식을 사용한다. 이와 같이 본 발명에서는 적외선 LED를 플래시 방식으로써 사용함으로써 종래의 프로젝터를 사용하는 경우보다 전력 소모를 줄일 수 있으며, 장치의 크기를 줄여 컴팩트(compact)한 장치의 구현이 가능하다. 도 2에는 본 발명에의 적외선 플래시 광원 모듈(12)의 일례를 나타낸 도면으로서, 3개의 적외선 LED를 사용한 경우를 예시하고 있다. 적외선 LED는 점이나 평행 광원으로 취급할 수 없기 때문에 광선 전부를 점이나 원형으로 집광하기가 용이하지 않다. 따라서, 렌즈(11)를 복수개로 사용함으로써 가장 큰 집광도를 얻을 수 있도록 구성할 수 있다.
통상적으로 사람의 눈은 380 내지 780 nm 범위의 광파를 검지할 수 있기 때문에 본 발명에서는 780 nm 이상의 파장을 갖는 적외선을 사용하여 사람의 눈을 불편하지 않도록 한다. 적외선은 보통 근적외선, 중적외선, 원적외선의 3가지 종류로 나누어진다. 디지털 카메라나 카메라 폰에 사용되는 CCD/CMOS 센서는 근적외선을 감지할 수 있고, 중적외선과 원적외선은 InSb, PbSe와 같은 특수한 고가의 센서를 사용하여 감지할 수 있으며, 나아가 이러한 센서는 상온에서 잡음이 발생하기 때문에 극저온(cryogenic) 상태로 온도를 낮추어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 근적외선을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 DMD 소자(13)는 소형거울(micromirror)이 다수 집적되어 배열된 반도체 기반의 광학 스위칭 소자로서, 각 소형거울은 별도의 A/D 컨버터가 없이도 DMD 컨트롤러(14)에 의해 온/오프 동작에 따라 약 ±12。 정도의 경사를 가지도록 제어할 수 있다. 이와 같이 소형 거울이 경사를 이루면서 지정된 방향으로 빛을 반사시키거나 차단하도록 한다. 빛의 반사 시간을 조절함으로써 강도 제어를 수행할 수도 있다.
본 발명에서 DMD 컨트롤러(14)는 제어부(3)로부터 다양한 패턴 신호를 수신하여, DMD 소자(13)로 하여금 패턴을 원하는 방향으로 정확하게 투사하도록 한다. 1과 0으로 이루어진 비트맵 영상과 같은 영상은 각 소형거울을 온/오프 상태로 스위칭 함으로써 얻을 수 있다. 예를 들어, DMD 컨트롤러(14)에 의해 형성된 DMD 소자(13) 상의 영상에서, 어두운 부분은 거울이 오프(off)된 상태를 유지함으로써, 밝은 부분은 거울이 온(on) 상태를 유지함으로써 나타낼 수 있다. 그레이 스케일의 영상을 만드는 경우, 거울의 온-타임(on-time)을 조절하는데 펄스 폭 변조(pulse width modulation: PWM)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 100%의 듀티비(duty ratio)는 전체 펄스 폭 변조동안 온(on) 상태이며, 50%의 듀티비는 거울이 반주기동안 온(on) 상태이고 나머지 반주기동안 오프(off) 상태이다. 한편, 상기 DMD 소자(13)의 스위칭 시간은 20 ㎲이고 DMD 컨트롤러(14)는 DMD 소자(13)에 초당 100 프레임을 보낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 3차원 거리 영상 측정 장치는 고속의 3차원 영상 측정이 가능하다.
본 발명의 영상 센서부(2)는 패턴이 투사된 대상 물체를 촬영하기 위한 장치이다. 일반적인 디지털 카메라와 같이, 렌즈, A/D 컨버터, 메모리, 인터페이스 장치 등의 구성으로 이루어진다. 다만, 일반적인 디지털 카메라의 경우 가시광선에 의해 영상을 촬영하고 적외선에 의한 영상의 왜곡을 방지하기 위한 콜드 필터(cold filter)를 가지고 있다. 본 발명에서는 적외선에 의한 패턴을 촬영해야 하므로, 상기 콜드 필터(cold filter)를 사용하는 것 대신에, 가시광선을 차단하기 위한 핫 필터(hot filter)를 사용한다.
본 발명의 제어부(3)는 크게 디바이스 입출력부(31), 프로세서부(32) 및 메모리부(33)를 포함한다. 상기 패턴 투사부(1)에서 다중 패턴을 투사할 수 있도록, 프로세서부(32)에서 패턴 신호를 생성하거나 메모리부(33)를 참조하여 미리 저장된 패턴 신호를, 패턴 투사부(1)의 DMD 컨트롤러(14)로 전송한다. 또한, 상기 프로세서부(32)는 영상 센서부(2)에서 촬영한 영상 데이터를 이용하여, 메모리부(33)에 저장된 프로그램에 따라 3차원 영상을 구축한다. 3차원 영상을 구축하는데 다양한 알고리즘을 적용할 수 있다. 3차원 영상을 구축하는 과정에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.
본 발명의 전원부(4)는 각 구성 장치에 필요한 전력을 공급하는 장치로서, 제어부의 프로세서부(32)에 일정한 전압을 공급하기 위한 DC-DC 컨버터(도시되지 않음)를 포함하여 구성할 수 있다. 물론 이 DC-DC 컨버터는 제어부(3)에 포함하여 구성할 수도 있으며, 상기 전원부(4)는 필요에 따라 외부 전원을 가져다 사용할 수도 있고, 충전식으로 구성할 수도 있다. 이러한 전원부(4)의 구성은 당업자의 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 거리 영상 측정 장치는 3차원 거리 영상을 얻은 다음 이를 퍼스널 컴퓨터나 가정용 로봇의 제어장치와 같은 외부 장치로 유선 또는 무선 으로 전송할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 영상 데이터의 유선 또는 무선 전송을 위한 통신 모듈을 더 포함하여 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치의 작동을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
우선, 패턴 투사부(1)에서 대상 물체에 패턴을 투사하기 위해 제어부(3)의 메모리부(33)에 저장되어 있는 미리 정의된 패턴을 디바이스 입출력부(31)에 연결되어 있는 패턴 투사부(1)의 DMD 컨트롤러(14)로 전송한다. 전송된 패턴은 DMD 소자(13)에 의해 렌즈(11)를 통해 대상 물체에 투사된다. 이 때, 플래시 방식으로 패턴을 투사하는데, 한 번의 플래시로 다수의 패턴을 보내거나 각 플래시당 하나의 패턴을 투사하는 방법을 필요에 따라 적용할 수 있다. 패턴이 투사된 대상 물체를 영상 센서부(2)에서 촬영하여, 각 패턴에 대한 영상 데이터를 얻는다. 이렇게 얻은 영상 데이터를 이용하여 프로세서부(32)는 영상 분석을 통해 3차원 거리 영상 데이터를 생성하여 메모리부(33)에 저장한다. 저장된 3차원 데이터는 외부 장치(5)로 전송된다.
3차원 거리 측정을 위한 코딩 방법으로는 하나의 패턴을 사용하는 공간 코딩, 다중 패턴을 사용하는 공간 코딩, 시간 코딩 등의 방법이 있다. 공간 코딩은 3차원 영상을 구축하는데 속도가 빠르다는 장점이 있으나, 주위 조명 및 색상의 변화에 대해 심각한 성능의 저하가 일어난다. 반대로 시간 코딩은 다중 패턴을 사용하고 있지만, 공간 코딩 보다 색상의 변화에 더욱 강인성을 나타낸다. 따라서, 3차 원 거리 측정 장치를 가정용 홈 서비스 로봇과 같은 장치에 적용할 경우에는 시간 코딩이 적합하다. 시간 코딩은 2진 코딩, N진 코딩, 그레이(Gray) 코딩, 혼합 코딩 등을 적용할 수 있다. 본 명세서에서는 에러 정정을 수반하는 시간 코딩에 기반한 계층적 직교 코딩(Hiarchical Orthogonal Coding)을 적용하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에서 3차원 거리 영상을 얻기 위해 사용하는 IR 패턴의 일례로서, 계층적 직교 코드를 나타내고 있는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 각 계층은 직교 코드를 반복적으로 가지고 있다. 즉, 전체 코드는 직교하지 않지만 각 계층은 직교 코드의 집합으로 이루어진다. 이와 같은 계층적 직교 코드는 물체의 절단면과 그림자 영역에서 발생하는 에러를 감소시키는데 효과적이다.
투사되는 패턴을 코딩하는 경우에 계층적 직교 코드를 이용함으로써, 대상 물체에 투사된 패턴을 부호화하고, 촬영한 영상 데이터를 통해 신호 분리 과정을 수행함으로써, 원래의 신호를 분리해 내는 것이 가능하다. 이와 같은 새로운 코딩 방법을 "신호 분리 코딩(signal separation coding)"이라고 한다. 이 신호 분리 코딩 방법에 의해 다양한 외부 잡음원이나 대상 물체의 기하학적 구조로 인한 에러를 정정할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에서 3차원 거리 영상을 얻기 위한 신호 분리 과정의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 계층적 직교 코드에 의해 패턴을 투사하고, 이를 촬영한 영상 데이터를 입력받는다(S1). 입력된 영상은 직교 코드를 내적(inner product) 함으로써 원래의 신호로 분리할 수 있다(S2). 분리된 신호 중에서 원래의 신호가 될 수 있는 후보들의 집합을 얻는다(S3). 이들 후보들 중에서 신호의 강도가 가장 큰 신호가 원래의 신호를 지칭하는 경우가 대부분이지만, 투사된 신호가 주위 환경이나 대상 물체의 기하학적 구조로 인해 인접하는 신호 또는 멀리 떨어져 있는 신호간의 혼합이 발생하므로, 이 후보들 중에서 에러를 정정하여 정확한 신호를 결정하는 것이 중요하다. 이러한 방법은 다양한 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 신뢰도 지표를 정의함으로써 이로부터 정확한 신호를 검출해 낼 수 있다. "신뢰도 지표=신호의 크기(가중치)+불확실성+연속성"과 같이 정의함으로써, 이를 통해 원래의 신호를 결정한다(S3'). 원래의 신호와 복원된 신호를 이용하여 대응점을 구하면, 거리는 단순한 기하학에 의하여 결정될 수 있다(S4). 이와 같이, 계층적 직교 코드를 사용하면 에러를 감소시키는 것뿐만 아니라, 그 계층 구조로 인해 프레임의 수를 줄일 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치에 적용될 수 있는 신호 분리 코딩을 예로 하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 방법뿐만 아니라 다양한 코딩법을 적용하여 사용할 수 있으며, 특히 고속으로 다중의 패턴을 투사해야 하는 경우에 특히 적합하다.
본 발명은 플래시 방식의 적외선 광원을 사용함으로써 대상 물체에 고속으로 하나 이상의 패턴을 투사함으로써 실시간으로 빠른 3차원 영상을 얻을 수 있으며, 전력소비가 낮고 작동 효율이 높고, 소형 플래시 적외선 광원을 모듈화함으로써 장치의 컴팩트화가 가능하며, 주위 조명 변화에 강인하고 사람의 눈에 거슬리지 않는 패턴을 투사할 수 있는 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 통해 대상 물체에 패턴 광선을 입사시키기 위한 DMD(Digital Micromirror Device) 소자, 상기 DMD 소자에 적외선 플래시 광선을 투사하는 하나 이상의 적외선 LED로 구성된 적외선 플래시 광원 모듈 및 상기 DMD 소자를 제어하기 위한 DMD 컨트롤러로 이루어지는 패턴 투사부;
    상기 패턴 투사부에서 상기 대상 물체에 투사된 패턴 영상을 촬영하기 위한 영상 센서부;
    상기 패턴 광선의 패턴을 생성하여 패턴 투사부로 전송하고, 상기 영상 센서부에서 촬영된 영상을 이용하여 상기 대상 물체와의 거리 영상을 측정하기 위한 제어부; 및
    상기 패턴 투사부, 영상 센서부 및 제어부에 작동 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하며;
    상기 제어부는 상기 적외선 LED를 플래시 방식으로 구동시키며, 3차원 거리 측정을 위해 공간 코딩과 시간 코딩 중 선택된 어느 한 코딩 방식의 패턴 투사를 하는 것을 특징으로 하는 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 적외선 LED를 한 번 플래시하는 동안에 다수의 패턴을 투사하거나, 상기 적외선 LED의 각 플래시당 하나의 패턴을 투사하는 것을 특징으로 하는 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 외부 디바이스와의 입출력을 위한 디바이스 입출력부; 패턴의 생성 및 거리 영상의 측정을 위한 연산을 수행하는 프로세서부; 상기 패턴의 생성 및 거리 영상의 측정을 위한 프로그램, 미리 정의된 패턴 및 수신되는 영상의 데이터를 저장하기 위한 메모리부; 및 상기 디바이스 입출력부에 연결되어 외부 장치로 데이터를 전송하기 위한 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 렌즈는 가시광선의 감쇠를 위한 각각 적외선 반사 방지 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치.
KR1020050012619A 2005-02-16 2005-02-16 적외선 플래시 방식의 능동형 3차원 거리 영상 측정 장치 KR100661861B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100914033B1 (ko) * 2007-02-28 2009-08-28 성균관대학교산학협력단 기하학 조건을 이용한 구조 광 기반의 거리 영상 측정 방법및 시스템
KR20080088946A (ko) * 2007-03-30 2008-10-06 (주) 인텍플러스 입체 형상 검사 장치 및 그를 이용한 입체 형상 검사 방법
KR20130140295A (ko) 2012-06-14 2013-12-24 엘지이노텍 주식회사 거리측정 장치 및 방법
WO2015099211A1 (ko) * 2013-12-24 2015-07-02 엘지전자 주식회사 3차원 카메라모듈
US20230341557A1 (en) 2020-09-18 2023-10-26 Myung Il MOON Three-dimensional image obtainment device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0346507A (ja) * 1989-07-13 1991-02-27 Fuji Photo Film Co Ltd 距離測定装置
JPH06242368A (ja) * 1993-02-19 1994-09-02 Olympus Optical Co Ltd カメラの測距装置
JPH1026724A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Olympus Optical Co Ltd アクティブ式多点測距装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0346507A (ja) * 1989-07-13 1991-02-27 Fuji Photo Film Co Ltd 距離測定装置
JPH06242368A (ja) * 1993-02-19 1994-09-02 Olympus Optical Co Ltd カメラの測距装置
JPH1026724A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Olympus Optical Co Ltd アクティブ式多点測距装置

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