KR101644739B1 - 3d 프린팅 펜을 이용하는 3d 프린팅 보조 장치 및 그 방법 - Google Patents

3d 프린팅 펜을 이용하는 3d 프린팅 보조 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치 및 그 방법에 관한 것으로 사용자가 분출버튼을 누르면 열가소성 또는 젤 소재를 분출하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치의 3D 프린팅 보조 방법에 있어서, 3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장하는 단계, 상기 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 디스플레이에 표시하는 단계, 사용자가 상기 3D 프린팅 펜을 파지한 상태에서 상기 디스플레이된 상기 복수의 트래킹 지점을 따라 공간상에서 트래킹하면, 주변에 설치된 깊이 센서로부터 감지된 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 수신하는 단계, 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표와 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 일치 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 알림신호를 생성하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 사용자가 원하는 3D 입체 형상을 보다 정확하고 편리하게 만들 수 있도록 가이드 역할을 제공하므로 사용자는 생소할 수 있는 3D 입체 형상을 만드는 방법에 대해 보다 쉽게 이해하고 활용할 수 있다.
또한, 사용자가 원하는 3차원의 입체적인 형상을 제작하는데, 흥미와 재미를 더욱 더하고 성취감을 느끼게 하며 사용자의 창의력개발이나 집중력 향상에 도움을 줄 수 있다.

Description

3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치 및 그 방법{Apparatus for 3D printing auxiliary using the 3D printing pen and Method thereof}
본 발명은 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 3D 입체 도구 사용에서 원하는 모형을 제작할 수 있도록 가이드 역할을 제공하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
3D 프린팅 기술은 홀로그램 기술과 더불어 차세대 기술의 가장 중요한 핵심기술로 제조업, 의료, IT 분야 등 여러 방면에서 기술 패러다임을 바꾸며, 산업 혁신을 이끌 것으로 기대되고 있는 대표적인 기술이다.
ICT 시장에 3차 산업혁명이라 불리는 3D 프린팅 기술이 등장하면서 전 세계적으로 빠르게 확산되고 있다. 3D 프린팅 기술이란 고분자 물질이나 플라스틱 및 금속성 가루 등의 소재를 3차원 설계 데이터를 기반으로 적층 제조법(Additive Manufacturing)으로 실물 모형, 프로토타입, 툴 및 부품 등을 형상화하는 것이다.
이와 같은 3D 프린팅 기술은 산업에서 뿐 아니라 개인용으로 확산되어 연구 개발 빛 보급되고 있다.
그 중에서도 3D 프린팅 펜은 펜 끝에 ABS나 PLA 필라멘트가 제공되고 그것을 녹여 압출시켜 출력하는 것으로 일반 3D 프린터와 동일한 기능을 가지면서도 좀더 대중적으로 상용화되고 있다.
실제 펜으로 그림 그리듯 움직이면 3차원의 입체 형상으로 제작되는 기술로 많은 이들의 주목을 받고 있지만 실제 사용함에 있어서, 사용자의 능력에 따라 활용될 수 있는 범위가 제한적이다는 문제점이 있다. 즉, 예술감각 또는 조형능력이 뛰어난 사용자에게서는 표현하고자 하는 입체형상을 만드는 데 어려움이 적겠지만, 대다수의 사람에게는 실제 직접 제작하기에는 많은 어려움이 있다. 특히 어린아이들에게 창의력과 상상력 향상에 도움이 될 것으로 예측되어 지고 있는바, 더 많은 사람이 3D 프린팅 펜을 이용하여 활용범위를 넓힐 수 있도록 3D 프린팅 펜의 사용 방법에 대해 다양한 가이드를 제공해 주는 기술을 개발하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 국내공개특허 제 10-2014-0089858호(2014.07.16 공개)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 사용자가 3D 입체 도구 사용에서 원하는 모형을 제작할 수 있도록 가이드 역할을 제공하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면 사용자가 분출버튼을 누르면 열가소성 또는 젤 소재를 분출하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치의 3D 프린팅 보조 방법에 있어서, 3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장하는 단계, 상기 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 디스플레이부에 표시하는 단계, 사용자가 상기 3D 프린팅 펜을 파지한 상태에서 상기 디스플레이된 상기 복수의 트래킹 지점을 따라 공간상에서 트래킹하면, 주변에 설치된 깊이 센서로부터 감지된 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 수신하는 단계, 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표와 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 일치 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 알림신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 디스플레이부에 표시하는 단계는, 상기 복수의 트래킹 지점이 서로 연결되어 형성된 가이드 라인을 상기 3차원 모델 상에 표시할 수 있다.
상기 일치 여부를 판단하는 단계는, 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점 중에서 하나의 트래킹 지점을 기준점으로 설정하고, 상기 기준점의 3차원 좌표를 상기 3D 프린팅 펜의 열가소성 소재가 분출되는 시작점의 3차원 좌표와 매칭시킬 수 있다.
상기 일치 여부를 판단하는 단계는, 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표와 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 비교하여 그 차이값이 임계치 이하이면 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 알림신호를 생성하는 단계는, 상기 일치 여부에 대한 판단의 결과를 영상 또는 음성으로 표시하도록 상기 알림 신호를 생성할 수 있다.
상기 알림신호를 생성하는 단계는, 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표와 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 일치하는 것으로 판단하면, 상기 3D 프린팅 펜의 움직임에 대응하여 상기 가이드 라인의 형태 또는 색상을 변경시켜 표시하도록 상기 알림신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 사용자가 분출버튼을 누르면 열가소성 또는 젤 소재를 분출하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치에 있어서, 3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장하는 저장부, 상기 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 표시하는 디스플레이부, 사용자가 상기 3D 프린팅 펜을 파지한 상태에서 상기 디스플레이된 상기 복수의 트래킹 지점을 따라 공간상에서 트래킹하면, 주변에 설치된 깊이 센서로부터 감지된 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 수신하는 통신부 및 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표와 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 일치 여부를 판단하며, 상기 일치 여부 결과를 표시하도록 알림신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 사용자가 원하는 3D 입체 형상을 보다 정확하고 편리하게 만들 수 있도록 가이드 역할을 제공하므로 사용자는 생소할 수 있는 3D 입체 형상을 만드는 방법에 대해 보다 쉽게 이해하고 활용할 수 있다.
또한, 사용자가 원하는 3차원의 입체적인 형상을 제작하는데, 흥미와 재미를 더욱 더하고 성취감을 느끼게 하며 사용자의 창의력개발이나 집중력 향상에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 펜 및 센서를 이용한 3D 프린팅 보조 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치를 이용한 3D 프린팅 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프리닝 보조 장치를 이용한 3D 프린팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치의 3차원 모델을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 펜 및 센서를 이용한 3D 프린팅 보조 시스템을 나타낸 도면이다.
3D 프린팅 보조 시스템은 3D 프린팅 보조장치(100), 깊이 센서(200) 3D 프린팅 펜(300)을 포함한다.
3D 프린팅 보조장치(100)는 깊이 센서(200)와 통신하여 3D 프린팅 펜(300)의 위치에 대한 좌표를 수신하여 디스플레이부를 통해 3차원 모델과 함께 그 위치를 표시하여 사용자에게 제공한다.
깊이 센서(200)는 측정 대상의 움직임과 위치를 인식하는 것으로 이를 인식 하기 위해서는 지자기, 가속도, 자이로 센서 등을 이용할 수 있다. 가속도 센서, 자이로 센서, 구부림 센서를 이용한 장갑을 착용하여 동작을 인식할 수도 있고, 카메라 시스템과 적외선 반사체, 손목 또는 신체에 센서를 착용, 센서가 장착된 밴드를 착용하여 동작을 인식할 수도 있다.
또한, 추가적인 하드웨어 없이 소프트웨어만으로 구동이 가능하도록 전자 기기에 탑재된 기존 카메라를 이용하여 동작을 인식하거나 2개 이상의 카메라를 설치하고 각각의 카메라에서 바라보는 영상의 차이를 이용하여 거리를 측정하고, 동작을 인식할 수 있다. 이 외에도 키넥트 구조를 이용하거나 ToF(Time of Flight)방식, Point Cloud, Body Gesture 등으로 동작을 인식할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
3D 프린팅 펜(300)은 사용자가 분출 버튼을 누르면 열가소성 또는 젤 소재를 분출하여 3차원의 입체 형상으로 만들 수 있다.
3D 프린팅 펜(300)에 사용되는 재질은 크게 고상형(Solid), 액상형(Liquid), 분말형(powder)으로 이루어져 있다. 이 중에서 고상형 재질은 대표적으로 ABS, PLA로 나뉘어진다. ABS, PLA 는 열가소성 소재로 열을 가하면 부드러워지고 성형이 가능해지는 특징이 있으며, 공기와 맞닿으면 딱딱하게 굳어 입체 형상을 만들 수 있게 된다.
또한, 3D 프린팅 펜(300)은 빛에 민감하게 반응하는 포토폴리머 젤(Photopolymer Gels)을 사용하여 3가지 UV 빛을 받아 노즐에서 밖으로 배출된 후 곧바로 굳어 입체 형상을 만들 수 있다.
이와 같은 3D 프린팅 펜(300)은 열가소성 소재나 빛에 영향을 받아 사용할 수 있는 젤 형태의 소재 등 3D 프린팅 펜의 소재에 한정되지 않고 3차원이 입체적으로 제작할 수 있는 도구를 가리킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2에서 나타낸 것처럼, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 저장부(110), 디스플레이부 (120), 통신부(130), 제어부(140)를 포함한다.
저장부(110)는 디스플레이부(120)에 표시하는 3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장한다.
한편, 저장부(110)는 사용자로부터 특정한 의미를 지칭하는 동작의 좌표 변화 추이를 입력받아 저장할 수 있다.
디스플레이부(120)는 화면에 가상공간을 만들어 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 표시한다. 복수의 트래킹 지점은 서로 연결되어 가이드 라인 형성되고 이러한 가이드 라인은 n각형의 메쉬로 표시될 수 있다.
또한, 디스플레이부(120)는 복수의 트래킹 지점 및 가이드 라인 위에 깊이 센서(200)를 통해 감지한 3D 프린팅 펜(300)의 좌표를 가상공간에 표시할 수 있다.
통신부(130)는 깊이 센서(200)와 데이터를 송수신하기 위한 통신 수단을 포함하며 깊이 센서(200)로부터 감지된 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표를 수신한다.
또한, 통신부(130)는 다른 저장공간에 저장되어 있는 3차원 모델을 전달받아 디스플레이부(120)에 전달할 수 있다.
제어부(140)는 기 설정된 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점 중에서 기준점인 하나의 트래킹 지점을 3D 프린팅 펜(300)의 열가소성 또는 젤 형태의 소재가 분출되는 시작점의 3차원 좌표를 매칭한다.
제어부(140)는 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표와 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 그 차이값이 임계치 이하이면 일치하는 것으로 판단한다.
한편, 제어부(140)는 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표와 트래킹 지점의 3차원 좌표의 일치 여부를 판단하면, 일치 여부 결과를 표시하도록 알림신호를 생성한다.
또한, 제어부(140)는 3D 프린팅 펜(300)의 위치가 깊이센서(200)가 감지하는 범위를 벗어나는 경우 또는 특정한 동작을 깊이 센서(200)를 통해 감지하는 경우에도 알림신호를 생성한다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조장치를 이용한 프린팅 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치를 이용한 3D 프린팅 방법을 나타낸 순서도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치를 이용한 3D 프린팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 보조 장치의 3차원 모델을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 3D 프린팅 펜(300)은 3D 입체 형상을 만들 수 있는 3D 프린팅 펜으로 지칭하지만 특정 3D 프린팅 펜으로 한정하는 것은 아니다. 그리고 3D 프린팅 보조 장치(100)와 깊이 센서(200)는 USB 단자를 통해 연결되어 데이터를 송수신하는 것으로 가정하고 설명한다.
먼저, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장한다(S310).
즉, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 3차원 모델에 대하여 복수의 트래킹 지점으로 구분하고, 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장한다.
또한, 도 5와 같이 바닥면에 위치하는 한 트렉킹점을 기준점으로 지정하고 기준점을 원점으로 설정하여 나머지 트래킹 지점들에 대한 3차원의 가상공간에 따른 좌표를 저장한다.
다음으로, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 디스플레이부(120)에 표시한다(S320).
3D 프린팅 보조 장치(100)는 디스플레이부(120)에 가상공간을 생성하고, 3D 프린팅 보조 장치(100) 또는 연결되어 있는 다른 저장 장치(미도시함)에 저장되어 있는 3차원 모델을 가상 공간에 표시한다.
이때, 3차원 모델의 모형에 각각의 트래킹 점이 지정되고 그 트래킹 점들을 연결하는 가이드 라인을 형성하여 표시할 수 있다. 이와 같이 각각의 트래킹 점들과 복수의 가이드 라인은 n각형의 다양한 모양의 메쉬 형태로 표시된다.
이와 같은 디스플레이부(120)에 표시된 3차원 모델은 고정되어 있지 않고 사용자의 화면 조정을 통해 좌우, 상하의 이동, 확대 및 축소가 가능하다.
도 5에 도시한 것처럼, 3차원 모델은 복수의 트래킹 지점과 각각의 트래킹 점 사이를 연결하는 가이드라인으로 형성된다.
또한 도 4 및 도 5와 같이, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 깊이 센서(200)를 통해 감지된 3D 프린팅 펜(300)의 위치를 각각의 트래킹 점을 연결하여 형성된 메쉬 형태의 가이드라인 위로 3D 프린팅 펜 커서를 통해 표시할 수 있다.
다음으로, 사용자가 3D 프린팅 펜(300)에 부착된 분출버튼을 누르면서 디스플레이부(120)에 표시된 복수의 트래킹 지점을 따라 공간상에서 트래킹하면, 3D 프린팅 펜(300)을 통해 열가소성 또는 젤 소재가 분출된다. 이때, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 주변에 설치된 깊이 센서(200)로부터 감지된 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표를 수신한다(S330).
도 4 와 같이, 3D 프린팅 보조 장치(100)의 디스플레이부(120)에 표시된 3차원 모델의 가이드 라인을 사용자가 직접 눈으로 확인하며, 사용자는 바닥면의 기준점을 시작점으로 가정하며 3D 프린팅 펜(300)을 이용하여 3차원 모델의 형상을 제조할 수 있다.
이때, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 연결된 깊이 센서(200)를 통해 3D 프린팅 펜(300)의 움직임을 감지하고 그 움직임을 3차원의 좌표로 변환하여 수신한다.
여기에서 깊이 센서(200)의 종류에 따라 3D 프린팅 펜(300)의 움직임을 감지하는 방법이 다르게 설정될 수 있다. 먼저, 깊이 센서(200)가 손가락의 위치만 감지하는 경우에는, 깊이 센서(200)가 손가락의 위치를 감지하고 그 위치에 해당하는 3차원 좌표를 3D 프린팅 보조 장치(100)에 전송하면, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 손가락으로 잡는 펜의 위치를 기반으로 손가락의 위치와 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 위치를 연산하여 추정할 수 있다. 한편, 깊이 센서(200)가 3D 프린팅 펜(300)의 좌표를 직접 감지하는 경우, 깊이 센서(200)가 3D 프린팅 펜(300)의 종단 지점의 3차원 좌표를 직접 인식하여 3D 프린팅 보조 장치(100)에 전송할 수 있다.
이와 같이 깊이 센서(200)를 통해 3D 프린팅 펜의 좌표를 감지하는 방법은 깊이 센서(200)의 종류에 따라 그 방법이 다양하며 이에 한정하지 않는다.
3D 프린팅 보조 장치(100)는 깊이 센서(200)를 통해 수신한 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표와 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 일치 여부를 판단한다(S340).
3D 프린팅 보조 장치(100)는 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점 중에서 기준점으로 설정한 하나의 트래킹 지점의 3차원 좌표를 3D 프린팅 펜(300)으로 제작하는 시작점의 3차원 좌표와 매칭시킨다.
디스플레이부(120)에 표시된 3차원 모델의 기준점을 원점(0,0,0)으로 설정한 상태이고 사용자가 기준점에 해당하는 지점을 시작점으로 하여 3차원 모델 제작을 개시하므로, 이후에 작업하는 작업 결과물의 좌표는 3차원 모델의 트래킹 지점의 좌표에 대응된다.
따라서, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 저장된 트래킹 지점의 3차원 좌표를 기준으로 하여, 3차원 모델의 복수의 트래킹 지점의 3차원 좌표와 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표가 동일한지를 판단한다.
즉, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 트래킹 지점의 3차원 좌표와 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표의 차이값이 기 설정된 임계치 이하이면 일치하는 것으로 판단하고 차이값이 임계치를 초과한 경우 일치하지 않는 것으로 판단한다.
한편, 사용자가 3D 프린팅 펜(300)에 설치된 분출 버튼을 누를 경우에만 깊이 센서(200)가 사용자의 움직임을 감지하는 것으로 설정할 수 있으며, 사용자가 3D 프린팅 보조 장치(100)의 사용 중지 또는 종료를 의미하는 동작을 설정하는 경우, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 깊이 센서(200)를 통해 기 설정된 동작을 감지하여 수신하면 작업을 중지할 수 있다.
다음으로, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 판단 결과에 따라 알림신호를 생성한다(S350).
즉, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 3D 모델의 좌표와 감지된 3D 프린팅 펜(300)의 3차원 좌표가 일치한다고 판단되면 대응되는 3차원 모델의 가이드 라인의 형태 또는 색상을 변경시키도록 알림신호를 생성하여 디스플레이부(120)에 표시할 수 있다.
더욱 상세하게는 3차원의 모델에 표현되어 있는 색상과 다른 색상 또는 다른 선의 형태로 가이드라인을 변경할 수 있으며, n각형 메쉬 형태를 둘러싼 가이드 라인의 색상이 모두 변경되면 해당하는 n각형의 메쉬부분의 색상도 변경될 수 있다.
여기에서 다른 선의 형태란, 선의 굵기 또는 모양에 따라 실선, 파선, 쇄선등으로 다양하게 설정될 수 있으며, 이러한 색상 또는 라인의 형태를 변경되는 설정은 사용자에 의해 용이하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 첫번째 트래킹 지점인 (1,1,3) 지점에서 두번째 트래킹 지점인 (2,2,3)으로 정확하게 3D 프린팅 펜(300)을 이동시킨 경우, 디스플레이부(120)에 표시된 3차원 모델의 (1,1,3) 지점과 (2,2,3) 지점을 연결하는 가이드라인의 색상을 빨간 색으로 변경시킬 수 있다.
또한, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 판단 결과를 디스플레이부(120)를 통해 영상으로 팝업 메시지나 불빛 또는 음성을 통해서 사용자에게 알릴 수 있다.
더욱 상세하게 설명하자면, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 3차원의 모델의 좌표와 3D 프린팅 펜(300)의 좌표가 일치하지 않는 것으로 판단하는 경우에 3D 프린팅 펜(300)이 가이드라인을 벗어나 있다는 사실을 알리기 위해 별도의 팝업창이나 이미지를 표시할 수 있다. 또한, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 연결되어 있는 스피커를 통해 사람의 음성 또는 소리 또는 멜로디를 통해 알릴 수 있다.
3D 프린팅 보조 장치(100)는 이러한 알림 방법 중에서 적어도 하나를 포함하며 동시에 여러 종류의 알림 방법을 통해 사용자에게 메시지를 전달할 수 있으며, 이러한 설정은 사용자의 편의에 따라 변경될 수 있다.
그리고, 사용자는 3D 프린팅 펜(300)이 가이드라인을 벗어난 경우에는 분출되어 형성된 열가소성 소재 또는 젤 소재 부분을 제거하여 다시 이전 트래킹 지점에서부터 재작업을 수행할 수 있다.
또한, 사용 중지 또는 종료를 의미하는 동작인지를 판단하는 경우 또는 사용자가 3D 프린팅 펜(300)을 사용함에 있어서 깊이 센서(200)가 감지할 수 있는 범위를 벗어나는 경우, 3D 프린팅 보조 장치(100)는 알림 신호를 생성하여 사용자에게 이와 같은 사실을 알릴 수 있다.
3D 프린팅 보조 장치(100)는 사용 중지 또는 종료를 의미하는 동작인지를 판단하는 경우에는 사용자에게 3D 프린팅 보조 장치(100)의 이용을 멈추거나 종료를 원하는 지를 확인하는 메시지를, 3D 프린팅 펜(100)의 위치가 깊이 센서(200)의 감지 범위를 벗어난 경우에는 이와 같은 사실을 알리는 메시지를 전달할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 원하는 3D 입체 형상을 보다 정확하고 편리하게 만들 수 있도록 가이드 역할을 제공하므로 사용자는 생소할 수 있는 3D 입체 형상을 만드는 방법에 대해 보다 쉽게 이해하고 활용할 수 있다.
또한, 사용자가 원하는 3차원의 입체적인 형상을 제작하는데, 흥미와 재미를 더욱 더하고 성취감을 느끼게 하며 사용자의 창의력개발이나 집중력 향상에 도움을 줄 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 3D 프린팅 보조 장치 110: 저장부
120: 디스플레이부 130: 통신부
140: 제어부 200: 깊이 센서
300: 3D 프린팅 펜

Claims (12)

  1. 사용자가 분출버튼을 누르면 열가소성 또는 젤 소재를 분출하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치의 3D 프린팅 보조 방법에 있어서,
    3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장하는 단계;
    상기 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 디스플레이부에 표시하는 단계;
    사용자가 상기 3D 프린팅 펜을 파지한 상태에서 상기 디스플레이부에 표시된 상기 복수의 트래킹 지점을 따라 공간상에서 트래킹하면, 주변에 설치된 깊이 센서로부터 감지된 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 수신하는 단계;
    상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표와 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 일치 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 알림신호를 생성하는 단계를 포함하는 3D 프린팅 보조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부에 표시하는 단계는,
    상기 복수의 트래킹 지점이 서로 연결되어 형성된 가이드 라인을 상기 3차원 모델 상에 표시하는 3D 프린팅 보조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일치 여부를 판단하는 단계는,
    상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점 중에서 하나의 트래킹 지점을 기준점으로 설정하고, 상기 기준점의 3차원 좌표를 상기 3D 프린팅 펜의 열가소성 소재가 분출되는 시작점의 3차원 좌표와 매칭시키는 3D 프린팅 보조 방법.
  4. 제3항에 있어서
    상기 일치 여부를 판단하는 단계는,
    상기 트래킹 지점의 3차원 좌표와 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 비교하여 그 차이값이 임계치 이하이면 일치하는 것으로 판단하는 3D 프린팅 보조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 알림신호를 생성하는 단계는,
    상기 일치 여부에 대한 판단의 결과를 영상 또는 음성으로 표시하도록 상기 알림 신호를 생성하는 3D 프린팅 보조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 알림신호를 생성하는 단계는,
    상기 트래킹 지점의 3차원 좌표와 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 일치하는 것으로 판단하면, 상기 3D 프린팅 펜의 움직임에 대응하여 상기 가이드 라인의 형태 또는 색상을 변경시켜 표시하도록 상기 알림신호를 생성하는 3D 프린팅 보조 방법.
  7. 사용자가 분출버튼을 누르면 열가소성 또는 젤 소재를 분출하는 3D 프린팅 펜을 이용하는 3D 프린팅 보조 장치에 있어서,
    3차원 모델을 구성하는 각각의 트래킹 지점에 대한 3차원 좌표를 저장하는 저장부;
    상기 3차원 모델 및 상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점을 표시하는 디스플레이부;
    사용자가 상기 3D 프린팅 펜을 파지한 상태에서 상기 표시된 복수의 트래킹 지점을 따라 공간상에서 트래킹하면, 주변에 설치된 깊이 센서로부터 감지된 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 수신하는 통신부;
    상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표와 상기 트래킹 지점의 3차원 좌표를 비교하여 일치 여부를 판단하며, 상기 일치 여부 결과를 표시하도록 알림신호를 생성하는 제어부를 포함하는 3D 프린팅 보조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 복수의 트래킹 지점이 서로 연결되어 형성된 가이드 라인을 상기 3차원 모델 상에 표시하는 3D 프린팅 보조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 3차원 모델에 포함된 복수의 트래킹 지점 중에서 하나의 트래킹 지점을 기준점으로 설정하고, 상기 기준점의 3차원 좌표를 상기 3D 프린팅 펜의 열가소성 소재가 분출되는 시작점의 3차원 좌표와 매칭시키는 3D 프린팅 보조 장치.
  10. 제9항에 있어서
    상기 제어부는,
    상기 트래킹 지점의 3차원 좌표와 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 비교하여 그 차이값이 임계치 이하이면 일치하는 것으로 판단하는 3D 프린팅 보조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일치 여부에 대한 판단의 결과를 영상 또는 음성으로 표시하도록 상기 알림 신호를 생성하는 3D 프린팅 보조 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 트래킹 지점의 3차원 좌표와 상기 3D 프린팅 펜의 3차원 좌표를 일치하는 것으로 판단하면, 상기 3D 프린팅 펜의 움직임에 대응하여 상기 가이드 라인의 형태 또는 색상을 변경시켜 표시하는 3D 프린팅 보조 장치.
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