KR101814479B1 - 컬러-코딩 삼각측량에서의 다이내믹스의 증가 - Google Patents

컬러-코딩 삼각측량에서의 다이내믹스의 증가 Download PDF

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Abstract

적응형 협대역 컬러 필터(adapted narrow band color filter)를 이용함으로써 컬러-코딩 삼각측량에서 다이내믹스를 증가시키기 위한 어레인지먼트가 개시된다. 컬러 필터의 스펙트럼 통과 범위들은 카메라 센서의 감응 스펙트럼 범위들과 오버랩한다. 그러나, 스펙트럼 통과 범위들은, 카메라 센서의 감응 스펙트럼 범위들과 대조적으로, 스펙트럼적으로 분리되고, 그러므로 투과된 컬러들이 명백하게 식별될 수 있다.

Description

컬러-코딩 삼각측량에서의 다이내믹스의 증가{INCREASE IN DYNAMICS IN COLOR-CODED TRIANGULATION}
본 발명은 컬러-코딩 삼각측량(color-coded triangulation)에 의해 대상물(object)의 표면을 측정하기 위한 어레인지먼트(arrangement)에 관한 것이다.
3차원 대상물(three-dimensional object)들의 표면들 또는 전체 기하학적 형상을 비접촉식으로 측정하기 위해 광학 삼각측량 방법(optical triangulation method)들이 다양한 방식들로 이용된다. 일반적으로, 삼각측량은 삼각형 내의 각도 측정에 의한 광학 거리 측정의 기하학적 방법이다. 이러한 경우에서 계산은 삼각 함수들에 의해 수행된다. 일반적으로, 패시브(passive) 삼각측량 방법과 액티브(active) 삼각측량 방법 사이에 구분이 이루어진다. 패시브 방법들과 대조적으로, 액티브 방법들은 구조화된 광을 대상물의 표면 상에 투사하는 투사기 유닛(projector unit)을 갖는다. 투사기 유닛은 투사기 또는 레이저(laser), 또는 레이저 다이오드(laser diode)일 수 있다. 종래기술에 따르면, 광은 측정될 대상물의 표면 상에 투사된다. 그 후에, 산란된 광이 카메라(camera)에 의해 고정 각도, 삼각측량 각도에서 기록되고, 분석된다. 광원과 카메라 사이의 연결선, 그리고 측정될 대상물로부터의 그리고 측정될 대상물로의 2개의 광 빔(light beam)들이 삼각형에 걸쳐져서, 광원과 카메라 사이의 알려진 거리 그리고 알려진 빔 방향(beam direction)들을 이용하여, 카메라와 대상물 사이의 거리가 결정될 수 있다.
컬러-코딩 삼각측량에 의한 3차원 측정을 위해, 예컨대, 투명체(transparency)에 의해 생성되는 컬러링된 스트라이프(colored stripe)들의 패턴(pattern)이 통상적으로, 미리결정된 빔 방향으로, 측정될 대상물 상에 투사된다. 투사기의 공간 포지션(spatial position)들이 컬러 코딩(color coding)을 이용하여 대상물 표면 상에 표시되는 것이 유리하다. 그 후에, 컬러링된 산란광(colored scattered light)이 고정 각도의 카메라에 의해 분석된다. 대상물 표면의 굴곡된 형상 때문에, 컬러링된 스트라이프들은 포지션-종속 상 시프트(position-dependent phase shift)를 경험하고, 이로부터 표면의 형상이 궁극적으로 결정될 수 있다. 그러나, 산란광의 이미지(image)의 컬러링된 스트라이프들은, 국부적으로 컬러-종속 흡수(color-dependent absorption) 및 대상물 표면 상에서의 반사율로부터 초래되는 휘도 변조들을 겪는다. 더욱이, 환경으로부터 일반적으로 컬러링된 광과의 중첩이 항상 발생된다. 따라서, 예컨대, 이미지의 컬러 공간에서의 컬러들의 시프트(shift)가 존재할 수 있거나 또는 휘도의 손실 때문에 개개의 컬러들이 식별되기 어려워질 수 있다. 종래기술에 따르면, HDR 카메라들에 의해 이를 보상하려는 시도가 이루어졌다. 그러나, 특히 의학적 적용들에 있어서는, 급속한 대상물 움직임들 때문에 이러한 기술을 이용하는 것이 아직 가능해지지 않았다.
카메라 측들 상에서, 업스트림 베이어 센서(upstream Bayer sensor)를 가진 이미지 센서(image sensor)들이 종래기술에 따라 이용된다. 이러한 경우에서, 베이어 센서는 3개의 감응 스펙트럼 범위(sensitive spectral range)들을 가지며, 3개의 감응 스펙트럼 범위들은 일반적으로 청색, 녹색 및 적색에 놓인다. 그러므로, 대상물 표면의 이미지의 컬러링된 광은, 그 광이 이미지 센서의 감광성 표면(photosensitive surface)들에 충돌하기 전에, 컬러에 따라 스펙트럼적으로 필터링될(spectrally filtered) 수 있다. 그러나, 컬러를 결정하기 위한 어레인지먼트는 매우 부정확한데, 그 이유는, 알려진 바와 같이, 컬러들의 크로스토크(crosstalk)가 베이어 센서에서 발생하기 때문이다. 베이어 센서를 가진 카메라들에 대한 대안으로서, 3-칩 카메라(3-chip camera)들을 이용하는 것이 또한 가능한데, 비교하면 3-칩 카메라들의 컬러 분리가 다소 더 양호하다. 컬러들의 선명하지 않은 선택 또는 분리는 결과적으로, 측정될 대상물의 3차원 형상의 결정에 있어서 측정 불일치들을 초래한다. 예컨대, 적색 투사된 스트라이프의 경우에서, 베이어 센서의 감응 구역들의 오버랩(overlap) 때문에, 심지어 녹색 신호가 초래될 수 있다. 큰 콘트라스트 다이내믹 범위(large contrast dynamic range)를 가진 대상물 표면들의 경우에서, 이는, 스트라이프의 컬러의 잘못된 평가를 초래하고 그에 따라 표면 구역들을 놓치는 것을 초래하는데, 이는 상이한 삼각측량 각도들을 이용한 다수의 스캔(scan)들에 의해 보충될 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 측정될 대상물의 표면 상에 투사되는 컬러 패턴(color pattern)의 이미지의 분석 동안 스펙트럼 범위들의 강건한 분리를 허용하는 삼각측량 어레인지먼트(triangulation arrangement)를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립 청구항의 특징들을 가진 어레인지먼트에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 구성들 및 개선들은 독립 청구항에 종속되는 청구항들에서 명시된다.
본 발명에 따른 어레인지먼트는 투사기 유닛, 및 카메라 센서(camera sensor)를 가진 적어도 하나의 카메라를 포함하고, 투사기 유닛은 측정될 대상물의 표면 상에 컬러 패턴을 투사한다. 카메라는 표면 상에 투사되는 컬러 패턴의 이미지를 기록하기 위해 이용된다. 카메라 센서는 제 1 스펙트럼 범위, 적어도 하나의 제 2 스펙트럼 범위 및 제 3 스펙트럼 범위에서 광에 대해 투과성이거나 또는 감응형(sensitive)이고, 감응 스펙트럼 범위들은 증가하는 파장들에 따라 배열된다. 더욱이, 어레인지먼트는 제 1 스펙트럼 투과 범위, 적어도 하나의 제 2 스펙트럼 투과 범위 제 3 스펙트럼 투과 범위에서 투과성인 컬러 필터(color filter)를 포함하며, 컬러 필터의 개개의 스펙트럼 투과 범위들은 쌍단위씩(pairwise) 분리된다. 제 1 스펙트럼 투과 범위의 상위 에지 파장(upper edge wavelength)은 카메라 센서의 제 1 감응 스펙트럼 범위에 놓인다. 적어도 하나의 제 2 스펙트럼 투과 범위의 하위 및 상위 에지 파장은 카메라 센서의 제 2 감응 스펙트럼 범위에 놓이고, 그리고 제 3 스펙트럼 투과 범위의 하위 에지 파장은 카메라 센서의 제 3 감응 스펙트럼 범위에 놓인다.
카메라 센서는 다수의 제 2 감응 스펙트럼 범위들을 가질 수 있다. 컬러 필터는 또한 다수의 제 2 투과 범위들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제 2 투과 범위들의 하위 및 상위 에지 파장들은 카메라 센서의 제 2 스펙트럼 범위들 중 하나에 각각 놓인다. 편의상, 4개의 감응 스펙트럼 범위들을 가진 카메라 센서들이 이용되어서, 2개의 제 2 스펙트럼 범위들이 존재한다. 그러므로, 2개의 제 2 스펙트럼 범위들은 스펙트럼적으로, 카메라 센서의 제 1 스펙트럼 범위와 제 3 스펙트럼 범위 사이에 놓인다.
유리한 구성에서, 컬러 필터는, 표면의 이미지의 컬러링된 광(colored light)이 먼저 컬러 필터를 통과하고 그 다음으로 카메라 센서, 특히 베이어 센서를 통과하는 방식으로 피팅된다(fitted).
특히 유리한 구성에서, 컬러 필터는 베이어 센서의 체커보드 컬러 패턴(checkerboard color pattern)에 통합된다. 컬러 필터는, 쌍단위씩 분리되고 그리고 유리하게는 녹색, 청색 및 적색 광 스펙트럼들에 놓이는 적어도 3개의 스펙트럼 투과 범위들을 갖는다. 스펙트럼 투과 범위들을 높은 에지 경사도(high edge steepness)를 갖게 협대역으로 만드는 것이 유리하다.
컬러 필터의 투과 범위는 하위 및 상위 에지 파장에 의해 제한되는 스펙트럼 범위를 의미하도록 의도된다. 상위 및 하위 에지 파장들은, 컬러 필터의 투과가 최대 투과의 절반에 각각 속하는 파장들이다. 이러한 경우에서, 하위 에지 파장은 상위 에지 파장보다 더 짧은 파장을 갖는다. 통상적으로, 컬러 필터의 투과 범위는 반치전폭으로 지칭된다.
유리하게, 카메라 센서의 감응 스펙트럼 범위들에 관한 투과 범위들의 에지 파장들의 스펙트럼 포지션(spectral position)에 의해, 이미지의 투과되는 컬러가 강건하게 스펙트럼 투과 범위에 그리고 그에 따라 고유하게 카메라 센서의 감응 스펙트럼 범위에 할당될 수 있다. 그러므로, 카메라에 의한 기록 동안 컬러들의 크로스토크가 방지될 수 있어서, 측정 정확도뿐만 아니라 다이내믹 범위(dynamic range)가 증가되는 것이 특히 유리하다. 기록 동안 필터의 사용으로 인해 카메라 센서에서 오버랩하는 파장 범위들이 고려되지 않는 것이 편리하다. 그러므로, 예컨대, 원색(primary color)들, 즉, 청색, 녹색 및 적색뿐만 아니라, 2차색(secondary color)들, 이를테면, 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 및 백색이 잘 분리될 수 있다. 컬러 필터의 스펙트럼 투과 범위들 외측의 범위들에서, 컬러 필터의 투과를 적어도 3%로 제한하는 것이 유리하다. 1% 미만 또는 1%와 동일한 투과의 제한이 특히 편리하다.
유리한 구성에서, 인접한 에지 파장들의 스펙트럼 거리는 적어도 10 nm일 수 있다. 이러한 방식으로, 높은 발광 효율(luminous efficiency)이 가능하다. 30 nm가 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 우수한 스펙트럼 분리가 달성되어서, 컬러들이 강건하게 식별 또는 분리될 수 있다.
유리한 구성은 컬러 필터를 이용하며, 컬러 필터의 제 1 스펙트럼 투과 범위가 청색 스펙트럼 범위에서 480 nm 미만에 놓이고, 컬러 필터의 적어도 제 2 스펙트럼 투과 범위가 520 nm 내지 565 nm의 녹색에 놓이고, 그리고 컬러 필터의 제 3 스펙트럼 투과 범위가 600 nm 초과의 적색 스펙트럼 범위에 놓인다. 이러한 방식으로, 인접한 에지 파장들의 스펙트럼 거리가 30 nm를 초과하여서, 컬러들의 고유한 할당이 가능해진다. 더욱이, 투과 범위들은 통상의 카메라 센서의 감응 스펙트럼 범위들 내에 각각 놓인다. 그 다음으로, 컬러 필터의 스펙트럼 투과 범위들은 통상의 카메라 센서, 특히 통상의 베이어 센서에 적응된다. 컬러 필터 및 카메라 센서가 공조하여, 고유하게 분리된 스펙트럼 범위들을 가진 최적화된 카메라 센서로서 동작하는 것이 유리하다. 통상의 카메라 센서에서, 예컨대, 3-칩 카메라에서 오버랩하는 파장 범위들이 고려되지 않는 것이 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 컬러들의 검출 신뢰성이 증가된다.
유리한 구성에서, 특히 이미지의 광이 먼저 컬러 필터를 통과하고 그 다음으로 카메라 센서를 통과하도록, 카메라가 컬러 필터를 포함한다. 특히 유리한 구성에서, 컬러 필터는 베이어 센서의 체커보드 컬러 패턴에 적응되고 그 베이어 센서의 체커보드 컬러 패턴에 통합된다. 컬러 필터는 또한 전체적인 카메라 센서에 통합될 수 있다. 그러므로, 컬러 필터 및 카메라 센서는 유효 협대역 카메라 센서, 또는 유효 협대역 베이어 센서를 형성한다. 이러한 방식으로, 컬러들의 검출 신뢰성, 그리고 결과적으로 측정 정확도가 증가된다.
유리한 구성에서, 투사기 유닛은 컬러 필터를 포함한다. 이러한 방식으로, 투사기 유닛으로부터 출현하는 광은, 그 광이 측정될 대상물의 표면에 충돌하기 전에 스펙트럼적으로 넓어질 수 있다.
컬러 필터는 유리하게, 투사기 유닛 내측에서 광원과 컬러 패턴을 가진 투명체 사이에 피팅될 수 있다. 이러한 방식으로, 광원으로부터의 광은, 컬러 패턴을 가진 투명체 전에 이미 스펙트럼적으로 넓어져서, 카메라 센서에 의한 컬러들의 강건한 할당이 가능하다. 특히 유리한 구성에서, 제 2 컬러 필터가 카메라의 하우징(housing) 내측에 피팅되어서, 대상물 상으로의 컬러 패턴의 투사 전에 그리고 카메라에 의한 이미지의 검출 전에 컬러들의 필터링(filtering)이 각각 발생된다. 이러한 방식으로, 컬러들의 검출 신뢰성에 대한 컬러링된 주변 광(colored ambient light)의 영향이 감소된다.
투사기 유닛의 광원은 레이저 광원(laser light source)으로서 구성될 수 있고 적어도 하나의 레이저를 포함한다. 유리한 구성에서, 레이저의 파장은 컬러 필터의 스펙트럼 투과 범위에 놓인다. 이러한 방식으로, 컬러 필터는 컬러들의 강건한 스펙트럼 분리에 있어서 도움을 받는다.
투사기 유닛의 광원은 3개의 레이저 광원들을 포함할 수 있고, 그 3개의 레이저 광원들의 파장들은 청색, 녹색 및 적색 광 스펙트럼들에 놓인다. 유리하게, 청색 레이저 소스(laser source)의 파장은 컬러 필터의 제 1 스펙트럼 투과 범위 내에 놓이고, 녹색 레이저 광원의 파장은 제 2 스펙트럼 투과 범위 내에 놓이고, 그리고 적색 레이저 소스의 파장은 제 3 스펙트럼 투과 범위 내에 놓인다. 이러한 방식으로, 컬러 필터는 컬러들의 강건한 스펙트럼 분리에 있어서 도움을 받는다.
투사기 유닛은 DLP 투사기로서 구성될 수 있다. 유리한 구성에서, DLP 투사기에 존재하는 컬러 휠(color wheel)은 편리하게 컬러 필터로 대체되거나 또는 기존의 컬러 휠에 통합된다. 이러한 방식으로, 투사를 위해 이용되는 컬러들이 스펙트럼적으로 제한되어서, 카메라에 의한 이미지의 분석 동안 컬러들의 강건한 할당이 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여, 3개의 바람직한 예시적 실시예들의 도움으로 아래에서 설명될 것이며, 도면들에서:
도 1은 베이어 센서의 감응 스펙트럼 범위들 및 컬러 필터의 스펙트럼 투과 범위들을 예시하고,
도 2는 컬러 필터가 카메라의 하우징에 피팅되는 컬러-코딩 삼각측량의 제 1 실시예를 도시하고,
도 3은 컬러 필터가 투사기 유닛 내측에 피팅되는 컬러-코딩 삼각측량의 제 2 실시예를 도시한다.
도 1은 통상의 베이어 센서(10)의 제 1, 제 2 및 제 3 감응 스펙트럼 범위(12, 14, 16)와 컬러 필터(18)의 제 1, 제 2 및 제 3 투과 범위(20, 22, 24)의 스펙트럼 포지션(spectral position)들을 예시하는 스펙트럼(spectrum)을 도시한다. 베이어 센서(10)의 감응 스펙트럼 범위들(12, 14, 16)은 실선들로 표현되는 반면, 컬러 필터(18)의 스펙트럼 투과 범위들(20, 22, 24)은 직사각형 형상으로 점선들로 표현된다. 가로좌표(36)는 파장을 nm 단위로 표시한다. 세로좌표(38)는 베이어 센서(10)의 그리고 컬러 필터(18)의 투과율들을 % 단위로 표시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 베이어 센서(10)의 제 1 감응 스펙트럼 범위(12)는 청색 광 스펙트럼에 놓이고, 제 2 감응 스펙트럼 범위(14)는 녹색 광 스펙트럼에 놓이고, 그리고 제 3 감응 스펙트럼 범위(16)는 적색 광 스펙트럼에 놓인다. 컬러 필터(18)의 제 1, 제 2 및 제 3 스펙트럼 투과 범위(20, 22, 24)는 마찬가지로 청색, 녹색 및 적색 광 스펙트럼들에 놓인다. 본 발명에 따르면, 제 1 스펙트럼 투과 범위(20)의 상위 에지 파장(26)은 베이어 센서(10)의 제 1 감응 스펙트럼 범위(12) 내측에 놓인다. 제 2 스펙트럼 투과 범위(22)의 상위 및 하위 에지 파장(28, 30)은 베이어 센서(10)의 제 2 감응 스펙트럼 범위(14) 내에 놓인다. 제 3 투과 범위(24)의 하위 에지 파장(32)은 베이어 센서(10)의 제 3 감응 스펙트럼 범위(16) 내측에 놓인다. 예컨대, 상위 스펙트럼 투과 범위(20)는 460 nm 부근에 놓인다. 그 다음으로, 제 2 스펙트럼 투과 범위(22)의 제 1 에지 파장들(28, 30)의 하위 및 상위 에지 파장(26)은 바람직하게 각각 520 nm 및 560 nm 부근에 놓이고, 제 3 스펙트럼 투과 범위(24)의 하위 에지 파장(32)은 610 nm 부근에 놓인다. 이러한 방식으로, 컬러 필터(18)의 스펙트럼 투과 범위들(20, 22, 24)이 분리되고, 더욱이 이러한 예에서는 60 nm 및 50 nm의 스펙트럼 거리를 갖는다. 따라서, 예컨대, 광이 컬러 필터(18)를 통과할 때, 컬러들의 강건한 검출 신뢰성이 그에 따라 보장된다. 더욱이, 베이어 센서(10)의 감응 스펙트럼 범위(12, 14, 16)는 컬러 필터(18)에 의해 투과되는 컬러들에 고유하게 할당될 수 있다. 이러한 의미에서 특히 컬러 필터(18)는 베이어 센서(10)에 적응된다.
도 2는 측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 제 1 어레인지먼트(1)를 도시한다. 어레인지먼트는 광원(34) 및 투명체(6)를 가진 투사기 유닛(4)을 포함한다. 광원(34)은 예컨대, 백색 광 램프(white light lamp)이고 그러므로 광 스펙트럼의 모든 컬러들을 포함한다. 특히, 청색, 녹색 및 적색이 바람직하게 동일한 비율들로 존재한다. 투명체(6)는 컬러 패턴을 가지며, 컬러 패턴은 바람직하게 청색, 녹색 및 적색 컬러링된 스트라이프(colored stripe)들로 이루어진다. 더욱이, 어레인지먼트(1)는 카메라 센서(10)를 가진, 특히 베이어 센서를 가진 카메라(8)를 포함한다. 컬러 필터(18)는 예컨대, 카메라 하우징(camera housing) 내측에 피팅되고, 제 2 빔 방향(42)에 관해서는 카메라 센서(10) 전면에 놓인다. 투사기 유닛(4)은 투명체(6)에 의해 생성된 컬러 스트라이프들을 제 1 빔 방향(40)을 따라, 측정될 대상물(2)의 표면 상에 투사한다. 대상물 표면의 이미지의 광 ― 제 2 빔 방향(42)을 따라 산란됨 ― 은, 컬러 필터(18)를 통과하여 카메라 센서(10)에 충돌한 후에 카메라(8)에 의해 기록된다. 이러한 방식으로, 대상물 표면의 이미지의 광은, 카메라(8)에 의해 기록되기 전에 3개의 고유하게 할당가능한 스펙트럼 범위들로 분할되며, 이러한 할당된 스펙트럼 범위들은 컬러 필터(18)의 스펙트럼 투과 범위들(20, 22, 24)에 대응한다.
도 3은 측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 제 2 어레인지먼트(1)를 도시한다. 도 2는 도 3과 동일한 엘리먼트(element)들을 포함하며, 그 동일한 엘리먼트들에는 동일한 참조번호들이 제공된다. 도 2에 대한 대안으로서, 도 3에서, 컬러 필터(18)는 투사기 유닛(4) 내측에서 광원(34)과 투명체(6) 사이에 피팅된다. 그러므로, 제 1 빔 방향(40)에 관해, 컬러 필터(18)는 광원(34) 전에 그리고 투명체(6) 후에 놓인다. 이러한 방식으로, 광원(34)으로부터 제 1 빔 방향(40)을 따라 출현하는 광은, 컬러 스트라이프들의 투사 전에, 컬러 필터(18)의 스펙트럼 투과 범위들(20, 22, 24)을 따라 이미 스펙트럼적으로 넓어진다.

Claims (9)

  1. 측정될 대상물(object)(2)의 컬러-코딩 삼각측량(color-coded triangulation)을 위한 어레인지먼트(arrangement)(1)로서,
    컬러 패턴(color pattern)을 상기 측정될 대상물(2)의 대상물 표면 상에 투사하기 위한 투사기 유닛(projector unit)(4),
    상기 표면 상에 투사되는 상기 컬러 패턴의 이미지(image)를 기록하기 위한, 카메라 센서(camera sensor)(10)를 가진 적어도 하나의 카메라(8)
    를 포함하고,
    상기 카메라 센서(10)는 제 1 스펙트럼 범위(spectral range), 제 2 스펙트럼 범위 및 제 3 스펙트럼 범위(12, 14, 16)에서 감응(sensitive)하고, 감응 스펙트럼 범위(sensitive spectral range)들(12, 14, 16)은 증가되는 파장들에 따라 배열되며,
    상기 어레인지먼트(1)는 제 1 스펙트럼 투과 범위(spectral transmission range), 제 2 스펙트럼 투과 범위 및 제 3 스펙트럼 투과 범위(20, 22, 24)를 가진 적어도 하나의 컬러 필터(color filter)(18)를 가지며,
    상기 스펙트럼 투과 범위들(20, 22, 24)은 쌍단위씩(pairwise) 분리되고, 상기 제 1 투과 범위의 상위 에지 파장(upper edge wavelength)(26)은 상기 카메라 센서(10)의 제 1 감응 스펙트럼 범위(12) 내에 놓이고, 상기 제 2 투과 범위의 하위 및 상위 에지 파장(28, 30)은 제 2 감응 스펙트럼 범위(14) 내에 놓이고, 그리고 상기 제 3 투과 범위의 하위 에지 파장(32)은 상기 카메라 센서(10)의 제 3 감응 스펙트럼 범위(16) 내에 놓이고,
    상기 컬러 필터(18)는 상기 투사기 유닛(4) 내측에서 광원(34)과 투명체(transparency)(6) 사이에 피팅되는(fitted),
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    인접한 에지 파장들(26, 28, 30, 32)의 스펙트럼 거리는 적어도 10 nm인,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컬러 필터(18)의 제 1 스펙트럼 투과 범위(20)는 480 nm 미만에 놓이고, 상기 컬러 필터(18)의 제 2 스펙트럼 투과 범위(22)는 520 nm 내지 565 nm의 스펙트럼 범위 내에 놓이고, 그리고 상기 컬러 필터(18)의 제 3 스펙트럼 투과 범위(24)는 600 nm 초과에 놓이는,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 카메라(8)는 제 2 컬러 필터(18)를 포함하는,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투사기 유닛(4)은 상기 컬러 필터(18)를 포함하는,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투사기 유닛(4)의 광원(34)은 레이저 광원(laser light source)으로서 구성되고, 적어도 하나의 레이저를 포함하는,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투사기 유닛(4)의 광원(34)은 3개의 레이저 광원들을 포함하고,
    상기 3개의 레이저 광원들의 파장들은 청색, 녹색 및 적색 광 스펙트럼들에 놓이는,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
  8. 제 1 항에 있어서,
    인접한 에지 파장들(26, 28, 30, 32)의 스펙트럼 거리는 적어도 30 nm인,
    측정될 대상물(2)의 컬러-코딩 삼각측량을 위한 어레인지먼트(1).
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013211802A1 (de) 2013-06-21 2014-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Dynamikerhöhung bei der farbkodierten Triangulation
DE102015209410B4 (de) * 2015-05-22 2018-05-09 Sirona Dental Systems Gmbh Kamera und Verfahren zur dreidimensionalen Vermessung eines dentalen Objekts
DE102017208839A1 (de) * 2017-05-24 2018-11-29 Cst Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Profiltiefe eines Reifens
DE102018101995B8 (de) 2018-01-30 2019-08-14 Willi Gerndt Vorrichtung zur Messung nach dem Lichtschnitt-Triangulationsverfahren
HUE064303T2 (hu) * 2018-03-30 2024-02-28 Nippon A&L Inc Eljárás konjugált dién alapú kopolimer latex elõállítására
DE102018005506B4 (de) * 2018-07-12 2021-03-18 Wenzel Group GmbH & Co. KG Optisches Sensorsystem für ein Koordinatenmessgerät, Verfahren zum Erfassen eines Messpunkts auf einer Oberfläche eines Messobjekts sowie Koordinatenmessgerät
CN109489583B (zh) * 2018-11-19 2021-09-17 先临三维科技股份有限公司 投影装置、采集装置及具有其的三维扫描系统
JP7279596B2 (ja) * 2019-09-24 2023-05-23 株式会社デンソーウェーブ 三次元計測装置
JP7463313B2 (ja) 2021-03-18 2024-04-08 株式会社東芝 光学検査方法、光学検査装置、および光学検査プログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076866A1 (de) 1981-10-09 1983-04-20 Ibm Deutschland Gmbh Interpolierendes Lichtschnitt-Verfahren
US20120120413A1 (en) 2010-11-15 2012-05-17 Seikowave, Inc. Structured Light 3-D Measurement Module and System for Illuminating a Subject-under-test in Relative Linear Motion with a Fixed-pattern Optic
US20120229606A1 (en) 2009-11-04 2012-09-13 Technologies Numetrix Inc. Device and method for obtaining three-dimensional object surface data

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3417222B2 (ja) * 1996-08-07 2003-06-16 松下電器産業株式会社 実時間レンジファインダ
JP2003139521A (ja) * 2001-11-06 2003-05-14 Minolta Co Ltd パターン投影型画像入力装置
JP3878023B2 (ja) * 2002-02-01 2007-02-07 シーケーディ株式会社 三次元計測装置
US20040125205A1 (en) * 2002-12-05 2004-07-01 Geng Z. Jason System and a method for high speed three-dimensional imaging
DE102005014525B4 (de) * 2005-03-30 2009-04-16 Siemens Ag Vorrichtung zur Bestimmung von Raumkoordinaten von Objektoberflächen
WO2009046730A1 (de) * 2007-10-01 2009-04-16 Siemens Aktiengesellschaft Vefahren und vorrichtung zum erfassen einer oberfläche oder eines oberflächenabschnitts eines körpers
WO2010006081A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 Chiaro Technologies, Inc. Multiple channel locating
GB0915904D0 (en) * 2009-09-11 2009-10-14 Renishaw Plc Non-contact object inspection
US8947677B2 (en) * 2010-08-06 2015-02-03 University Of Kentucky Research Foundation Dual-frequency phase multiplexing (DFPM) and period coded phase measuring (PCPM) pattern strategies in 3-D structured light systems, and lookup table (LUT) based data processing
US8334985B2 (en) * 2010-10-08 2012-12-18 Omron Corporation Shape measuring apparatus and shape measuring method
CN102042815B (zh) * 2010-10-12 2012-07-25 深圳大学 超高速实时三维测量系统
US9030470B2 (en) * 2012-08-14 2015-05-12 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Method and system for rapid three-dimensional shape measurement
DE102013211802A1 (de) 2013-06-21 2014-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Dynamikerhöhung bei der farbkodierten Triangulation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076866A1 (de) 1981-10-09 1983-04-20 Ibm Deutschland Gmbh Interpolierendes Lichtschnitt-Verfahren
US20120229606A1 (en) 2009-11-04 2012-09-13 Technologies Numetrix Inc. Device and method for obtaining three-dimensional object surface data
US20120229816A1 (en) 2009-11-04 2012-09-13 Technologies Numetrix Inc. Device and method for obtaining three-dimensional object surface data
US20120120413A1 (en) 2010-11-15 2012-05-17 Seikowave, Inc. Structured Light 3-D Measurement Module and System for Illuminating a Subject-under-test in Relative Linear Motion with a Fixed-pattern Optic

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