KR102279870B1 - 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템 및 그 방법 - Google Patents

패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 광원, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 집광하는 콘덴서 렌즈, 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키는 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴을 포함하는 패턴 마스크, 상기 패턴 마스크를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 편광 필터, 상기 편광 필터의 회전을 구동시키고, 상기 광원에 따른 빛의 발광을 구동하는 구동부 및 상기 편광 필터를 통과한 빛을 방출하는 프로젝션 렌즈를 포함하되, 상기 구동부는 상기 편광 필터를 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 한다.

Description

패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템 및 그 방법{PROJECTION SYSTEM OF 3 DIMENSIONAL SCANNING USING PATTERN MASK AND INVERSE PATTERN MASK AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 패턴 마스크와, 편광 방향을 적용하는 편광 필터를 이용하여 피사체에 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 프로젝션하는 기술에 관한 것이다.
3차원(3D) 스캐닝은 피사체(또는 물체)의 3D 형상 및 색상 정보를 획득하는 광학기기로서 상업, 건축, 의학, 공업, 학술, 문화 등 광범위한 분야에 걸쳐 사용된다. 3D 스캐닝은 레이저 삼각법, 구조광 투영, TOF(Time Of Flight) 등 여러 가지의 방법으로 구현이 가능하며, 획득된 물체의 3차원 형상 정보를 컴퓨터에서 사용할 수 있는 3차원 파일 형식으로 저장한다.
3D 스캐닝 기술은 물체의 형상 정보를 획득하여 컴퓨터 모델로 저장하며, 로봇의 주행, 부품의 결함 검사, 리버스(reverse) 엔지리어링, HCI(Human Computer Interaction), 문화재복원 등의 분야에서 그 요구가 점차 증가하고 있다.
기존의 3차원 스캐닝 기술은, 촬영하고자 하는 피사체에 복수의 멀티패턴을 프로젝션하고, 획득되는 영상들로 인한 깊이 정보를 이용하여 피사체를 영상 조합을 통해 3차원 스캐닝하였다.
한국등록특허 제10-1842141호(2018.03.20. 등록), “3차원 스캐닝 장치 및 방법”
본 발명의 목적은 서로 다른 편광 성질의 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 이용하여 피사체에 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 각각 프로젝션함으로써, 단순화된 프로젝터의 구조에서 피사체에 대한 3차원 스캐닝을 수행할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은 서로 다른 편광 성질이 적용된 패턴 마스크를 통과하는 편광된 빛에 대한 편광 필터를 회전시킴으로써, 단일 패턴만으로도 피사체를 3차원 스캐닝할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템은 광원, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 집광하는 콘덴서 렌즈, 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키는 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴을 포함하는 패턴 마스크, 상기 패턴 마스크를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 편광 필터, 상기 편광 필터의 회전을 구동시키고, 상기 광원에 따른 빛의 발광을 구동하는 구동부 및 상기 편광 필터를 통과한 빛을 방출하는 프로젝션 렌즈를 포함하되, 상기 구동부는 상기 편광 필터를 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 한다.
상기 패턴 마스크는 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키며, 수직 편광 및 수평 편광에 따라 형성된 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 포함할 수 있다.
상기 편광 필터는 90도 회전 가능하며, 상기 패턴 마스크의 수직 편광 및 수평 편광에 따라 편광된 빛을 선택적 투과할 수 있다.
상기 구동부는 상기 편광 필터의 90도 회전하며, 서로 다른 편광 성질이 적용된 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴에 따라 상기 편광 필터를 회전할 수 있다.
상기 구동부는 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛이 수직 편광의 상기 단일 패턴이 형성된 상기 패턴 마스크를 통과하는 경우, 상기 편광 필터의 방향을 수직 방향으로 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 피사체로 상기 단일 패턴이 방출되도록 구동할 수 있다.
상기 구동부는 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛이 수평 편광의 상기 인버스 단일 패턴이 형성된 상기 패턴 마스크를 통과하는 경우, 상기 편광 필터의 방향을 수평 방향으로 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 피사체로 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 구동할 수 있다.
상기 구동부는 상기 편광 필터를 고정시키고, 상기 패턴 마스크의 90도 회전을 구동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템은 피사체로 투사되는 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 이용하여 스캐닝을 위한 영상 처리하는 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 처리부는 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴 각각의 화소 값을 기반으로 기 설정된 문턱치 값과 비교하여 각 패턴의 백색부 및 흑색부를 판단하고, 판단 결과를 기반하여 상기 피사체의 스캐닝을 위한 영상 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템의 동작 방법에 있어서, 광원으로부터 빛을 조사하는 단계, 콘덴서 렌즈를 통해 상기 광원으로부터 발광된 빛을 집광하는 단계, 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 이용하여 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키는 단계, 편광 필터를 이용하여 상기 패턴 마스크를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계 및 프로젝션 렌즈를 통해 상기 편광 필터를 통과한 빛을 방출하는 단계를 포함하되, 상기 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계는 상기 편광 필터를 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 한다.
상기 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계는 상기 편광 필터의 90도 회전하며, 서로 다른 편광 성질이 적용된 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴에 따라 상기 편광 필터를 회전할 수 있다.
상기 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계는 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛이 수직 편광의 상기 단일 패턴이 형성된 상기 패턴 마스크를 통과하는 경우, 상기 편광 필터의 방향을 수직 방향으로 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 피사체로 상기 단일 패턴이 방출되도록 구동할 수 있다.
상기 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계는 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛이 수평 편광의 상기 인버스 단일 패턴이 형성된 상기 패턴 마스크를 통과하는 경우, 상기 편광 필터의 방향을 수평 방향으로 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 피사체로 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 구동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법은 피사체로 투사되는 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 이용하여 스캐닝을 위한 영상 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 스캐닝하는 단계는 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴 각각의 화소 값을 기반으로 기 설정된 문턱치 값과 비교하여 각 패턴의 백색부 및 흑색부를 판단하고, 판단 결과를 기반하여 상기 피사체의 스캐닝을 위한 영상 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 편광 성질의 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 이용하여 피사체에 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 각각 프로젝션함으로써, 단순화된 프로젝터의 구조에서 피사체에 대한 3차원 스캐닝을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 편광 성질이 적용된 패턴 마스크를 통과하는 편광된 빛에 대한 편광 필터를 회전시킴으로써, 단일 패턴만으로도 피사체를 3차원 스캐닝할 수 있다.
도 1은 3D 스캐닝 장치를 설명하기 위한 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 수평 편광의 패턴 마스크 및 수직 편광의 편광 필터의 예를 도시한 것이다.
도 4는 수직 편광의 패턴 마스크 및 수직 편광의 편광 필터의 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크의 패턴 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 화소 값과 문턱치 값을 비교한 그래프를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 3D 스캐닝 장치를 설명하기 위한 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 3D 스캐닝 장치는 스캐닝하고자 하는 피사체(200)를 3D 스캐닝하는 장치로, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100) 및 카메라(300)를 포함한다.
일반적으로, 피사체를 3차원 스캐닝하는 경우, 프로젝터를 이용하여 피사체에 특정 패턴을 조사하고, 특정 패턴을 통해 프로젝터와 카메라 사이의 관계 즉, 캘리브레이션을 설정한다. 이후, 설정된 관계에 기초하여 피사체에 대한 3차원 좌표를 인식하여 3차원 스캐닝을 수행한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 피사체(200)에 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 프로젝션하고, 카메라(300)는 피사체(200)에 투영된 패턴 마스크를 획득하여 각 화소에 대한 좌표 및 깊이 값을 통해 피사체(200)에 대한 3차원 스캐닝을 수행할 수 있다.
이 때, 카메라(300)는 피사체(200)에 투영되는 단일 패턴, 인버스 단일 패턴을 각각 촬영하여 적어도 2개의 영상데이터를 획득하며, 영상데이터로부터 좌표 및 깊이 값을 산출하여 피사체(200)에 대한 3차원 스캐닝을 수행하는 스캐닝 장치를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 촬영 시점과 동기시켜 피사체(200)로 프로젝션하는 것으로, 프로젝션 시점과 촬영 시점 또한 장치의 제어 수단(또는 구동부(160))에 의해 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템의 구조를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템은 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 패턴 마스크와, 편광 방향을 적용하는 편광 필터를 이용하여 피사체에 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 프로젝션한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 광원(110), 콘덴서 렌즈(120), 패턴 마스크(130), 편광 필터(140), 프로젝션 렌즈(150) 및 구동부(160)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 처리부(170)를 더 포함할 수 있다.
콘덴서 렌즈(Condenser Lens, 120)는 광원(110)으로부터 발광된 빛을 집광한다.
예를 들면, 광원(110)은 피사체에 광 투사를 위한 빛을 발광하며, 이를 위해, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 예가 가능하다. 실시예에 따라서, 광원(110)은 청색 단일광을 출력하는 청색 LED, 녹색 단일광을 출력하는 녹색 LED, 적색 단일광을 출력하는 적색 LED를 포함할 수 있다.
이 때, 광원(110)에서 발광되는 빛의 강도와 균일도를 높이기 위해 빛을 모아줘야 하며, 이를 위해 콘덴서 렌즈(120)는 광원(110)의 전방에 배치되어 광원(110)에서 발광되는 빛을 집광할 수 있다.
패턴 마스크(130)는 콘덴서 렌즈(120)를 통과한 빛을 통과시키는 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴을 포함한다.
패턴 마스크(130)는 콘덴서 렌즈(120)를 통과한 빛을 통과시키며, 수직 편광 및 수평 편광에 따라 형성된 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 패턴 마스크(130)는 수직 편광으로 인쇄된 단일 패턴 및 수평 편광으로 인쇄된 인버스 단일 패턴, 또는 수평 편광으로 인쇄된 단일 패턴 및 수직 편광으로 인쇄된 인버스 단일 패턴이 형성된 것일 수 있다. 이 때, 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 종류, 편광 방향, 인쇄 방법 등은 한정되지 않는다.
편광 필터(140)는 패턴 마스크(130)를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용한다. 예를 들면, 편광 필터(140)는 90도 회전 가능하며, 패턴 마스크(130)의 수직 편광 및 수평 편광에 따라 편광된 빛을 선택적 투과할 수 있다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크(130) 및 편광 필터(140)에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 3은 수평 편광의 패턴 마스크 및 수직 편광의 편광 필터의 예를 도시한 것이고, 도 4는 수직 편광의 패턴 마스크 및 수직 편광의 편광 필터의 예를 도시한 것이다.
패턴 마스크(330, 430)는 광원(110)의 전면에 배치되고, 편광 필터(340, 440)는 패턴 마스크(330, 430)의 전면에 배치되어, 광원(110)으로부터 발광되는 빛의 편광에 따라, 빛의 일부는 투과되고 나머지는 차단되도록 할 수 있다.
일 예로 도 3을 참조하면, 패턴 마스크(330)는 수평 편광을 투과시키고 수직 편광을 차단하는 수평 편광판을 포함할 수 있으며, 이 때 단일 패턴이 형성된 형태일 수 있다. 한편, 편광 필터(340)는 수직 편광을 투과시키고 수평 편광을 차단하는 수직 편광판일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수평 편광판의 패턴 마스크(330) 및 수직 편광판의 편광 필터(340)인 경우, 광원(110)으로부터 발광된 빛은 수평 편광만이 패턴 마스크(330)를 투과할 수 있으며, 패턴 마스크(330)를 투과한 빛은 편광 필터(340)를 투과할 수 없다.
다른 예로 도 4를 참조하면, 패턴 마스크(430)는 수직 편광을 투과시키고 수평 편광을 차단하는 수직 편광판을 포함할 수 있으며, 이 때 인버스 단일 패턴이 형성된 형태일 수 있다. 또한, 편광 필터(440)는 수직 편광을 투과시키고 수평 편광을 차단하는 수직 편광판일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 수직 편광판의 패턴 마스크(430) 및 수직 편광판의 편광 필터(440)인 경우, 광원(110)으로부터 발광된 빛은 수직 편광만이 패턴 마스크(430)를 투과할 수 있으며, 패턴 마스크(430)를 투과한 빛은 편광 필터(440)를 투과할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 전술한 바와 같은 편광필름의 특성을 활용하기 위해, 패턴 마스크(130)에 수직 편광 및 수평 편광에 따른 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 형성하고, 편광 필터(140)의 90도 회전을 통해 단일 패턴 또는 인버스 단일 패턴을 선택적으로 방출할 수 있다.
이 때, 패턴 마스크(130)는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴이 형성된 것이며, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)에 의해 피사체로 투영되는 패턴 마스크(130)의 단일 패턴은 도 5a에 도시된 일 예와 같이, 세로 방향으로 상이한 폭을 가지는 다양한 스트라이프(stripe) 패턴, 도 5b에 도시된 일 예와 같이, 가로 방향으로 상이한 폭을 가지는 다양한 스트라이프 패턴, 및 도 5c에 도시된 일 예와 같이, 격자 패턴 또는 체크 패턴 중 어느 하나의 패턴 형태일 수 있다. 물론, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)에 의해 투영되는 단일 패턴은 도 5에 도시된 패턴들로 한정되지 않으며, 십자가 패턴, X자 패턴 등 적용 가능한 다양한 패턴일 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)에 의해 피사체로 투영되는 패턴 마스크(130)의 인버스(inverse) 단일 패턴은 단일 패턴에 상반된 패턴으로 예를 들면, 단일 패턴에서의 0을 인버스 단일 패턴에서 1로, 단일 패턴에서의 1을 인버스 단일 패턴에서 0으로 형성된 것일 수 있다. 이에 따라서, 인버스 단일 패턴 또한 도 5에 도시된 패턴들 또는 도 5에 도시된 패턴들에 한정되지 않은 다양한 패턴이 적용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 프로젝션 렌즈(150)는 편광 필터(140)를 통과한 빛을 방출한다. 여기서, 콘덴서 렌즈(120) 및 프로젝션 렌즈(150)의 크기, 형태, 재질은 도 2에 도시된 바에 한정되지 않으며, 다양한 예가 가능하다.
구동부(160)는 편광 필터(140)의 회전을 구동시키고, 광원(110)에 따른 빛의 발광을 구동한다. 또한, 구동부(160)는 편광 필터(140)를 회전시키며, 프로젝션 렌즈(150)를 통하여 단일 패턴 또는 인버스 단일 패턴이 방출되도록 한다. 실시예에 따라서, 구동부(160)는 물리적인 기구일 수 있으며, 편광 필터(140)를 전기적으로 구동시킬 수 있다.
구동부(160)는 편광 필터(140)를 90도 회전하며, 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 또는 인버스 단일 패턴에 따라 편광 필터(140)의 수직 또는 수평을 위한 90도 회전할 수 있다.
또한, 구동부(160)는 패턴 마스크(130)의 회전을 구동시킬 수 있다. 예를 들면, 구동부(160)는 편광 필터(140)를 고정시키고, 패턴 마스크(130)를 90도씩 회전시킬 수 있다.
패턴 마스크(130)에 수직 편광판의 단일 패턴 및 수평 편광판의 인버스 단일 패턴이 형성된 것을 가정한 경우, 일 예로, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)의 구동부(160)는 피사체에 단일 패턴을 프로젝션 하기 위해, 편광 필터(140)의 방향을 수직 방향으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라서, 수직 편광판의 패턴 마스크(130)를 통과한 편광된 빛은 수직 편광판의 편광 필터(140)를 통과하여 프로젝션 렌즈(150)를 통해 방출되며, 피사체에 단일 패턴이 프로젝션될 수 있다. 이 때, 패턴 마스크(130)에 수평 편광으로 형성된 인버스 단일 패턴은 수직 편광판의 편광 필터(140)에 의해 차단될 수 있다.
다른 예로, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)의 구동부(160)는 피사체에 인버스 단일 패턴을 프로젝션 하기 위해, 편광 필터(140)의 방향을 수평 방향으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라서, 수평 편광판의 패턴 마스크(130)를 통과한 편광된 빛은 수평 편광판의 편광 필터(140)를 통과하여 프로젝션 렌즈(150)를 통해 방출되며, 피사체에 인버스 단일 패턴이 프로젝션될 수 있다. 이 때, 패턴 마스크(130)에 수직 편광으로 형성된 단일 패턴은 수평 편광판의 편광 필터(140)에 의해 차단될 수 있다.
이 때, 수직 편광판의 단일 패턴 및 수평 편광판의 인버스 단일 패턴은 이에 한정되지 않음은 당연하며, 수직 편광판의 인버스 단일 패턴 및 수평 편광판의 단일 패턴이 형성되고, 그로 인한 편광 필터의 구동이 동반될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 수평 편광에 따라 인버스 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크(130)를 포함할 수 있으며, 패턴 마스크(130)를 이용하여 피사체에 단일 패턴, 블랙 패턴 및 화이트 패턴을 프로젝션할 수 있다.
패턴 마스크(130)에 수평 편광판의 인버스 단일 패턴이 형성된 것을 가정한 경우, 일 예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)의 구동부(160)는 피사체에 단일 패턴을 프로젝션 하기 위해, 편광 필터(140)의 방향을 수직 방향으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라서, 수평 편광판의 인버스 패턴 마스크를 통과하지 않아 편광되지 않은 빛은 수직 편광판의 편광 필터(140)를 통과하여 프로젝션 렌즈(150)를 통해 방출되며, 피사체에 단일 패턴이 프로젝션될 수 있다.
다른 예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)의 구동부(160)는 피사체에 화이트 패턴을 프로젝션 하기 위해, 편광 필터(140)의 방향을 수평 방향으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라서, 수평 편광판의 인버스 패턴 마스크(130)를 통과한 편광된 빛은 수평 편광판의 편광 필터(140)를 통과하여 프로젝션 렌즈(150)를 통해 방출되며, 수평 편광판의 인버스 패턴 마스크(130)를 통과하지 않은 편광되지 않은 빛도 수평편광판의 편광필터(140)를 통과하여 프로젝션 렌즈(150)를 통해 방출되므로, 피사체에 화이트 패턴이 프로젝션될 수 있다.
또 다른 예로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)의 구동부(160)는 광원(110)으로부터 발광되는 빛을 차단시켜 프로젝션 렌즈(150)를 통하여 피사체로 블랙 패턴이 방출되도록 구동하며, 피사체에 블랙 패턴이 프로젝션될 수 있다.
이 때, 블랙 패턴 및 화이트 패턴은 블랙 광(또는 블랙 라이트) 및 화이트 광(또는 화이트 라이트)을 나타내며, 구동부(160)에 의해 구동되어 광원(110)에서 발광이 차단된 광 및 광원(110)에서 발광되는 단일광 또는 백색광을 나타낼 수 있다.
또한, 수직 편광판의 단일 패턴 및 수평 편광판의 패턴이 없는 백색의 단일 배경은 이에 한정되지 않음은 당연하며, 수직 편광판의 단일 배경 및 수평 편광판의 단일 패턴이 형성되고, 그로 인한 편광 필터의 구동이 동반될 수 있다.
이에 따라서, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 피사체로 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 각각 프로젝션하거나, 피사체로 단일 패턴, 블랙 패턴 및 화이트 패턴을 각각 프로젝션함으로써, 스캐너에 의해 피사체를 3차원 스캐닝하는 과정에서 필요한 환경 및 데이터를 제공할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 피사체로 투사되는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 이용하여 스캐닝을 위한 영상 처리하는 처리부(170)를 포함할 수 있다.
본 발명은 기존 기술들이 사용하는 그레이스케일이나 색상을 사용하지 않고, 흑/백의 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 사용하여 3차원 스캐닝하는 것을 그 요지로 한다. 이 때, 영상처리를 통해 피사체로 투사된 패턴의 흑색부 및 백색부를 구분하기 위해서는 통상적으로 영상의 각 화소별로 해당 화소에 빛이 도달하는지 여부에 따라 각 화소에 패턴의 흑색부가 투영된 것인지, 또는 백색부가 투영된 것인지를 결정하기 위한 문턱치(threshold) 결정이 필요하다. 이를 수행하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 스캔에 사용되는 단일 패턴을 투사한 단일 패턴 영상, 그리고 인버스 단일 패턴을 투사한 인버스 단일 패턴 영상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
처리부(170)는 피사체로 투사되는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴 각각의 화소 값을 기반으로 기 설정된 문턱치 값을 비교하여 각 패턴의 백색부 및 흑색부를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 피사체에 대한 스캐닝을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 문턱치 값은 각 화소별 위치에서 단일 패턴을 투사하였을 때의 화소 값과, 인버스 단일 패턴을 투사하였을 때의 화소 값의 평균으로 설정된다.
이에, 처리부(170)는 단일 패턴과 인버스 단일 패턴에서 문턱치 값 이상의 차이가 발생하는 화소를 패턴이 투사된 위치에 있는 것으로 결정하고, 화소에 동일한 위치에서, 단일 패턴 영상의 화소 값이 문턱치 값 이상인 경우, 단일 패턴의 백색부로 판단하고, 미만인 경우 단일 패턴의 흑색부로 판단할 수 있다.
또한, 처리부(170)는 단일 패턴의 백색부가 투사된 위치에서의 화소 값이 문턱치 값보다 작을 때에는 해당 화소에 오류가 발생된 것으로 판단할 수 있다. 이에, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템(100)은 처리부(170)를 통해 패턴이 투사된 위치에서의 화소 값과 문턱치 값을 이용하여 패턴의 백색부 또는 흑색부를 판단하고, 화소의 오류를 판단하여 피사체에 대한 3차원 스캐닝을 고려하므로, 스캐닝의 정확도를 향상시키는 효과를 제공한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 화소 값과 문턱치 값을 비교한 그래프를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템은 피사체로 투사되는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴에 의해 획득되는 단일 패턴 영상(Pattern Image) 및 인버스 단일 패턴 영상(Inv. Pattern Image)를 획득하며, 각 화소별 위치에서 단일 패턴 영상(Pattern Image)의 화소 값과 인버스 단일 패턴 영상(Inv. Pattern Image)의 화소 값의 평균으로 문턱치 값(Threshold)을 획득할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템은 특정 화소에서 피사체로 투사되는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 화소 값이 문턱치 값 이상의 차이가 발생하는 경우, 특정 화소를 패턴이 투사된 위치에 있는 것으로 결정할 수 있다. 이후에, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템은 특정 화소에서의 단일 패턴 영상의 화소 값이 문턱치 영상의 화소 값 이상인 경우, 단일 패턴의 백색부로 판단하고, 미만인 경우 단일 패턴의 흑색부로 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 7의 방법은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 단계 710에서, 광원으로부터 빛을 조사한다.
단계 710은 광원으로부터 발광되는 빛의 구동 또는 차단하는 단계일 수 있다. 예를 들면, 광원은 피사체에 광 투사를 위한 빛을 발광하며, 이를 위해, LED를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 예가 가능하다. 실시예에 따라서, 광원은 청색 단일광을 출력하는 청색 LED, 녹색 단일광을 출력하는 녹색 LED, 적색 단일광을 출력하는 적색 LED를 포함할 수도 있다.
단계 720에서, 콘덴서 렌즈를 통해 광원으로부터 발광된 빛을 집광한다.
예를 들면, 광원에서 발광되는 빛의 강도와 균일도를 높이기 위해 빛을 모아줘야 하며, 이를 위해 단계 720에서, 콘덴서 렌즈는 광원의 전방에 배치되어 광원에서 발광되는 빛을 집광할 수 있다.
단계 730에서, 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 이용하여 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시킨다.
상기 패턴 마스크는 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키며, 수직 편광 및 수평 편광에 따라 형성된 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 패턴 마스크는 수직 편광으로 인쇄된 단일 패턴 및 수평 편광으로 인쇄된 인버스 단일 패턴, 또는 수평 편광으로 인쇄된 단일 패턴 및 수직 편광으로 인쇄된 인버스 단일 패턴이 형성된 것일 수 있다. 이 때, 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴의 종류, 편광 방향, 인쇄 방법 등은 한정되지 않는다.
예를 들면, 패턴 마스크는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴이 형성된 것이며, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법에 의해 피사체로 투영되는 패턴 마스크의 단일 패턴은 세로 방향으로 상이한 폭을 가지는 다양한 스트라이프(stripe) 패턴, 가로 방향으로 상이한 폭을 가지는 다양한 스트라이프 패턴, 격자 패턴, 체크 패턴, 십자가 패턴 및 X자 패턴 중 어느 하나의 패턴 형태일 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법에 의해 피사체로 투영되는 패턴 마스크의 인버스(inverse) 단일 패턴은 단일 패턴에 상반된 패턴으로 예를 들면, 단일 패턴에서의 0을 인버스 단일 패턴에서 1로, 단일 패턴에서의 1을 인버스 단일 패턴에서 0으로 형성된 것일 수 있다. 이에 따라서, 인버스 단일 패턴 또한 전술한 패턴 또는 전술한 패턴들에 한정되지 않은 다양한 패턴이 적용될 수 있다.
단계 740에서, 편광 필터를 이용하여 패턴 마스크를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용한다. 이 때, 단계 740은 편광 필터를 회전시키며, 프로젝션 렌즈를 통하여 단일 패턴 또는 인버스 단일 패턴이 방출되도록 한다.
단계 740은 편광 필터를 90도 회전하며, 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 또는 인버스 단일 패턴에 따라 편광 필터의 수직 또는 수평을 위한 90도 회전하는 단계일 수 있다.
일 예로, 콘덴서 렌즈를 통과한 빛이 수직 편광의 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 통과하는 경우, 단계 740은 편광 필터의 방향을 수직 방향으로 회전시킬 수 있으며, 수직 편광판의 패턴 마스크를 통과한 편광된 빛은 수직 편광판의 편광 필터를 통과하여 프로젝션 렌즈를 통해 방출되며, 이로 인해 피사체에 단일 패턴이 프로젝션될 수 있다. 이 때, 패턴 마스크에 수평 편광으로 형성된 인버스 단일 패턴은 수직 편광판의 편광 필터에 의해 차단될 수 있다.
다른 예로, 콘덴서 렌즈를 통과한 빛이 수평 편광의 인버스 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 통과하는 경우, 단계 740은 편광 필터의 방향을 수평 방향으로 회전시킬 수 있으며, 수평 편광판의 패턴 마스크를 통과한 편광된 빛은 수평 편광판의 편광 필터를 통과하여 프로젝션 렌즈를 통해 방출되며, 이로 인해 피사체에 인버스 단일 패턴이 프로젝션될 수 있다. 이 때, 패턴 마스크에 수직 편광으로 형성된 단일 패턴은 수평 편광판의 편광 필터에 의해 차단될 수 있다.
이후, 단계 750에서, 프로젝션 렌즈를 통해 편광 필터를 통과한 빛을 방출한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 렌즈 및 프로젝션 렌즈의 크기, 형태, 재질은 한정되지 않으며, 다양한 예가 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법은 피사체에 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 각각 프로젝션할 수 있다. 예를 들면, 단계 740에서, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법은 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크에 따라 편광 필터를 90도 회전시킴으로써, 촬영하고자 하는 피사체로 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴 각각을 프로젝션할 수 있다.
이에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법은 피사체로 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴 각각을 프로젝션함으로써, 단일 패턴만으로도 피사체에 대한 3차원 좌표를 인식하는 과정을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법은 피사체로 투사되는 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴을 이용하여 스캐닝을 위한 영상 처리하는 단계 760를 더 포함할 수 있다.
단계 760은 단일 패턴 및 인버스 단일 패턴 각각의 화소 값을 기반으로 기 설정된 문턱치 값과 비교하여 각 패턴의 백색부 및 흑색부를 판단하고, 판단 결과를 기반하여 피사체의 스캐닝을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 문턱치 값은 각 화소별 위치에서 단일 패턴을 투사하였을 때의 화소 값과, 인버스 단일 패턴을 투사하였을 때의 화소 값의 평균으로 설정된다.
이에, 단계 760은 단일 패턴과 인버스 단일 패턴에서 문턱치 값 이상의 차이가 발생하는 화소를 패턴이 투사된 위치에 있는 것으로 결정하고, 화소에 동일한 위치에서, 단일 패턴 영상의 화소 값이 문턱치 값 이상인 경우, 단일 패턴의 백색부로 판단하고, 미만인 경우 단일 패턴의 흑색부로 판단할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템
110: 광원
120: 콘덴서 렌즈(Condenser Lens)
130, 330, 430: 패턴 마스크
140, 340, 440: 편광 필터
150: 프로젝션 렌즈

Claims (15)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 발광된 빛을 집광하는 콘덴서 렌즈;
    상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키는 서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴을 포함하는 패턴 마스크;
    상기 패턴 마스크를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 편광 필터;
    상기 편광 필터의 회전을 구동시키고, 상기 광원에 따른 빛의 발광을 구동하는 구동부; 및
    상기 편광 필터를 통과한 빛을 방출하는 프로젝션 렌즈를 포함하되,
    상기 패턴 마스크는
    상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키며, 수직 편광 및 수평 편광에 따라 형성된 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 포함하며,
    상기 구동부는 상기 편광 필터를 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴을 방출시키는 것으로, 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴을 통과한 빛에 따라 상기 편광 필터의 방향을 수직 방향 또는 수평 방향으로 회전시키며, 상기 프로젝션 렌즈를 통과하여 피사체로 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 구동하는 것을 특징으로 하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편광 필터는
    90도 회전 가능하며, 상기 패턴 마스크의 수직 편광 및 수평 편광에 따라 편광된 빛을 선택적 투과하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 편광 필터의 90도 회전하며, 서로 다른 편광 성질이 적용된 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴에 따라 상기 편광 필터를 회전하는 것을 특징으로 하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 편광 필터를 고정시키고, 상기 패턴 마스크의 90도 회전을 구동하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    피사체로 투사되는 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 이용하여 스캐닝을 위한 영상 처리하는 처리부
    를 더 포함하는 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴 각각의 화소 값을 기반으로 기 설정된 문턱치 값과 비교하여 각 패턴의 백색부 및 흑색부를 판단하고, 판단 결과를 기반하여 상기 피사체의 스캐닝을 위한 영상 처리하는 것을 특징으로 하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템.
  10. 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 시스템의 동작 방법에 있어서,
    광원으로부터 빛을 조사하는 단계;
    콘덴서 렌즈를 통해 상기 광원으로부터 발광된 빛을 집광하는 단계;
    서로 다른 편광 성질이 적용된 단일 패턴 및 인버스(inverse) 단일 패턴이 형성된 패턴 마스크를 이용하여 상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키는 단계;
    편광 필터를 이용하여 상기 패턴 마스크를 통과하여 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계; 및
    프로젝션 렌즈를 통해 상기 편광 필터를 통과한 빛을 방출하는 단계를 포함하되,
    상기 패턴 마스크는
    상기 콘덴서 렌즈를 통과한 빛을 통과시키며, 수직 편광 및 수평 편광에 따라 형성된 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 포함하며,
    상기 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계는
    상기 편광 필터를 회전시켜 상기 프로젝션 렌즈를 통하여 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴을 방출시키는 것으로, 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴을 통과한 빛에 따라 상기 편광 필터의 방향을 수직 방향 또는 수평 방향으로 회전시키며, 상기 프로젝션 렌즈를 통과하여 피사체로 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴이 방출되도록 구동하는 것을 특징으로 하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 편광된 빛에 대한 편광 방향을 적용하는 단계는
    상기 편광 필터의 90도 회전하며, 서로 다른 편광 성질이 적용된 상기 단일 패턴 또는 상기 인버스 단일 패턴에 따라 상기 편광 필터를 회전하는 것을 특징으로 하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    피사체로 투사되는 상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴을 이용하여 스캐닝을 위한 영상 처리하는 단계
    를 더 포함하는 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스캐닝하는 단계는
    상기 단일 패턴 및 상기 인버스 단일 패턴 각각의 화소 값을 기반으로 기 설정된 문턱치 값과 비교하여 각 패턴의 백색부 및 흑색부를 판단하고, 판단 결과를 기반하여 상기 피사체의 스캐닝을 위한 영상 처리하는 것을 특징으로 하는, 패턴 마스크 및 인버스 패턴 마스크를 이용한 3차원 스캐닝의 프로젝션 방법.
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