KR102394308B1

KR102394308B1 - Scanner

Info

Publication number: KR102394308B1
Application number: KR1020170030725A
Authority: KR
Inventors: 임용현; 강승협; 이창윤
Original assignee: (주)제노레이
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2022-05-04
Also published as: WO2018164538A1; KR20180104246A

Abstract

실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하여 신호를 생성하는 디텍터; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 및 상기 디텍터 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광학계가 상기 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 형상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어하고, 상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 색상정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어한다.A scanner according to an embodiment includes: a detector for generating a signal by receiving light reflected from an object; an optical system in which a state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; and a controller controlling the detector and the optical system, wherein the controller controls the optical system and the detector to generate shape information of the object when the optical system is in the first state, and the optical system is in the second state control the optical system and the detector to generate color information of the object.

Description

Scanner{Scanner}

실시 예는 스캐너에 관한 것이다.The embodiment relates to a scanner.

치과 보철물을 제작하기 위해서는 환자의 치아 표면정보를 획득하는 것이 필요하다.In order to manufacture a dental prosthesis, it is necessary to obtain information on the patient's tooth surface.

종래에는 환자의 치아 표면정보를 획득하기 위해, 환자의 구강 내에 물질을 투여하여 이를 경화시켜 획득하였다.Conventionally, in order to obtain information on the patient's tooth surface, a substance is administered into the patient's oral cavity and obtained by hardening it.

또한 상기 치과 보철물은 인상 모델을 통해 치기공사가 수작업으로 보철물을 가공하여 제작하였다. 최근에는 CAD(Computer-aided design)를 이용하여 보철물을 디자인하고, CAM(Computer-aided manufacturing)을 통해 보철물을 제작하여, 기존의 수작업에 비해 높은 정확도와 높은 생산성을 추구하고 있다.In addition, the dental prosthesis was manufactured by manually processing the prosthesis by a dental technician through an impression model. Recently, prostheses are designed using computer-aided design (CAD) and prostheses are manufactured through computer-aided manufacturing (CAM), thereby pursuing higher accuracy and higher productivity than conventional manual work.

상기 CAD 및 CAM 시스템 개발에 부합할 수 있도록 환자의 치아 표면정보 획득방법이 디지털화 되고 있는 추세이다.In order to meet the development of the CAD and CAM system, the method of acquiring tooth surface information of a patient is being digitalized.

최근의 환자의 치아 표면 획득 방법에는 인상 모델을 3D스캐너를 통해 획득 방법과 구강 스캐너를 이용하는 방법이 있다. A recent method for acquiring a patient's tooth surface includes a method of acquiring an impression model through a 3D scanner and a method of using an oral scanner.

상기 인상 모델을 3D스캐너를 통해 획득하는 방법은 종래와 같이 환자의 구강 내에 물질을 주입하여 이를 경화시킨 후 3D스캐너를 통해 획득하는 방법이다. 이 방법은 여전히 환자의 구강 내에 물질을 주입하여야 하므로, 환자에게 거부감을 줄 수 있는 방식이다.The method of obtaining the impression model through a 3D scanner is a method of obtaining the impression model through a 3D scanner after hardening it by injecting a material into the patient's oral cavity as in the prior art. Since this method still has to inject a substance into the patient's oral cavity, it is a method that may give the patient objection.

이를 개선하기 위해 구강 스캐너가 개발되었다. 상기 구강 스캐너는 환자의 구강 내에 스캐너를 삽입하여 스캐너를 이동시켜가며, 화상을 획득하고, 이를 재구성하여 환자의 치아 표면 정보를 획득한다.To improve this, an oral scanner was developed. The oral scanner inserts the scanner into the patient's oral cavity to move the scanner, acquires an image, and reconstructs it to acquire the patient's tooth surface information.

상기 구강 스캐너를 구현하기 위해서는 다수의 광학계가 필요하며, 구현 방식에 따라 콘포칼 방식(Confocal), 삼각법 방식(Triangulation technique) 및 활성 파면 샘플링 방식(active wavefront sampling) 등이 있다.A plurality of optical systems are required to implement the intraoral scanner, and there are a confocal method, a triangulation technique, and an active wavefront sampling method depending on the implementation method.

이중 상기 콘포칼 방식은 치아의 반사율을 평균화 하기 위한 별도의 물질을 치아에 도포하지 않아도 되므로, 다른 방식에 비해 치아 스캔시 환자의 거부감이 작은 방식이다.Among them, the confocal method does not require a separate material for averaging the reflectance of the teeth to be applied to the teeth, and thus has a lesser feeling of rejection from the patient when scanning the teeth compared to other methods.

상기 콘포칼 방식은 디텍터로 입사되는 광 중 특정 초점면에 해당되는 광만 디텍터에서 센싱하는 방식으로 광학계를 이동시켜 초점면을 변경시켜가며 화상을 획득하여 치아의 표면 데이터를 얻는 방식이다. 상기 콘포칼 방식의 스캐너는 Align, 3shape 등이 개발하고 있다. The confocal method is a method in which the detector senses only the light corresponding to a specific focal plane among the light incident to the detector. The confocal scanner is being developed by Align, 3shape, and the like.

다만, 상기 콘포칼 방식의 스캐너는 광학계를 물리적으로 이동시켜야되므로, 진동과 소음이 발생하는 문제점이 있었다.However, since the confocal scanner has to physically move the optical system, there is a problem in that vibration and noise are generated.

이를 개선하기 위해 크로마틱 콘포칼(Chromatic confocal) 방식이 제안되었다.To improve this, a chromatic confocal method has been proposed.

도 1은 종래의 크로마틱 콘포칼 방식을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a conventional chromatic confocal method.

도 1을 참조하면, 종래의 크로마틱 콘포칼 방식의 구강 스캐너(1)는 백색광원(2), 빔 스플리터(3), 색수차 발생 렌즈(5), 디텍터(6) 및 핀홀(7)을 포함할 수 있다.1, the conventional chromatic confocal intraoral scanner (1) includes a white light source (2), a beam splitter (3), a chromatic aberration generating lens (5), a detector (6) and a pinhole (7) can do.

상기 구강 스캐너(1)는 대상체(9)로 광을 조사하고, 반사된 광을 디텍터(6)에서 수신하여 이를 연산하여 대상체(9)의 표면정보를 얻는다.The intraoral scanner 1 irradiates light to the object 9, receives the reflected light from the detector 6, calculates it, and obtains surface information of the object 9.

상기 백색광원(2)은 상기 빔 스플리터(3)로 백색광을 조사하고, 상기 백색광은 상기 빔 스플리터(3)를 투과하여 상기 색수차 발생 렌즈(5)로 진행한다. 상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광은 파장에 따라 서로 다른 초점을 가지는 형태로 상기 대상체로 진행한다. 즉, 상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광 중 제1 파장(λ1)을 가지는 광은 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 인접한 위치에 초점이 생성되고, 제3 파장(λ3)을 가지는 광은 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 이격된 위치에 초점이 생성되고, 제2 파장(λ2)을 가지는 광은 상기 제1 파장(λ1) 및 제3 파장(λ3) 사이에서 초점이 생성된다.The white light source 2 radiates white light to the beam splitter 3 , and the white light passes through the beam splitter 3 and proceeds to the chromatic aberration generating lens 5 . The light passing through the chromatic aberration generating lens 5 travels to the object in a form having different focal points according to wavelengths. That is, the light having the first wavelength λ1 among the light passing through the chromatic aberration generating lens 5 is focused at a position adjacent to the chromatic aberration generating lens 5, and the light having the third wavelength λ3 is A focal point is generated at a position spaced apart from the chromatic aberration generating lens 5 , and the light having a second wavelength λ2 is focused between the first wavelength λ1 and the third wavelength λ3 .

상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광 중 상기 대상체(9)의 표면에 부합하는 광만 상기 대상체(9) 표면에서 반사되어 상기 빔 스플리터(3)에 반사되고, 상기 핀홀(7)을 통해 상기 디텍터(6)로 조사된다. 예를 들어, 도면에서는 상기 색수차 발생 렌즈(5)를 투과한 광 중 제2 파장(λ2)이 상기 대상체(9) 표면에 부합하므로, 상기 제2 파장(λ2)을 가지는 광이 빔 스플리터(3)에 의해 반사되고, 상기 핀홀(7)을 통해 상기 디텍터로 조사되고, 상기 디텍터(6)는 조사된 광의 파장을 연산하여, 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 상기 대상체(9) 사이의 거리를 측정한다. 상기 색수차 발생 렌즈(5)와 상기 대상체(9)의 거리를 통해 상기 대상체(9)의 표면정보를 얻을 수 있다.Of the light passing through the chromatic aberration generating lens 5, only the light that matches the surface of the object 9 is reflected from the surface of the object 9 and is reflected by the beam splitter 3, and is passed through the pinhole 7 It is irradiated with a detector (6). For example, in the drawing, since the second wavelength λ2 of the light passing through the chromatic aberration generating lens 5 matches the surface of the object 9, the light having the second wavelength λ2 is transmitted to the beam splitter 3 ), is irradiated to the detector through the pinhole 7, and the detector 6 calculates the wavelength of the irradiated light to determine the distance between the chromatic aberration generating lens 5 and the object 9 measure Surface information of the object 9 may be obtained through the distance between the chromatic aberration generating lens 5 and the object 9 .

종래의 크로마틱 콘포칼 방식은 콘포칼 방식에 비해 광학계의 물리적 이동을 생략할 수 있어, 소음 및 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다. 다만, 파장을 통해 깊이정보를 측정하므로, 대상체의 색상표면정보를 획득할 수 없는 문제점이 있었다.The conventional chromatic confocal method can omit the physical movement of the optical system compared to the confocal method, thereby reducing noise and vibration. However, since depth information is measured through a wavelength, there is a problem in that color surface information of an object cannot be obtained.

일본공개특허 제2016-528972호(공개일: 2016. 09. 23, 3D 윤곽 데이터 수집 및 충치 감지를 위한 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-528972 (published on September 23, 2016, system, method and computer program for 3D contour data collection and caries detection)

실시 예는 소음 및 진동 없이 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있는 스캐너를 제공한다.An embodiment provides a scanner capable of acquiring surface information and color information without noise and vibration.

실시 예에 따른 스캐너는, 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 및 전기신호에 의해 상태가 변화하는 광학계를 포함하고, 상기 광학계는 제1 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제1 초점 깊이를 가지는 제2 광 및 제2 초점 깊이를 가지는 제3 광을 출력하고, 상기 광학계는 제2 상태에서 제1 광의 색수차를 유발하여 제3 초점 깊이를 가지는 제4 광 및 제4 초점 깊이를 가지는 제5 광을 출력할 수 있다.A scanner according to an embodiment includes: a light source for outputting a first light including at least a first wavelength and a second wavelength; and an optical system whose state is changed by an electrical signal, wherein the optical system induces chromatic aberration of the first light in the first state to output a second light having a first focal depth and a third light having a second focal depth, , the optical system may cause chromatic aberration of the first light in the second state to output a fourth light having a third focal depth and a fifth light having a fourth focal depth.

실시 예는 오브젝트의 3차원 형상을 스캔하기 위한 스캐너로서, 광원; 전기적 신호에 따라 상태의 변경이 가능하며, 상기 상태 변경에 따라 광학적 특성이 변경되는 광학계; 및 적어도 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함하는 단위 컬러 픽셀이 N x M 형태의 2차원 어레이 형태로 배열되어 있는 광센서;를 포함하며, 상기 스캐너가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 중 일부에만 상기 대상 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되고, 상기 스캐너가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 모두에 상기 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되며, 상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제1 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제1 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 대상 오브젝트의 3차원 형상을 검출하는 데 사용되고, 상기 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제2 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제2 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지를 생성하는 데 사용된다.An embodiment provides a scanner for scanning a three-dimensional shape of an object, comprising: a light source; an optical system capable of changing a state according to an electrical signal, and having an optical characteristic changed according to the state change; and a photosensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels and B pixels are arranged in an N x M two-dimensional array. An electrical signal according to the light reflected from the target object is detected only in some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of the sensor, and when the scanner operates in the second mode, the 2 An electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the dimensional array, and when operating in the first mode, A two-dimensional coordinate value on the pixel array and a color value detected by the first unit color pixel are used to detect a three-dimensional shape of the target object, and when operating in the second mode, the electrical signal is detected The two-dimensional coordinate values on the pixel array of the second unit color pixels and the color values detected by the second unit color pixels are used to generate a two-dimensional image of the object.

실시 예에 따른 스캐너는 모드에 따라 광학계에 전압을 인가하여 광학계에 인가되는 광의 특성을 변경하여 소음 및 진동 없이 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있다.The scanner according to the embodiment may acquire surface information and color information without noise and vibration by applying a voltage to the optical system according to the mode and changing the characteristics of the light applied to the optical system.

도 1은 종래의 크로마틱 콘포칼 방식을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들과 관련된 스캐너 및 상기 스캐너와 연동되는 전자기기 등을 포함하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 광원의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 광원의 또 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 광학계를 나타내는 단면도이다.
도 8은 제1 실시 예에 따른 광학계에서 변경되어 출력되는 광을 도시하는 도면이다.
도 9는 제1 실시 예에 따른 광학계의 다른 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 광학계에 인가되는 전압을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9의 광학계에 인가되는 전압을 나타내는 도면이다.
도 12는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 13은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 14는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 15는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 다른 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 17은 제2 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.
도 18은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.
도 19는 제3 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 20은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 21은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.
도 22는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이를 나타내는 사시도이다.
도 23은 제4 실시 예에 따른 핀홀 어레이를 나타내는 사시도이다.
도 24는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이와 핀홀 어레이에서의 광의 경로를 나타내는 도면이다.
도 25는 제4 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 26은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 27은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 28은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 29는 제5 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 30은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 31은 제6 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.
도 32는 제6 실시 예에 따른 스캐너의 치아우식정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.1 is a conceptual diagram illustrating a conventional chromatic confocal method.
2 is a block diagram illustrating a system including a scanner related to embodiments of the present invention and an electronic device interworking with the scanner.
3 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to the first embodiment.
4 is a view showing a light source according to the first embodiment.
5 is a diagram illustrating another form of a light source according to the first embodiment.
6 is a diagram illustrating another form of a light source according to the first embodiment.
7 is a cross-sectional view illustrating an optical system according to the first embodiment.
8 is a diagram illustrating light output after being changed in the optical system according to the first embodiment.
9 is a view showing another structure of the optical system according to the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9 .
11 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9 .
12 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to the first embodiment.
13 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of the scanner according to the first embodiment.
14 is a diagram illustrating a wide-angle preview acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.
15 is a diagram illustrating a method of driving a scanner according to the first embodiment.
16 is a diagram illustrating another driving method of the scanner according to the first embodiment.
17 is a diagram illustrating a scanner according to a second embodiment.
18 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a third embodiment.
19 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a third embodiment.
20 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to a third embodiment.
21 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a fourth embodiment.
22 is a perspective view illustrating a lens array according to a fourth embodiment.
23 is a perspective view illustrating a pinhole array according to a fourth embodiment.
24 is a diagram illustrating a path of light in a lens array and a pinhole array according to a fourth embodiment.
25 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a fourth embodiment.
26 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to a fourth embodiment.
27 is a diagram illustrating an operation of acquiring wide-angle preview information of a scanner according to a fourth embodiment.
28 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a fifth embodiment.
29 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to a fifth embodiment.
30 is a diagram illustrating an operation of obtaining wide-angle preview information of a scanner according to a fifth embodiment.
31 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a sixth embodiment.
32 is a diagram illustrating an operation of acquiring dental caries information of a scanner according to a sixth embodiment.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add, change, delete, etc. other components within the scope of the same spirit, through addition, change, deletion, etc. Other embodiments included within the scope of the invention may be easily proposed, but this will also be included within the scope of the invention.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.In addition, components having the same function within the scope of the same idea shown in the drawings of each embodiment will be described using the same reference numerals.

상기 제어부는 상기 광학계가 상기 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 미리보기 정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어할 수 있다.The controller may control the optical system and the detector to generate preview information of the object when the optical system is in the second state.

상기 다수의 상태는 제3 상태를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 광학계가 상기 제3 상태에 있는 경우 광각 미리보기 정보를 생성하도록 상기 광학계 및 디텍터를 제어할 수 있다.The plurality of states may further include a third state, and the controller may control the optical system and the detector to generate wide-angle preview information when the optical system is in the third state.

상기 광학계의 표면형상은 상기 전기 신호의 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.The surface shape of the optical system may be constantly maintained regardless of whether the electric signal is applied.

상기 광학계는 액정렌즈일 수 있다.The optical system may be a liquid crystal lens.

상기 제어부는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가지도록 전기신호를 인가할 수 있다.When the optical system is in the first state, the controller may apply an electrical signal to have the same optical characteristics as that of the convex lens.

상기 제어부는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가지는 프레넬 렌즈와 같이 동작하도록 전기신호를 인가할 수 있다.When the optical system is in the first state, the controller may apply an electrical signal to operate like a Fresnel lens having the same optical characteristics as a convex lens.

상기 광학계를 통해 상기 오브젝트로 광을 조사하는 광원을 더 포함하고, 상기 광원은 다수의 파장영역의 광이 혼합된 형태의 광을 출력할 수 있다.The light source may further include a light source irradiating light to the object through the optical system, and the light source may output light in a form in which light of a plurality of wavelength ranges is mixed.

상기 광원은 백색광을 출력할 수 있다.The light source may output white light.

상기 광학계는 다수의 상태에 따라 상기 광원으로부터의 광의 경로를 변환할수 있다.The optical system may change the path of the light from the light source according to a plurality of states.

상기 광학계는 제1 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 파장영역별로 다른 초점거리를 가지도록 변환하여 출력할 수 있다.When the optical system is in the first state, the light from the light source may be converted to have a different focal length for each wavelength region and output.

상기 광학계는 제2 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 특성 변경없이 출력할 수 있다.The optical system may output the light from the light source without changing characteristics when in the second state.

상기 광학계는 제3 상태에 있는 경우 상기 광원으로부터의 광을 확산시켜 출력할 수 있다.When the optical system is in the third state, the light from the light source may be diffused and output.

상기 디텍터는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 오브젝트의 표면 상에 초점이 위치하는 광을 수광할 수 있다.The detector may receive light having a focus on the surface of the object when the optical system is in the first state.

상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 디텍터에 수광되는 광량은 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 디텍터에 수광되는 광량보다 작을 수 있다.When the optical system is in the first state, the amount of light received by the detector may be smaller than the amount of light received by the detector when the optical system is in the second state.

상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 디텍터의 수광영역은 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 디텍터의 수광영역보다 작을 수 있다.When the optical system is in the first state, the light-receiving area of the detector may be smaller than the light-receiving area of the detector when the optical system is in the second state.

상기 광학계는 제1 상태 및 제2 상태가 교번하여 변경되도록 제어될 수 있다.The optical system may be controlled such that the first state and the second state are alternately changed.

상기 광학계는 제1 상태, 제2 상태 및 제3 상태가 교번하여 변경되도록 제어될 수 있다.The optical system may be controlled such that the first state, the second state, and the third state are alternately changed.

상기 제3 초점 깊이와 제4 초점 깊이는 동일할 수 있다.The third focal depth and the fourth focal depth may be the same.

상기 제4 광 및 제5광은 발산하는 광의 형태를 가질 수 있다.The fourth light and the fifth light may have a form of emitted light.

상기 제2 광은 상기 제1 파장에 의해 유발되고, 상기 제3 광은 상기 제2 파장에 의해 유발될 수 있다.The second light may be caused by the first wavelength, and the third light may be caused by the second wavelength.

상기 광원은 적색광원, 청색광원 및 녹색광원을 포함하고, 상기 광원은 백색광을 출력할 수 있다.The light source may include a red light source, a blue light source, and a green light source, and the light source may output white light.

실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트의 3차원 형상을 스캔하기 위한 스캐너로서, 광원; 전기적 신호에 따라 상태의 변경이 가능하며, 상기 상태 변경에 따라 광학적 특성이 변경되는 광학계; 및 적어도 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함하는 단위 컬러 픽셀이 N x M 형태의 2차원 어레이 형태로 배열되어 있는 광센서;를 포함하며, 상기 스캐너가 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 중 일부에만 상기 대상 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되고, 상기 스캐너가 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 광센서의 2차원 어레이에 포함된 N x M개의 단위 컬러 픽셀들 모두에 상기 오브젝트로부터 반사된 광에 따른 전기적 신호가 검출되며, 상기 제1 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제1 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제1 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 대상 오브젝트의 3차원 형상을 검출하는 데 사용되고, 상기 제2 모드로 동작하는 경우, 상기 전기적 신호가 검출된 제2 단위 컬러 픽셀의 상기 픽셀 어레이 상에서의 2차원 좌표값과 상기 제2 단위 컬러 픽셀에 의해 검출된 컬러값은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. A scanner according to an embodiment is a scanner for scanning a three-dimensional shape of an object, comprising: a light source; an optical system capable of changing a state according to an electrical signal, and having an optical characteristic changed according to the state change; and a photosensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels and B pixels are arranged in an N x M two-dimensional array. An electrical signal according to the light reflected from the target object is detected only in some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of the sensor, and when the scanner operates in the second mode, the 2 An electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the dimensional array, and when operating in the first mode, A two-dimensional coordinate value on the pixel array and a color value detected by the first unit color pixel are used to detect a three-dimensional shape of the target object, and when operating in the second mode, the electrical signal is detected The two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel and the color value detected by the second unit color pixel may be used to generate a two-dimensional image of the object.

실시 예에 따른 스캐너는 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 상기 제1 광을 전달받아 상기 제1 광의 색수차를 유발하여 제2 광을 출력하는 렌즈-상기 제2 광은 서로 다른 초점 깊이를 가지는 적어도 제3 광 및 제4 광을 포함하고, 상기 제3 광은 상기 제1 파장에 의해 유발되고, 상기 제4 광은 상기 제2 파장에 의해 유발됨-; 및 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계를 포함하고, 상기 광학계는, 상기 제1 상태에 있는 경우 상기 제2 광의 색수차를 보상한 제5 광을 생성하여, 오브젝트로 전달하고, 상기 제5 광은 적어도 제6 광 및 제7 광을 포함하고, 상기 제6 광 및 제7 광의 초점 깊이의 차이는 상기 제3 광 및 제4 광의 초점 깊이의 차이보다 작을 수 있다.A scanner according to an embodiment includes: a light source for outputting a first light including at least a first wavelength and a second wavelength; A lens that receives the first light and causes chromatic aberration of the first light to output a second light. The second light includes at least a third light and a fourth light having different focal depths, and the third light is caused by the first wavelength and the fourth light is caused by the second wavelength; and an optical system in which a state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal, wherein the optical system is configured to compensate for chromatic aberration of the second light when in the first state. 5 light is generated and transmitted to an object, wherein the fifth light includes at least a sixth light and a seventh light, and the difference between the focal depths of the sixth light and the seventh light is a focus of the third light and the fourth light It may be smaller than the difference in depth.

상기 제6광 및 제7광의 초점 깊이는 동일할 수 있다.The sixth light and the seventh light may have the same focal depth.

상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 광학계는 상기 제2 광을 오브젝트로 전달할 수 있다.When the optical system is in the second state, the optical system may transmit the second light to the object.

상기 렌즈는 물리렌즈일 수 있다.The lens may be a physical lens.

상기 렌즈는 프레넬 렌즈일 수 있다.The lens may be a Fresnel lens.

상기 광학계는 액정 렌즈일 수 있다.The optical system may be a liquid crystal lens.

상기 광학계는 제1 상태에 있는 경우 오목렌즈와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.The optical system may have the same optical characteristics as the concave lens when in the first state.

상기 광학계는 제2 상태에 있는 경우 광원으로부터의 광의 광학적 특성의 변경없이 출력할 수 있다.When the optical system is in the second state, it can output light from the light source without changing the optical characteristics.

상기 오브젝트로부터 반사된 광을 검출하는 디텍터; 및 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.a detector detecting light reflected from the object; and a controller for controlling the optical system and the detector.

상기 제어부는 상기 광학계를 제1 상태로 제어하고, 상기 디텍터에 의해 수광되는 광을 통해 상기 오브젝트의 색상정보를 생성할 수 있다.The controller may control the optical system to a first state, and generate color information of the object through the light received by the detector.

상기 제어부는 상기 광학계를 제2 상태로 제어하고, 상기 디텍터에 의해 수광되는 광을 통해 상기 오브젝트의 형상정보를 생성할 수 있다.The controller may control the optical system to the second state, and generate shape information of the object through the light received by the detector.

상기 제어부는 상기 디텍터에 의해 수광되는 광을 통해 미리보기 정보를 생성할 수 있다.The controller may generate preview information through the light received by the detector.

실시 예에 따른 스캐너는, 적어도 제1 파장 및 제2 파장을 포함하는 제1 광을 출력하는 광원; 상기 제1 광의 제1 파장을 제1 초점을 가지는 제2 광으로 변경하고, 제1 광의 제2 파장을 제2 초점을 가지는 제3 광으로 변경하는 렌즈; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하는 디텍터; 및 상기 광학계 및 디텍터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 오브젝트의 색상정보를 생성하고, 상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 오브젝트의 표면정보를 생성한다.A scanner according to an embodiment includes: a light source for outputting a first light including at least a first wavelength and a second wavelength; a lens for changing a first wavelength of the first light to a second light having a first focus, and changing a second wavelength of the first light to a third light having a second focus; an optical system in which a state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; a detector for receiving light reflected from the object; and a controller for controlling the optical system and the detector, wherein the controller generates color information of the object when the optical system is in a first state, and generates surface information of the object when the optical system is in a second state .

상기 광학계가 제1 상태인 경우 상기 광학계는 상기 제2 광 및 제3 광의 색수차를 보상할 수 있다.When the optical system is in the first state, the optical system may compensate for chromatic aberration of the second light and the third light.

상기 광학계가 제1 상태인 경우 오목렌즈와 대응되는 광학적 특성을 가질 수있다.When the optical system is in the first state, it may have an optical characteristic corresponding to that of the concave lens.

상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 광학계는 상기 제2 광 및 제3 광을 입력받아 제2 광 및 제3 광을 출력할 수 있다.When the optical system is in the second state, the optical system may receive the second light and the third light and output the second light and the third light.

상기 광학계가 제2 상태인 경우 상기 광학계는 글래스의 광학적 특성을 가질수 있다.When the optical system is in the second state, the optical system may have optical properties of glass.

상기 광학계는 액정렌즈일 수 있다. The optical system may be a liquid crystal lens.

실시 예에 따른 스캐너는, 오브젝트로부터 반사되는 광을 수광하여 신호를 생성하는 디텍터; 전기신호에 의해 적어도 제1 상태 및 제2 상태를 포함하는 다수의 상태 사이에서 상태가 변경되는 광학계; 및 상기 디텍터 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 제1 특성을 가지는 광이 상기 광학계에 입사되고, 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 제2 특성을 가지는 광이 상기 광학계에 입사되며, 상기 제1 특성을 가지는 광은 점광이 확산된 형태일 수 있다.A scanner according to an embodiment includes: a detector for generating a signal by receiving light reflected from an object; an optical system in which a state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; and a controller for controlling the detector and the optical system, wherein when the optical system is in a first state, light having a first characteristic is incident on the optical system, and when the optical system is in a second state, light having a second characteristic The light incident on the optical system and having the first characteristic may be a diffused point light.

상기 제2 특성을 가지는 광은 면광형태일 수 있다.The light having the second characteristic may be in the form of surface light.

상기 광학계로 광을 조사하는 광원; 및 상기 광원과 광학계 사이에 위치하여 광의 특성을 변경하는 핀홀 어레이를 더 포함할 수 있다.a light source irradiating light to the optical system; and a pinhole array positioned between the light source and the optical system to change characteristics of light.

상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 점광을 출력할 수있다.The pinhole array may output point light when the optical system is in the first state.

상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 면광을 출력할 수있다.The pinhole array may output surface light when the optical system is in the second state.

상기 핀홀 어레이는 액정패널일 수 있다.The pinhole array may be a liquid crystal panel.

상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 차광영역이 생성되어 핀홀이 정의될 수 있다.In the pinhole array, when the optical system is in the first state, a light-blocking region is created to define a pinhole.

상기 핀홀 어레이는 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 핀홀이 제거되고 글래스와 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.When the optical system is in the second state, the pinhole array may have a pinhole removed and optical properties corresponding to glass.

상기 광원과 상기 핀홀 어레이 사이에 위치하여 상기 광원으로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 핀홀 어레이 방향으로 다수의 초점을 가지는 광을 출력하는 렌즈 어레이를 더 포함할 수 있다.A lens array positioned between the light source and the pinhole array to change a path of light from the light source to output light having a plurality of focal points in a direction of the pinhole array may be further included.

상기 광학계로 광을 조사하는 제1 보조 광원을 더 포함하고, 상기 제1 보조 광원은 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 면광을 상기 광학계로 출력할 수 있다.A first auxiliary light source irradiating light to the optical system may be further included, wherein the first auxiliary light source may output a surface light to the optical system when the optical system is in a second state.

상기 광원과 제1 보조 광원은 서로 교번하여 점멸될 수 있다.The light source and the first auxiliary light source may alternately flicker with each other.

상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴온되고, 상기 제1 보조 광원은 턴 오프되며, 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴오프되고, 상기 제1보조 광원은 턴온될 수 있다.When the optical system is in the first state, the light source is turned on, the first auxiliary light source is turned off, when the optical system is in the second state, the light source is turned off, and the first auxiliary light source is turned on there is.

상기 오브젝트로 광을 조사하는 제2 보조 광원을 포함하고, 상기 제2 보조 광원은 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 오브젝트로 광을 출력할 수 있다.and a second auxiliary light source irradiating light to the object, wherein the second auxiliary light source may output light to the object when the optical system is in a second state.

상기 광원과 상기 제2 보조 광원은 서로 교번하여 점멸될 수 있다.The light source and the second auxiliary light source may alternately flicker with each other.

상기 광학계가 제1 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴온되고, 상기 제2 보조 광원은 턴 오프되며, 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 상기 광원은 턴 오프되고, 상기 제2 보조 광원은 턴온될 수 있다.When the optical system is in the first state, the light source is turned on, the second auxiliary light source is turned off, when the optical system is in the second state, the light source is turned off, and the second auxiliary light source is turned on there is.

상기 제2 보조 광원은 상기 스캐너의 선단부에 위치할 수 있다.The second auxiliary light source may be located at a front end of the scanner.

상기 제2 보조 광원은 청색 파장영역의 광을 출력할 수 있다.The second auxiliary light source may output light in a blue wavelength region.

상기 제2 보조 광원은 QLF(Quantitative Light-induced Fluorescence)광을 출력할수 있다.The second auxiliary light source may output QLF (Quantitative Light-induced Fluorescence) light.

상기 제어부는 상기 광학계가 제2 상태에 있는 경우 치아 우식증을 검출할 수 있다. The controller may detect dental caries when the optical system is in the second state.

실시 예에 따른 스캐너는, 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력된 광의 특성을 변경하는 핀홀 어레이; 상기 핀홀 어레이로부터의 광의 초점을 변경하는 광학계; 및 상기 핀홀 어레이 및 광학계를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 모드에서 상기 핀홀 어레이에서 점광이 출력되도록 제어하고, 상기 광학계가 볼록렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.A scanner according to an embodiment includes: a light source for outputting light; a pinhole array for changing characteristics of light output from the light source; an optical system for changing the focus of the light from the pinhole array; and a controller for controlling the pinhole array and the optical system, wherein the controller controls the point light to be output from the pinhole array in the first mode, and controls the optical system to have a characteristic corresponding to a convex lens.

상기 제어부는 제2 모드에서 상기 핀홀 어레이에서 면광이 출력되도록 제어하고, 상기 광학계가 글래스에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.The control unit may control surface light to be output from the pinhole array in the second mode, and control the optical system to have a characteristic corresponding to glass.

상기 제어부는 제3 모드에서 상기 핀홀 어레이에서 면광이 출력되도록 제어하고, 상기 광학계가 오목렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다. The control unit may control surface light to be output from the pinhole array in the third mode, and control the optical system to have a characteristic corresponding to a concave lens.

실시 예에 따른 스캐너는, 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력되는 광을 점광형태로 출력하는 핀홀 어레이; 면광을 출력하는 보조 광원; 상기 핀홀 어레이 또는 상기 보조 광원으로부터의 광의 초점을 변경하는 광학계; 및 상기 광원 및 보조 광원을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 모드에서 상기 광원을 점등하고, 상기 광학계가 볼록렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.A scanner according to an embodiment includes: a light source for outputting light; a pinhole array outputting the light output from the light source in the form of a point light; Auxiliary light source for outputting surface light; an optical system for changing a focus of light from the pinhole array or the auxiliary light source; and a control unit for controlling the light source and the auxiliary light source, wherein the control unit turns on the light source in the first mode and controls the optical system to have a characteristic corresponding to a convex lens.

상기 제어부는 제2 모드에서 상기 보조 광원을 점등하고, 상기 광학계가 글래스에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다.In the second mode, the control unit turns on the auxiliary light source and controls the optical system to have a characteristic corresponding to glass.

상기 제어부는 제3 모드에서 상기 보조 광원을 점등하고, 상기 광학계가 오목렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어할 수 있다. In the third mode, the control unit turns on the auxiliary light source and controls the optical system to have a characteristic corresponding to a concave lens.

실시 예에 따른 스캐너는, 광을 출력하는 광원; 상기 광원으로부터 출력되는 광을 점광형태로 출력하는 핀홀 어레이; 상기 핀홀 어레이로부터의 광의 초점을 변경하여 오브젝트로 출력하는 광학계; 상기 오브젝트로 광을 조사하는 보조 광원; 및 상기 광원 및 보조 광원을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 모드에서 상기 광원을 점등하고, 상기 광학계가 볼록렌즈에 대응되는 특성을 가지도록 제어한다.A scanner according to an embodiment includes: a light source for outputting light; a pinhole array outputting the light output from the light source in the form of a point light; an optical system for changing the focus of the light from the pinhole array and outputting it to an object; an auxiliary light source irradiating light to the object; and a control unit for controlling the light source and the auxiliary light source, wherein the control unit turns on the light source in the first mode and controls the optical system to have a characteristic corresponding to a convex lens.

상기 보조 광원은 QLF(Quantitative Light-induced Fluorescence)광을 출력할 수 있다.The auxiliary light source may output QLF (Quantitative Light-induced Fluorescence) light.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.

1. 시스템 구성1. System Configuration

도 2는 본 발명의 실시 예들과 관련된 스캐너 및 상기 스캐너와 연동되는 전자기기 등을 포함하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a system including a scanner related to embodiments of the present invention and an electronic device interworking with the scanner.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 스캐너(1000) 및 전자기기(2000)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a system according to an embodiment of the present invention may include a scanner 1000 and an electronic device 2000 .

상기 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 제1 제어부(1400)를 포함할 수 있다.The scanner 1000 may include an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , and a first controller 1400 .

상기 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 제1 제어부(1400)는 바디부(1010) 내부에 위치할 수 있다. 상기 바디부(1010)는 상기 스캐너(1000)의 외형을 제공할 수 있다.The optical system 1100 , the light source 1200 , the detector 1300 , and the first control unit 1400 may be located inside the body unit 1010 . The body part 1010 may provide an external shape of the scanner 1000 .

상기 스캐너(1000)는 오브젝트로 광을 조사하고, 상기 오브젝트를 통해 반사되는 광을 통해 상기 오브젝트의 표면정보 및 색상정보를 얻을 수 있다.The scanner 1000 may irradiate light to an object and obtain surface information and color information of the object through light reflected through the object.

상기 광원(1200)은 상기 광학 시스템(1100)으로 광을 조사할 수 있다. 상기 광원(1200)은 상기 광학 시스템(1100)으로 백색광을 전달할 수 있다. 상기 광원(1200)은 형광등일 수 있다. 또는 상기 광원(1200)은 LED일 수 있다.The light source 1200 may irradiate light to the optical system 1100 . The light source 1200 may transmit white light to the optical system 1100 . The light source 1200 may be a fluorescent lamp. Alternatively, the light source 1200 may be an LED.

상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터 전달된 광을 상기 오브젝트로 전달할 수 있다. 상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터의 광을 변환하여 상기 오브젝트로 전달할 수 있다. The optical system 1100 may transmit the light transmitted from the light source 1200 to the object. The optical system 1100 may convert the light from the light source 1200 and transmit it to the object.

상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터 전달된 광의 초점 깊이를 변경할 수 있다. 상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터 전달된 광의 색수차를 조절하여 상기 오브젝트로 전달할 수도 있다. 상기 광학 시스템(1100)은 상기 광원(1200)으로부터 전달된 광의 경로를 변경하여 상기 오브젝트로 전달할 수 있다.The optical system 1100 may change the focal depth of the light transmitted from the light source 1200 . The optical system 1100 may adjust the chromatic aberration of the light transmitted from the light source 1200 and transmit it to the object. The optical system 1100 may change a path of the light transmitted from the light source 1200 and transmit it to the object.

상기 광학 시스템(1100)은 상기 오브젝트로부터 반사된 광을 상기 디텍터(1300)로 전달할 수 있다.The optical system 1100 may transmit the light reflected from the object to the detector 1300 .

상기 오브젝트로 조사된 광의 적어도 일부는 상기 오브젝트에 의해 반사되어 상기 광학 시스템(1100)을 통해 상기 디텍터(1300)로 전달될 수 있다.At least a portion of the light irradiated to the object may be reflected by the object and transmitted to the detector 1300 through the optical system 1100 .

상기 디텍터(1300)는 상기 광학 시스템(1100)를 통해 전달된 광을 전기신호로 변환하여 상기 제1 제어부(1400)로 전달할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 컬러를 감지할 수 있는 컬러센서일 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 CMOS 또는 CCD일 수 있다.The detector 1300 may convert the light transmitted through the optical system 1100 into an electrical signal and transmit it to the first control unit 1400 . The detector 1300 may be a color sensor capable of detecting a color. The detector 1300 may be CMOS or CCD.

상기 디텍터(1300)에 의해 생성된 전기신호는 상기 제1 제어부(1400)로 전달될 수 있다. The electrical signal generated by the detector 1300 may be transmitted to the first control unit 1400 .

상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)로부터 전달받은 전기신호를 이용하여 표면정보를 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)로부터 전달받은 전기신호를 이용하여 색상정보를 생성할 수 있다.The first control unit 1400 may generate surface information by using the electric signal received from the detector 1300 . The first control unit 1400 may generate color information by using the electric signal received from the detector 1300 .

상기 표면정보는 상기 오브젝트의 표면에 대한 입체영상일 수 있다. 상기 색상정보는 상기 오브젝트에 대한 입체영상의 표면에 대응되는 색상정보일 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 입체영상과 색상정보를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 생성할 수 있다.The surface information may be a stereoscopic image of the surface of the object. The color information may be color information corresponding to a surface of a stereoscopic image of the object. The first controller 1400 may generate a stereoscopic image of an object having a color by combining the stereoscopic image and color information.

상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 제어할 수 있다.The first controller 1400 may control the optical system 1100 , the light source 1200 , and the detector 1300 .

상기 제1 제어부(1400)는 상기 광원(1200)의 발광 타이밍을 제어할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)을 제어하여 표면정보를 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)을 제어하여 색상정보를 생성할 수 있다.The first control unit 1400 may control the light emission timing of the light source 1200 . The first controller 1400 may control the optical system 1100 to generate surface information. The first controller 1400 may control the optical system 1100 to generate color information.

상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)이 상기 오브젝트 방향으로 출력하는 광의 초점거리를 조절하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)이 상기 오브젝트 방향으로 출력하는 광의 색수차를 조절하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학 시스템(1100)이 상기 오브젝트 방향으로 출력하는 광의 경로를 변경하도록 제어할 수 있다.The first controller 1400 may control the optical system 1100 to adjust a focal length of the light output in the direction of the object. The first controller 1400 may control the optical system 1100 to adjust chromatic aberration of light output in the direction of the object. The first controller 1400 may control the optical system 1100 to change the path of the light output in the direction of the object.

상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)의 리드 아웃 타이밍을 제어할 수 있다.The first controller 1400 may control the readout timing of the detector 1300 .

상기 스캐너(1000)는 상기 전자기기(2000)와 연결될 수 있다. 상기 스캐너(1000)는 상기 전자기기(2000)와 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 상기 스캐너(1000)가 상기 전자기기(2000)와 무선 또는 유선으로 연결되는 경우 상기 스캐너(1000) 및 상기 전자기기(2000)는 통신모듈(미도시)을 포함할 수 있다.The scanner 1000 may be connected to the electronic device 2000 . The scanner 1000 may be connected to the electronic device 2000 wirelessly or by wire. When the scanner 1000 is connected to the electronic device 2000 by wire or wirelessly, the scanner 1000 and the electronic device 2000 may include a communication module (not shown).

상기 전자기기(2000)는 제2 제어부(2100) 및 표시부(2200)를 포함할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 표시부(2200)를 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 전달되는 표면정보 및/또는 색상정보가 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 전달되는 입체영상 및/또는 색상정보가 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 전달되는 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상이 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수 있다.The electronic device 2000 may include a second control unit 2100 and a display unit 2200 . The second control unit 2100 may control the display unit 2200 . The second control unit 2100 may control surface information and/or color information transmitted from the scanner 1000 to be displayed on the display unit 2200 . The second control unit 2100 may control the stereoscopic image and/or color information transmitted from the scanner 1000 to be displayed on the display unit 2200 . The second control unit 2100 may control a stereoscopic image of an object having a color transmitted from the scanner 1000 to be displayed on the display unit 2200 .

상기 제2 제어부(2100)는 상기 스캐너(1000)로부터 표면정보와 색상정보를 전달받아 이를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 생성하여 상기 표시부(2200)에 표시할 수 있다.The second control unit 2100 may receive surface information and color information from the scanner 1000 , combine them to generate a stereoscopic image of an object having a color, and display it on the display unit 2200 .

상기 제2 제어부(2100)는 생략될 수도 있다. 상기 제2 제어부(2100)가 생략되는 경우 상기 제1 제어부(1400)가 상기 표시부(2200)를 제어할 수도 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 표면정보와 색상정보를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상이 상기 표시부(2200)에 표시되도록 제어할 수도 있다.The second control unit 2100 may be omitted. When the second control unit 2100 is omitted, the first control unit 1400 may control the display unit 2200 . The first control unit 1400 may control the display unit 2200 to display a stereoscopic image of an object having a color by combining surface information and color information.

상기 제1 제어부(1400)는 생략될 수도 있다. 상기 제1 제어부(1400)가 생략되는 경우 상기 제2 제어부(2100)가 상기 스캐너(1000)의 세부구성을 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 광학시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 제어할 수 있다.The first control unit 1400 may be omitted. When the first control unit 1400 is omitted, the second control unit 2100 may control the detailed configuration of the scanner 1000 . The second controller 2100 may control the optical system 1100 , the light source 1200 , and the detector 1300 .

상기 제2 제어부(2100)는 상기 광원(1200)의 발광 타이밍을 제어할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터(1300)로부터 전기신호를 직접 전달받을 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터로부터 전달받은 전기신호를 이용하여 표면정보 및/또는 색상정보를 생성할 수 있다.The second control unit 2100 may control the light emission timing of the light source 1200 . The second control unit 2100 may receive an electrical signal directly from the detector 1300 . The second control unit 2100 may generate surface information and/or color information by using the electric signal received from the detector.

상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터로부터 전달받은 전기신호를 이용하여 상기 표시부(2200)를 통해 입체영상 및/또는 상기 입체영상의 표면에 대응되는 색상정보를 출력할 수 있다. 상기 제2 제어부(2100)는 상기 디텍터로부터 전달받은 전기신호를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 상기 표시부(2200)를 통해 출력할 수 있다.The second control unit 2100 may output a stereoscopic image and/or color information corresponding to the surface of the stereoscopic image through the display unit 2200 using the electric signal received from the detector. The second control unit 2100 may output a stereoscopic image of an object having a color through the display unit 2200 by combining the electrical signals received from the detector.

2. 제1 실시 예2. First embodiment

(1) 스캐너 구조(1) Scanner structure

도 3은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to the first embodiment.

도 3을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 제1 광경로 변환부(1201) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the scanner 1000 according to the first embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , a first optical path converter 1201 , and a detector 1300 .

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 제2 광경로 변환부(1501), 빔스플리터(1600) 및 미러(1700)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a second optical path changing unit 1501 , a beam splitter 1600 , and a mirror 1700 .

상기 광원(1200), 제1 광경로 변환부(1201), 빔스플리터(1600), 광학계(1500) 제2 광경로 변환부(1501) 및 미러(1700)는 가로축(x)에 정렬될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 제1 세로축(y1)에 정렬될 수 있고, 상기 오브젝트(y2)는 상기 제2 세로축(y2)에 정렬될 수 있다. 상기 가로축(x)은 상기 제1 세로축(y1) 및 제2 세로축(y2)에 수직하는 축일 수 있다. 상기 제1 세로축(y1)과 제2 세로축(y2)은 서로 평행할 수 있다.The light source 1200 , the first optical path changing unit 1201 , the beam splitter 1600 , the optical system 1500 , the second optical path converting unit 1501 , and the mirror 1700 may be aligned with the horizontal axis x. . The detector 1300 may be aligned with the first vertical axis y1 , and the object y2 may be aligned with the second vertical axis y2 . The horizontal axis x may be an axis perpendicular to the first vertical axis y1 and the second vertical axis y2. The first vertical axis y1 and the second vertical axis y2 may be parallel to each other.

상기 광원(1200)은 가로축(x)의 일측 끝단에 배치될 수 있다. 상기 광원(1200)의 중심은 상기 가로축(x)을 지날 수 있다. 상기 광원(1200)은 상기 가로축(x)의 수직방향으로 위치할 수 있다. 상기 광원(1200)의 출광영역의 중심은 상기 가로축(x)과 대응될 수 있다. 상기 광원(1200)의 출광영역의 중심은 상기 가로축(x)과 일치할 수 있다. 상기 광원(1200)은 상기 광학 시스템(1100) 방향으로 백색광을 조사할 수 있다.The light source 1200 may be disposed at one end of the horizontal axis (x). The center of the light source 1200 may pass through the horizontal axis (x). The light source 1200 may be positioned in a vertical direction of the horizontal axis (x). The center of the light exit region of the light source 1200 may correspond to the horizontal axis (x). The center of the light exit region of the light source 1200 may coincide with the horizontal axis (x). The light source 1200 may radiate white light in the direction of the optical system 1100 .

상기 제1 광경로 변환부(1201)는 상기 광원(1200)과 상기 빔스플리터(1600) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 광경로 변환부(1201)는 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 제1 광경로 변환부(1201)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 광경로 변환부(1201)는 상기 광원(1200)으로부터 조사된 광의 경로를 변경하여 상기 빔스플리터(1600)로 전달할 수 있다.The first optical path changing unit 1201 may be disposed between the light source 1200 and the beam splitter 1600 . The first optical path changing unit 1201 may change the path of the incident light. The first optical path changing unit 1201 may include at least one lens. The first optical path converter 1201 may change the path of the light irradiated from the light source 1200 and transmit it to the beam splitter 1600 .

상기 빔스플리터(1600)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광의 진행방향 상에 배치될 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 중심축이 상기 가로축(x) 상에 위치하도록 배치될 수 있다.The beam splitter 1600 may be disposed in a traveling direction of the light output from the light source 1200 . The beam splitter 1600 may be disposed such that a central axis is positioned on the horizontal axis (x).

상기 빔스플리터(1600)는 일방향으로부터 입사되는 광을 투과하고, 타방향으로부터 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 광원(1600)으로부터 입사되는 광을 투과시키고, 상기 광원(1600) 방향으로 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)는 반투명거울로 구성될 수도 있다.The beam splitter 1600 may transmit light incident from one direction and reflect light incident from the other direction. The beam splitter 1600 may transmit light incident from the light source 1600 and reflect the light incident toward the light source 1600 . The beam splitter 1600 may be configured as a translucent mirror.

상기 광학계(1500)는 상기 빔스플리터(1500)와 인접하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 상기 빔스플리터(1500)는 상기 광원(1200)과 상기 광학계(1500) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 빔스플리터(1500)와 상기 미러(1700) 사이에 배치될 수 있다.The optical system 1500 may be disposed in an area adjacent to the beam splitter 1500 . That is, the beam splitter 1500 may be disposed between the light source 1200 and the optical system 1500 . The optical system 1500 may be disposed between the beam splitter 1500 and the mirror 1700 .

상기 광학계(1500)는 상기 광원(1200)으로부터의 광을 변환하여 상기 미러(1700)로 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 광원(1200)으로부터의 광의 초점거리를 조절할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 광원(1200)으로부터의 광의 색수차를 조절할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 광원(1200)으로부터의 광의 경로를 조절할 수 있다.The optical system 1500 may convert the light from the light source 1200 and output it to the mirror 1700 . The optical system 1500 may adjust the focal length of the light from the light source 1200 . The optical system 1500 may control chromatic aberration of light from the light source 1200 . The optical system 1500 may control a path of light from the light source 1200 .

상기 광학계(1500)는 전기신호에 의해 상태가 변경될 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 전기신호에 의해 투과되는 광을 변경할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 전기 신호에 의해 상기 광원(1200)으로부터의 광의 초점거리, 색수차 및/또는 광의 경로를 조절할 수 있다.The state of the optical system 1500 may be changed by an electrical signal. The optical system 1500 may change the light transmitted by the electrical signal. The optical system 1500 may adjust a focal length, chromatic aberration, and/or a path of light from the light source 1200 by the electrical signal.

상기 광학계(1500)는 액정렌즈 또는 액체렌즈일 수 있다.The optical system 1500 may be a liquid crystal lens or a liquid lens.

상기 광학계(1500)에 대한 설명은 이후에 상세하게 설명하기로 한다.The description of the optical system 1500 will be described later in detail.

상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 광학계(1500)와 상기 미러(1700) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 광경로 변환부(1501)는 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 광학계(1500)로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 미러(1700)로 전달할 수 있다. 상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 미러(1700)로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 광학계(1500)로 전달할 수 있다.The second optical path changing unit 1501 may be disposed between the optical system 1500 and the mirror 1700 . The second optical path changing unit 1501 may change the path of the incident light. The second optical path changing unit 1501 may change the path of the light from the optical system 1500 and transmit it to the mirror 1700 . The second optical path changing unit 1501 may change the path of the light from the mirror 1700 and transmit it to the optical system 1500 .

상기 미러(1700)는 상기 광학계(1500)로부터의 광을 반사시켜 오브젝트로 전달할 수 있다. 상기 미러(1700)는 상기 가로축(x)와 각도를 가지도록 기울어져 위치할 수 있다. 상기 미러(1700)의 입광면은 상기 가로축(x)과 45도의 각도를 가지도록 기울어져 위치할 수 있다. 상기 가로축(x)은 상기 광원(1200)으로부터 진행하는 광의 중심과 동일하므로, 상기 미러(1700)는 상기 가로축(x)로부터 기울어져 위치할 수 있다. The mirror 1700 may reflect the light from the optical system 1500 and transmit it to the object. The mirror 1700 may be inclined to have an angle with the horizontal axis x. The light incident surface of the mirror 1700 may be inclined to have an angle of 45 degrees to the horizontal axis x. Since the horizontal axis (x) is the same as the center of the light traveling from the light source 1200 , the mirror 1700 may be inclined from the horizontal axis (x).

상기 미러(1700)는 상기 제2 세로축(y2)으로부터 기울어져 위치할 수 있다. 상기 미러(1700)와 상기 제2 세로축(y2)의 사이각은 45도일 수 있다.The mirror 1700 may be positioned inclined from the second vertical axis y2 . An angle between the mirror 1700 and the second vertical axis y2 may be 45 degrees.

상기 광학계(1500)로부터의 광은 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 오브젝트로 입사된다. 상기 오브젝트에 의해 반사된 광의 일부는 상기 제2 세로축(y2)을 따라 상기 미러(1700)로 입사된다. 상기 미러는 상기 오브젝트로부터 반사된 광을 반사하여 상기 광학계(1500)로 전달한다.The light from the optical system 1500 is reflected by the mirror 1700 and is incident on the object. A portion of the light reflected by the object is incident on the mirror 1700 along the second vertical axis y2 . The mirror reflects the light reflected from the object and transmits it to the optical system 1500 .

상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터 입사된 광을 상기 빔 스플리터(1600)로 전달한다.The optical system 1500 transmits the light incident from the mirror 1700 to the beam splitter 1600 .

상기 제2 광경로 변환부(1501)는 상기 미러(1700)로부터의 광의 경로를 변경하여 상기 광학계(1500)로 전달하고, 상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터 입사된 광을 변환하여 상기 빔스플리터(1600)로 전달할 수도 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터 입사된 광의 초점거리를 조절할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터의 광의 색수차를 조절할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 미러(1700)로부터의 광의 경로를 조절할 수 있다.The second optical path converting unit 1501 changes the path of the light from the mirror 1700 and transmits it to the optical system 1500, and the optical system 1500 converts the light incident from the mirror 1700, It may be transmitted to the beam splitter 1600 . The optical system 1500 may adjust a focal length of the light incident from the mirror 1700 . The optical system 1500 may adjust chromatic aberration of light from the mirror 1700 . The optical system 1500 may control a path of light from the mirror 1700 .

상기 빔스플리터(1600)는 상기 광학계(1500)로부터 전달된 광을 반사시켜 상기 디텍터(1300)로 전달할 수 있다.The beam splitter 1600 may reflect the light transmitted from the optical system 1500 and transmit it to the detector 1300 .

상기 빔스플리터(1600)에 의해 반사된 광은 상기 제1 세로축(y1)을 따라 진행하여 상기 디텍터에 입사될 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)와 상기 가로축(x)과의 사이각은 45도일 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)와 상기 제1 세로축(y1)의 사이각은 45도일 수 있다.The light reflected by the beam splitter 1600 may travel along the first vertical axis y1 and be incident on the detector. An angle between the beam splitter 1600 and the horizontal axis x may be 45 degrees. An angle between the beam splitter 1600 and the first vertical axis y1 may be 45 degrees.

상기 빔스플리터(1600)와 상기 디텍터(1300) 사이에는 별도의 광경로 변환부가 위치할 수 있다. 상기 빔스플리터(1600)와 상기 디텍터(1300) 사이의 광경로 변환부가 위치하는 경우 상기 빔스플리터(1600)로부터의 광은 경로가 변경되어 상기 디텍터(1300)로 조사될 수 있다.A separate optical path changing unit may be positioned between the beam splitter 1600 and the detector 1300 . When the optical path changing unit is positioned between the beam splitter 1600 and the detector 1300 , the path of the light from the beam splitter 1600 may be changed to be irradiated to the detector 1300 .

상기 디텍터(1300)는 상기 빔스플리터(1600)로부터 입사되는 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 컬러를 감지하는 컬러센서일 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 다수의 셀을 가지는 매트릭스 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 디텍터(1300)는 NxM의 셀을 가지는 어레이 형태로 구성될 수 있다. 상기 디텍터는 R픽셀, G픽셀 및 B픽셀을 포함할 수 있다.The detector 1300 may convert the light incident from the beam splitter 1600 into an electrical signal. The detector 1300 may be a color sensor that detects a color. The detector 1300 may be configured in a matrix form having a plurality of cells. That is, the detector 1300 may be configured in the form of an array having NxM cells. The detector may include an R pixel, a G pixel, and a B pixel.

이하에서는, 상기 스캐너(1000)의 세부구성에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration of the scanner 1000 will be described in detail.

(2) 광원(2) light source

1) 광원의 기본형태1) Basic form of light source

도 4는 제1 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a light source according to the first embodiment.

도 4를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광원(1200)은 베이스(1210), 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240) 및 확산판(1250)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the light source 1200 according to the first embodiment may include a base 1210 , first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 , and a diffusion plate 1250 .

상기 베이스(1210)는 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)을 고정할 수 있다. 상기 베이스(1210)는 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)에 전원을 공급할 수 있다.The base 1210 may fix the first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 . The base 1210 may supply power to the first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 .

상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 상기 베이스(1210) 상에 위치할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 상기 베이스(1210) 상에 부착될 수 있다.The first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 may be positioned on the base 1210 . The first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 may be attached to the base 1210 .

상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 외부로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 상기 베이스(1210)로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다.The first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 may receive power from the outside to emit light. The first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 may receive power from the base 1210 to emit light.

상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)은 서로 다른 파장영역의 광을 출력할 수 있다.The first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 may output light of different wavelength ranges.

상기 제1 광원(1220)은 특정 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제1 광원(1220)은 청색파장영역을 포함하는 광을 출력할 수 있다. 상기 제1 광원(1220)은 가시광선 파장 중 청색파장영역 내에 최대 출력을 가지는 광을 출력할 수 있다.The first light source 1220 may output light of a specific wavelength region. The first light source 1220 may output light including a blue wavelength region. The first light source 1220 may output light having a maximum output in a blue wavelength region among visible light wavelengths.

상기 제1 광원(1220)은 제1 광원 기판(1221) 및 제1 발광 다이오드(1223)를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 상기 제1 광원 기판(1221)에 실장될 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 상기 제1 광원 기판(1221)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 청색 LED일 수 있다.The first light source 1220 may include a first light source substrate 1221 and a first light emitting diode 1223 . The first light emitting diode 1223 may be mounted on the first light source substrate 1221 . The first light emitting diode 1223 may receive power from the first light source substrate 1221 to emit light. The first light emitting diode 1223 may be a blue LED.

상기 제2 광원(1230)은 특정 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 광원(1230)은 녹색파장영역을 포함하는 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 광원(1230)은 가시광선 파장 중 녹색파장영역 내에 최대 출력을 가지는 광을 출력할 수 있다.The second light source 1230 may output light of a specific wavelength region. The second light source 1230 may output light including a green wavelength region. The second light source 1230 may output light having a maximum output within a green wavelength region among visible light wavelengths.

상기 제2 광원(1230)은 제2 광원 기판(1231) 및 제2 발광 다이오드(1233)를 포함할 수 있다. 상기 제2 발광 다이오드(1233)는 상기 제2 광원 기판(1231)에 실장될 수 있다. 상기 제2 발광 다이오드(1233)는 상기 제2 광원 기판(1231)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제2 발광 다이오드(1233)는 녹색 LED일 수 있다.The second light source 1230 may include a second light source substrate 1231 and a second light emitting diode 1233 . The second light emitting diode 1233 may be mounted on the second light source substrate 1231 . The second light emitting diode 1233 may receive power from the second light source substrate 1231 to emit light. The second light emitting diode 1233 may be a green LED.

상기 제3 광원(1240)은 특정 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제3 광원(1240)은 적색파장을 포함하는 광을 출력할 수 있다. 상기 제3 광원(1240)은 가시광선 파장 중 적색파장영역 내에 최대 출력을 가지는 광을 출력할 수 있다.The third light source 1240 may output light of a specific wavelength region. The third light source 1240 may output light including a red wavelength. The third light source 1240 may output light having a maximum output within a red wavelength region among visible light wavelengths.

상기 제3 광원(1240)은 제3 광원 기판(1241) 및 제3 발광 다이오드(1243)를 포함할 수 있다. 상기 제3 발광 다이오드(1243)는 상기 제3 광원 기판(1241)에 실장될 수 있다. 상기 제3 발광 다이오드(1243)는 상기 제3 광원 기판(1241)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제3 발광 다이오드(1243)는 적색 LED일 수 있다.The third light source 1240 may include a third light source substrate 1241 and a third light emitting diode 1243 . The third light emitting diode 1243 may be mounted on the third light source substrate 1241 . The third light emitting diode 1243 may receive power from the third light source substrate 1241 to emit light. The third light emitting diode 1243 may be a red LED.

상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 출력된 광은 상기 확산판(1250)으로 전달될 수 있다. 상기 확산판(1250)은 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 전달된 광을 내부에서 산란시켜 출력한다. 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 입사된 광은 상기 확산판(1250) 내부에서 다수회 굴절 및 반사되어 외부로 출력된다. 상기 확산판(1250) 내부에서의 굴절 및 반사에 의해 상기 제1 광원(1220)으로부터의 청색광, 상기 제2 광원(1230)으로부터의 녹색광 및 상기 제3 광원(1240)으로부터의 적색광은 적절히 혼합되어 백색광으로 출력된다. 상기 확산판(1250)은 상기 제1 내지 제3 광원(1220, 1230, 1240)으로부터 광을 전달받아 백색광을 출력한다.Light output from the first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 may be transmitted to the diffusion plate 1250 . The diffusion plate 1250 internally scatters the light transmitted from the first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 . The light incident from the first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 is refracted and reflected a number of times inside the diffusion plate 1250 and output to the outside. The blue light from the first light source 1220, the green light from the second light source 1230, and the red light from the third light source 1240 are properly mixed by refraction and reflection inside the diffusion plate 1250. output as white light. The diffusion plate 1250 receives the light from the first to third light sources 1220 , 1230 , and 1240 and outputs white light.

결과적으로 상기 광원(1200)은 상기 적색파장, 녹색파장 및 청색파장이 혼합된 형태의 파장을 가지는 광을 출력한다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력한다. 상기 광원(1200)이 백색광을 출력함으로써 상기 스캐너(1000)는 백색광을 통해 크로마틱 콘포칼방식으로 구현될 수 있다.As a result, the light source 1200 outputs light having a wavelength in which the red wavelength, green wavelength, and blue wavelength are mixed. The light source 1200 outputs white light. Since the light source 1200 outputs white light, the scanner 1000 may be implemented in a chromatic confocal manner through the white light.

2) 광원의 다른 형태2) Different types of light sources

도 5는 제1 실시 예에 따른 광원의 다른 형태를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating another form of a light source according to the first embodiment.

도 5를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 다른 형태의 광원(1200)은 베이스(1210), 제1 광원(1220) 및 확산 변환판(1260)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , another type of light source 1200 according to the first embodiment may include a base 1210 , a first light source 1220 , and a diffusion conversion plate 1260 .

상기 베이스(1210)는 상기 제1 광원(1220)을 고정할 수 있다. 상기 베이스(1210)는 상기 제1 광원(1220)에 전원을 공급할 수 있다.The base 1210 may fix the first light source 1220 . The base 1210 may supply power to the first light source 1220 .

상기 제1 광원(1220)은 상기 베이스(1210) 상에 위치할 수 있다. 상기 제1 광원(1220)은 외부로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제1 광원(1220)은 상기 베이스(1210)로부터 전원을 공급받을 수 있다.The first light source 1220 may be positioned on the base 1210 . The first light source 1220 may receive power from the outside to emit light. The first light source 1220 may receive power from the base 1210 .

상기 제1 광원(1220)으로부터 출력된 광은 상기 확산 변환판(1260)으로 전달될 수 있다. The light output from the first light source 1220 may be transmitted to the diffusion conversion plate 1260 .

상기 확산 변환판(1260)은 상기 제1 광원(1220)으로부터의 광이 전달되는 경로상에 위치할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 상기 제1 광원(1220)으로부터 입사된 광의 파장을 변환시키고, 광을 확산하여 출력할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 상기 제1 광원(1220)으로부터 입사된 광의 파장영역을 확장시켜 출력할 수 있다. 즉, 상기 확산 변환판(1260)으로 입사된 광에 비해 상기 확산 변환판(1260)으로부터 출력된 광은 넓은 파장영역을 가질 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 백색광을 출력할 수 있다.The diffusion conversion plate 1260 may be positioned on a path through which the light from the first light source 1220 is transmitted. The diffusion conversion plate 1260 may convert the wavelength of the light incident from the first light source 1220 and diffuse the light to output it. The diffusion conversion plate 1260 may extend the wavelength range of the light incident from the first light source 1220 to output the expanded. That is, compared to the light incident to the diffusion conversion plate 1260 , the light output from the diffusion conversion plate 1260 may have a wider wavelength range. The diffusion conversion plate 1260 may output white light.

상기 확산 변환판(1260)은 파장 변환물질을 포함할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 양자점, 무기 형광체, 유기 형광체 또는 염료 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 확산 변환판(1260)은 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함할 수 있다.The diffusion conversion plate 1260 may include a wavelength conversion material. The diffusion conversion plate 1260 may include at least one of quantum dots, inorganic phosphors, organic phosphors, and dyes. The diffusion conversion plate 1260 may include a red phosphor and a green phosphor.

상기 확산 변환판(1260)에 입사된 광은 상기 확산 변환판(1260) 내부에서 굴절 및 반사되어 외부로 출력될 수 있다. 상기 확산 변환판(1260) 내부에 입사된 광은 상기 확산 변환판(1260) 내부의 파장 변환물질에 굴절 및 반사되면서 광의 파장이 변환되어 외부로 출력될 수 있다.The light incident on the diffusion conversion plate 1260 may be refracted and reflected inside the diffusion conversion plate 1260 to be output to the outside. The light incident inside the diffusion conversion plate 1260 may be refracted and reflected by the wavelength conversion material inside the diffusion conversion plate 1260 , and the wavelength of the light may be converted and output to the outside.

도 4에 비해 도 5의 광원의 경우 상기 제1 광원(1220)을 이용하여 백색광을 출력시킬 수 있어, 간이한 구조로 광원을 구성할 수 있는 효과가 있다.Compared to FIG. 4 , in the case of the light source of FIG. 5 , white light can be output using the first light source 1220 , so that the light source can be configured with a simple structure.

3) 광원의 또 다른 형태3) Another form of light source

도 6은 제1 실시 예에 따른 광원의 또 다른 형태를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating another form of a light source according to the first embodiment.

도 6을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 또 다른 형태의 광원(1200)은 다수의 제1 광원(1220) 및 반사변환부재(1270)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , another type of light source 1200 according to the first embodiment may include a plurality of first light sources 1220 and a reflection conversion member 1270 .

상기 제1 광원(1220)은 제1 광원 기판(1221) 및 제1 발광 다이오드(1223)를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 상기 제1 광원 기판(1221)에 실장될 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 상기 제1 광원 기판(1221)으로부터 전원을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드(1223)는 청색 LED일 수 있다. 상기 제1 광원(1220) 또한 도 4 및 도 5와 같이 베이스에 의해 고정될 수 있으나 도면으로의 도시는 생략한다.The first light source 1220 may include a first light source substrate 1221 and a first light emitting diode 1223 . The first light emitting diode 1223 may be mounted on the first light source substrate 1221 . The first light emitting diode 1223 may receive power from the first light source substrate 1221 to emit light. The first light emitting diode 1223 may be a blue LED. The first light source 1220 may also be fixed by the base as shown in FIGS. 4 and 5 , but a drawing is omitted.

상기 제1 광원(1220)은 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광이 진행하는 방향의 반대방향으로 광을 출력할 수 있다. 즉, 상기 제1 광원(1220)의 광의 출력 방향과 상기 광원(1200)의 광의 출력방향은 반대방향일 수 있다.The first light source 1220 may output light in a direction opposite to a direction in which the light output from the light source 1200 travels. That is, the light output direction of the first light source 1220 and the light output direction of the light source 1200 may be opposite to each other.

상기 반사변환부재(1270)는 곡률을 가지는 형상을 가질 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 반구형상을 가질 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 내부가 빈 반구형상을 가질 수 있다.The reflection conversion member 1270 may have a shape having a curvature. The reflection conversion member 1270 may have a hemispherical shape. The reflection conversion member 1270 may have a hollow hemisphere shape.

상기 반사변환부재(1270)는 입사되는 광을 반사할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 입사되는 광의 파장을 변환할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 입사되는 광의 파장을 변환하여 반사시켜 출력할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 제1 광원(1220)으로부터 입사된 광의 파장영역을 확장시켜 출력할 수 있다. 즉, 상기 반사변환부재(1270)로 입사된 광에 비해 상기 반사변환부재(1270)에 의해 반사되어 출력된 광은 넓은 파장영역을 가질 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 상기 제1 광원(1220)으로부터의 광을 반사하여 결과적으로 상기 제1 광원(1220)에서의 광의 진행방향과 반대방향으로 광을 출력할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 백색광을 출력할 수 있다.The reflection conversion member 1270 may reflect incident light. The reflection conversion member 1270 may convert the wavelength of the incident light. The reflection conversion member 1270 may convert and reflect the wavelength of the incident light to output it. The reflection conversion member 1270 may output the extended wavelength range of the light incident from the first light source 1220 . That is, compared to the light incident to the reflection conversion member 1270 , the light reflected by the reflection conversion member 1270 and output may have a wider wavelength range. The reflection conversion member 1270 may reflect the light from the first light source 1220 and, as a result, may output light in a direction opposite to the traveling direction of the light from the first light source 1220 . The reflection conversion member 1270 may output white light.

상기 반사변환부재(1270)의 형상에 의해 출광영역이 정의될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 반구형상으로 형성되어, 반구형상의 개방된 영역에 의해 출광영역이 정의될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)에 의해 반사된 광은 상기 출광영역을 통해 출력될 수 있다. 상기 출광영역은 원형일 수 있다.A light exit region may be defined by the shape of the reflection conversion member 1270 . The reflection conversion member 1270 may be formed in a hemispherical shape, and a light exit region may be defined by the hemispherical open region. The light reflected by the reflection conversion member 1270 may be output through the light exit area. The light exit area may be circular.

상기 다수의 제1 광원(1220)은 상기 출광영역을 둘러싸는 영역에 위치할 수 있다. 즉, 상기 다수의 제1 광원(1220)은 상기 출광영역을 둘러싸는 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다.The plurality of first light sources 1220 may be located in an area surrounding the light exit area. That is, the plurality of first light sources 1220 may be formed in a circular band shape surrounding the light exit area.

상기 반사변환부재(1270)는 반사율이 높은 물질 및 파장 변환물질을 포함할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 양자점, 무기 형광체, 유기 형광체 또는 염료 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함할 수 있다.The reflection conversion member 1270 may include a material having high reflectivity and a wavelength conversion material. The reflection conversion member 1270 may include at least one of quantum dots, inorganic phosphors, organic phosphors, and dyes. The reflection conversion member 1270 may include a red phosphor and a green phosphor.

상기 반사변환부재(1270)는 다층 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)는 반사층 및 파장 변환층을 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층은 상기 반사층에 비해 상기 제1 광원(1220)에 가까운 위치에 형성될 수 있다. 상기 반사변환부재(1270)가 반사층 및 파장 변환층을 포함하는 경우 상기 제1 광원(1220)으로부터의 광은 상기 반사변환부재(1270)의 파장 변환층에 입사된 후 상기 반사층에 반사되어 다시 파장 변환층을 투과하여 출광영역으로 출력된다.The reflection conversion member 1270 may be formed in a multi-layered structure. The reflection conversion member 1270 may include a reflection layer and a wavelength conversion layer. The wavelength conversion layer may be formed at a position closer to the first light source 1220 than the reflective layer. When the reflection conversion member 1270 includes a reflection layer and a wavelength conversion layer, the light from the first light source 1220 is incident on the wavelength conversion layer of the reflection conversion member 1270 and then is reflected by the reflection layer and has a wavelength again. It passes through the conversion layer and is output to the light exit area.

도 5에 비해 도 6의 광원의 경우 상기 반사변환부재(1270)에 의해 반사된 백색광을 출력할 수 있어, 특정영역에 광이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.Compared to FIG. 5 , in the case of the light source of FIG. 6 , the white light reflected by the reflection conversion member 1270 can be output, thereby preventing the light from being concentrated in a specific area.

(3) 광학계(3) optical system

1) 광학계 구조1) Optical system structure

도 7은 제1 실시 예에 따른 광학계를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating an optical system according to the first embodiment.

도 7을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 상부전극(1510), 하부전극(1520) 및 액정층(1530)을 포함한다.Referring to FIG. 7 , the optical system 1500 according to the first embodiment includes an upper electrode 1510 , a lower electrode 1520 , and a liquid crystal layer 1530 .

상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 대향하여 형성되고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520) 사이에는 액정층(1530)이 개재될 수 있다.The upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be formed to face each other, and a liquid crystal layer 1530 may be interposed between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 투명도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 광을 투과시킬 수 있고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 전압이 인가될 수 있다.The upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be formed of a transparent conductive material. The upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may transmit light, and a voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

상기 상부전극(1510)은 영역별로 분할되어 형성될 수 있다. 상기 상부전극(1510)은 분할된 영역별로 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.The upper electrode 1510 may be divided into regions. A different voltage may be applied to the upper electrode 1510 for each divided region.

상기 하부전극(1520)은 영역별로 분할되어 형성될 수 있다. 상기 하부전극(1520)은 분할된 영역별로 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.The lower electrode 1520 may be divided into regions. A different voltage may be applied to the lower electrode 1520 for each divided region.

상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)의 분할영역은 서로 대응될 수 있다.The divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may correspond to each other.

상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)에 인가되는 전압에 의해 전계가 형성될 수 있다.An electric field may be formed by a voltage applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

상기 액정층(1530)은 다수의 액정(1540)을 포함할 수 있다. 상기 액정(1530)은 전압에 따라 분자배열이 변경될 수 있다. 상기 액정(1540)은 전계의 방향에 따라 분자배열이 변경될 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may include a plurality of liquid crystals 1540 . The molecular arrangement of the liquid crystal 1530 may be changed according to voltage. The molecular arrangement of the liquid crystal 1540 may be changed according to the direction of the electric field.

상기 액정(1540)이 전계방향에 따라 분자배열이 변경됨으로써 상기 액정층(1530)을 투과하는 광은 분자배열에 따라 광학적 특성이 변경될 수 있다. 상기 액정층(1530)에 전압이 인가되면 전계가 형성되고, 전계방향에 따라 입력되는 광의 특성이 변환되어 출력될 수 있다.Since the molecular arrangement of the liquid crystal 1540 is changed according to the electric field direction, optical properties of the light passing through the liquid crystal layer 1530 may be changed according to the molecular arrangement. When a voltage is applied to the liquid crystal layer 1530 , an electric field is formed, and characteristics of the input light may be converted and output according to the direction of the electric field.

상기 액정층(1530)은 인가되는 전압에 따라 입력되는 광의 초점거리를 조절한 광을 출력할 수 있다. 상기 액정층(1530)은 인가되는 전압에 따라 색수차를 조절한 광을 출력할 수 있다. 상기 액정층(1530)은 인가되는 전압에 따라 입력되는 광의 경로를 조절하여 출력할 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may output light whose focal length is adjusted according to an applied voltage. The liquid crystal layer 1530 may output light having chromatic aberration adjusted according to an applied voltage. The liquid crystal layer 1530 may adjust the path of the input light according to an applied voltage and output the same.

도면에서는 상기 액정층(1530)을 사이에 두고 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)이 배치되어 있는 것을 도시하였으나, 상기 액정층(1530)의 어느 하나의 측면에만 전극이 형성되고, 분할된 전극에 서로 다른 전계를 인가하여 상기 액정층(1530)의 배열을 변경할 수도 있다.Although the drawing shows that the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 are disposed with the liquid crystal layer 1530 interposed therebetween, the electrode is formed on only one side of the liquid crystal layer 1530, The arrangement of the liquid crystal layer 1530 may be changed by applying different electric fields to the electrodes.

상기 액정층(1530)에 인가되는 전압에 따라 액정층(1530)의 배열이 변경될 뿐, 상기 광학계(1500)의 표면형상은 변화가 없다. 즉, 상기 광학계(1500)의 표면형상은 전압 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다. 다시 말해, 광의 초점거리를 조절하는 구성의 표면 형상은 상기 전압 인가여부와 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.The arrangement of the liquid crystal layer 1530 only changes according to the voltage applied to the liquid crystal layer 1530 , but the surface shape of the optical system 1500 does not change. That is, the surface shape of the optical system 1500 may be constantly maintained regardless of whether a voltage is applied. In other words, the surface shape of the component for adjusting the focal length of light may be constantly maintained regardless of whether the voltage is applied.

상기 액정층(1530)에 의한 광의 변환은 아래에서 상세히 설명한다.The conversion of light by the liquid crystal layer 1530 will be described in detail below.

2) 광학계에서 출력되는 광2) Light output from the optical system

도 8은 제1 실시 예에 따른 광학계에서 변경되어 출력되는 광을 도시하는 도면이다.8 is a diagram illustrating light output after being changed in the optical system according to the first embodiment.

도 8a는 제1 상태에서의 광의 변환을 나타내는 도면이고, 도 8b는 제2 상태에서의 광의 변환을 나타내는 도면이고, 도 8c는 제3 상태에서의 광의 변환을 나타내는 도면이다.Fig. 8A is a view showing light conversion in a first state, Fig. 8B is a view showing light conversion in a second state, and Fig. 8C is a view showing light conversion in a third state.

도 8a를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 제1 상태로 동작한다. Referring to FIG. 8A , the optical system 1500 according to the first embodiment operates in a first state.

상기 광학계(1500)의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 상기 액정층(1530)이 최초의 상태와 동일한 상태가 되도록 전압이 인가될 수 있다. 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)의 분할영역에는 모두 동일한 전압이 인가될 수 있다. 즉, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 동일한 전압이 인가될 수 있다.A voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 of the optical system 1500 so that the liquid crystal layer 1530 is in the same state as the initial state. The same voltage may be applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 . That is, the same voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

또는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 어떠한 전압이 인가되지 않을 수도 있다. 즉, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)은 플로팅 상태가 되어 상기 액정(1540)은 최초상태와 동일한 상태가 될 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 어떠한 전압이 인가되지 않아 상기 액정(1540)은 최초 배향방향으로 배열될 수 있다.Alternatively, no voltage may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 . That is, the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may be in a floating state, so that the liquid crystal 1540 may be in the same state as the initial state. Since no voltage is applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 , the liquid crystal 1540 may be arranged in an initial alignment direction.

상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)은 입사되는 광의 특성을 변경하지 않고 광을 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 글라스와 같이 동작할 수 있다. 다만, 상기 액정층(1530)에 의해 광의 세기는 감쇠된 채로 출력될 수도 있다.When the optical system 1500 operates in the first state, the liquid crystal layer 1530 may output light without changing the characteristics of the incident light. When the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 may operate like a glass. However, the intensity of light may be output while being attenuated by the liquid crystal layer 1530 .

예를 들어, 상기 광학계(1500)의 일측으로부터 제1 광(l1)이 입력되는 경우 상기 광학계(1500)를 투과하여 타측으로 출력되는 광도 제1 광(l1)이다. 또한, 반대로 상기 광학계(1500)의 타측으로부터 제1 광(l1)이 입력되는 경우에도 상기 광학계(1500)를 투과하여 타측으로 출력되는 광도 제1광(l1)이다.For example, when the first light l1 is input from one side of the optical system 1500 , the light transmitted through the optical system 1500 and output to the other side is also the first light l1 . Conversely, even when the first light l1 is input from the other side of the optical system 1500 , the light transmitted through the optical system 1500 and output to the other side is also the first light l1 .

도 8b를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 제2 상태로 동작한다.Referring to FIG. 8B , the optical system 1500 according to the first embodiment operates in the second state.

상기 광학계(1500)의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되어 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되어 상기 액정층(1530)은 제2 상태로 동작할 수 있다.Voltages of different levels are applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 of the optical system 1500 so that the optical system 1500 may operate in the second state. Voltages of different levels are applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 so that the liquid crystal layer 1530 may operate in a second state.

상기 액정층(1530)이 제2 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)의 외곽영역에 있는 액정들은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 많은 변화량을 가지도록 배열이 변경되고, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에 있는 액정은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 작은 변화량을 가지도록 배열이 변경된다.When the liquid crystal layer 1530 operates in the second state, the liquid crystals in the outer region of the liquid crystal layer 1530 are arranged to have a relatively large amount of change based on the initial alignment direction, and the liquid crystal layer 1530 The arrangement of the liquid crystal in the central region is changed to have a relatively small amount of change based on the initial orientation direction.

즉, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에서 외곽영역으로 갈수록 액정의 변화량이 크도록 액정이 배열된다. 상기 액정의 변화량은 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압에 의해 야기될 수 있다. 상기 액정의 변화량은 서로 마주보는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전계세기에 의해 결정될 수 있다. 다시 말해, 상기 액정의 변화량은 서로 마주보는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압차에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 서로 마주보는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전압차가 크면 액정의 변화량은 커지고, 서로 마주보는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전압차가 작으면 액정의 변화량은 작아질 수 있다. 이러한 현상에 의해 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 전압차를 조절함으로써 도시한 바와 같이 상기 액정이 배열될 수 있다. That is, the liquid crystal is arranged so that the amount of change of the liquid crystal increases from the central region to the outer region of the liquid crystal layer 1530 . The change amount of the liquid crystal may be caused by a voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 . The change amount of the liquid crystal may be determined by the electric field strength of the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 facing each other. In other words, the change amount of the liquid crystal may be determined by a voltage difference applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 facing each other. For example, if the voltage difference between the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 facing each other is large, the amount of change in the liquid crystal increases, and the division of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 facing each other is large. If the voltage difference in the region is small, the amount of change in the liquid crystal may be small. Due to this phenomenon, the liquid crystal may be arranged as shown by adjusting the voltage difference in the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

상기 전압차에 따른 액정의 변화량은 액정의 특성에 따라 달라질 수 있다. 즉, 서로 마주보는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압의 차이가 작으면 액정의 변화량이 커지고, 서로 마주보는 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역의 전압차가 크면 액정의 변화량이 작아질 수도 있다.The amount of change of the liquid crystal according to the voltage difference may vary depending on the characteristics of the liquid crystal. That is, when the difference in voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 facing each other is small, the amount of change in the liquid crystal increases, and the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 facing each other are small. ), if the voltage difference between the divided regions is large, the amount of change in the liquid crystal may be small.

상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)에 입사되는 광의 특성은 변경된 상태로 출력될 수 있다.When the optical system 1500 operates in the second state, the characteristics of the light incident on the liquid crystal layer 1530 may be output in a changed state.

상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)은 볼록렌즈에 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.When the optical system 1500 operates in the second state, the liquid crystal layer 1530 may have an optical characteristic corresponding to a convex lens.

상기 광학계(1500)의 일측에 평행하는 광다발이 입사되는 경우 상기 광학계(1500)의 타측에는 서로 다른 초점을 가지는 다수의 광이 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)의 타측으로 출력되는 다수의 광은 서로 다른 색수차를 가질 수 있다. 상기 광학계(1500)의 타측으로 출력되는 다수의 광은 서로 다른 경로를 가질 수 있다.When a light bundle parallel to one side of the optical system 1500 is incident, a plurality of lights having different focal points may be output to the other side of the optical system 1500 . A plurality of lights output to the other side of the optical system 1500 may have different chromatic aberrations. A plurality of lights output to the other side of the optical system 1500 may have different paths.

예를 들어, 상기 제1 광(l1)이 평행하는 광다발 형태로 상기 광학계(1500)의 일측으로 입사되면, 상기 광학계(1500)는 제2광(l2), 제3 광(l3) 및 제4 광(l4)을 상기 광학계(1500)의 타측으로 출력할 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on one side of the optical system 1500 in the form of a parallel light bundle, the optical system 1500 generates the second light l2, the third light l3, and the third light l3. 4 The light 14 may be output to the other side of the optical system 1500 .

상기 제1 광(l1)은 서로 다른 다수의 파장의 혼합으로 형성된 백색광이므로, 상기 제1 광(l1)에는 서로 다른 다수의 파장성분이 존재한다. 상기 제1 광(l1)이 제2 상태에서 볼록렌즈 역할을 하는 상기 광학계(1500)에 입사되면, 상기 광학계(1500)의 액정층(1530)을 지나면서 다수의 파장별로 굴절률이 달라져 출력되는 제2 광(l2), 제3광(l3) 및 제4 광(l4)은 서로 다른 초점을 가지도록 상기 광학계(1500)의 타면과 인접한 영역에 초점을 형성한다. 즉, 상기 액정층(1530)을 지나면서 다수의 파장별로 굴절률이 달라져 상기 제2 광(l2), 제3 광(l3) 및 제4 광(l4)은 서로 다른 경로로 진행하여 서로 다른 초점을 가지도록 초점을 형성한다. 다시 말해, 상기 액정층(1530)의 색수차에 의해 상기 광학계(1500)의 타면으로 출력되는 광은 파장에 따라 분리될 수 있다. 파장에 따라 서로 다른 색을 가지므로, 상기 광학계(1500)에 입사된 백색광은 서로 다른 색을 가지는 광으로 분리되어 출력될 수 있다.Since the first light l1 is white light formed by mixing a plurality of different wavelengths, a plurality of different wavelength components exist in the first light l1. When the first light l1 is incident on the optical system 1500 serving as a convex lens in the second state, the refractive index is changed for each wavelength as it passes through the liquid crystal layer 1530 of the optical system 1500 and is output. The second light l2 , the third light l3 , and the fourth light l4 form a focus in an area adjacent to the other surface of the optical system 1500 to have different focus points. That is, while passing through the liquid crystal layer 1530, the refractive index is different for each wavelength, so that the second light l2, the third light l3, and the fourth light l4 travel through different paths to achieve different focal points. focus to have In other words, light output to the other surface of the optical system 1500 may be separated according to wavelength due to chromatic aberration of the liquid crystal layer 1530 . Since they have different colors according to wavelengths, the white light incident on the optical system 1500 may be separated into lights having different colors and output.

상기 광학계(1500)로부터 출력되는 제2 광(l2)은 굴절되어 제1 초점(f1)에 모이고, 상기 제3 광(l3)은 굴절되어 제2 초점(f2)에 모이고, 상기 제4 광(l4)은 굴절되어 제3 초점(f3)에 모일 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 제1 초점(f1)을 가질 수 있고, 상기 제3 광(l3)은 제2 초점(f2)을 가질 수 있고, 상기 제4 광(l4)은 제3 초점(f3)을 가질 수 있다.The second light l2 output from the optical system 1500 is refracted and collected at the first focus f1, the third light l3 is refracted and collected at the second focus f2, and the fourth light ( l4) may be refracted and collected at the third focal point f3. The second light l2 may have a first focus f1, the third light l3 may have a second focus f2, and the fourth light l4 may have a third focus ( f3) can have.

상기 제2 광(l2)은 상기 제3 광(l3)에 비해 짧은 파장의 광일 수 있다. 상기 제3 광은 상기 제4 광(l4)에 비해 짧은 파장의 광일 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 상기 제4 광(l4)에 비해 짧은 파장의 광일 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광은 파장이 짧을수록 상기 광학계(1500)와 인접하는 영역에 초점이 형성되고, 파장이 길수록 상기 광학계(1500)와 이격되는 영역에 초점이 형성된다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 파장과 초점과의 관계는 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 파장이 길수록 상기 광학계(1500)와 인접하는 영역에 초점이 형성되고, 광의 파장이 짧을수록 상기 광학계(1500)와 이격된 영역에 초점이 형성될 수도 있다.The second light l2 may be a light having a shorter wavelength than that of the third light l3 . The third light may be light having a shorter wavelength than that of the fourth light 14 . The second light l2 may be a light having a shorter wavelength than that of the fourth light l4 . A plurality of light output from the optical system 1500 is focused on a region adjacent to the optical system 1500 as the wavelength is shorter, and a focus is formed in a region spaced apart from the optical system 1500 as the wavelength is longer. The relationship between the wavelength and focus of the light output from the optical system 1500 may vary depending on a voltage applied to the optical system 1500 . That is, as the wavelength of the light output from the optical system 1500 is longer, a focus is formed in an area adjacent to the optical system 1500, and as the wavelength of the light is shorter, a focus is formed in an area spaced apart from the optical system 1500. .

상기 제2 광(l2)은 청색광일 수 있고, 상기 제3 광(l3)은 녹색광일 수 있고, 상기 제4 광(l4)은 적색광일 수 있다. 도면에서는 상기 광학계(1500)를 통해 출력되는 광이 3개의 초점을 가지는 것으로 도시하였으나, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 3개 미만 또는 3개 이상의 초점을 가질 수도 있다.The second light l2 may be blue light, the third light l3 may be green light, and the fourth light l4 may be red light. Although the drawing shows that the light output through the optical system 1500 has three focal points, the light output from the optical system 1500 may have fewer than three or three or more focal points.

반대로, 상기 광학계(1500)의 타면으로 다수의 초점을 가지는 광이 입사되는 경우 상기 광학계(1500)를 지나 상기 광학계의 일면으로 출력되는 광은 평행하는 광 다발 형태로 출력될 수도 있다.Conversely, when light having a plurality of focal points is incident on the other surface of the optical system 1500 , the light passing through the optical system 1500 and output to one surface of the optical system may be output in the form of a parallel light bundle.

도 8c를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 제3 상태로 동작한다.Referring to FIG. 8C , the optical system 1500 according to the first embodiment operates in a third state.

상기 광학계(1500)는 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되어 상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작할 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 서로 다른 레벨의 전압이 인가되어 상기 액정층(1530)은 제3 상태로 동작할 수 있다.In the optical system 1500 , voltages of different levels are applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 , so that the optical system 1500 may operate in a third state. Voltages of different levels are applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 so that the liquid crystal layer 1530 may operate in a third state.

상기 액정층(1530)이 제3 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)의 외곽영역에 있는 액정들은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 많은 변화량을 가지도록 배열이 변경되고, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에 있는 액정은 최초 배향방향 기준으로 상대적으로 작은 변화량을 가지도록 배열이 변경된다.When the liquid crystal layer 1530 operates in the third state, the liquid crystals in the outer region of the liquid crystal layer 1530 are arranged to have a relatively large amount of change based on the initial alignment direction, and the liquid crystal layer 1530 The arrangement of the liquid crystal in the central region is changed to have a relatively small amount of change based on the initial orientation direction.

즉, 상기 액정층(1530)의 중앙영역에서 외곽영역으로 갈수록 액정의 변화량이 크도록 액정이 배열된다. 상기 액정의 변화량은 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할된 영역에 인가되는 전압에 의해 야기될 수 있다.That is, the liquid crystal is arranged so that the amount of change of the liquid crystal increases from the central region to the outer region of the liquid crystal layer 1530 . The change amount of the liquid crystal may be caused by a voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 분할영역에 인가되는 전압은 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우에 인가되는 전압의 역전압일 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 특정 영역의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 전압차가 5V인 경우 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 특정 영역의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 전압차는 -5V일 수 있다.When the optical system 1500 operates in the third state, the voltage applied to the divided regions of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is the voltage applied when the optical system 1500 operates in the second state. may be the reverse voltage of That is, when the optical system 1500 operates in the second state, when the voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 in a specific region is 5V, when the optical system 1500 operates in the third state, the specific A voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 in the region may be -5V.

상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)에 입사되는 광의 특성은 변경된 상태로 출력될 수 있다.When the optical system 1500 operates in the third state, the characteristics of the light incident on the liquid crystal layer 1530 may be output in a changed state.

상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 액정층(1530)은 오목렌즈에 대응되는 광학적 특성을 가질 수 있다.When the optical system 1500 operates in the third state, the liquid crystal layer 1530 may have optical characteristics corresponding to a concave lens.

상기 광학계(1500)를 투과한 광은 상기 광학계(1500)를 통해 광의 경로가 변경되어 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)의 일측에 평행하는 광다발이 입사되는 경우 상기 광학계(1500)를 투과하여 광이 발산될 수 있다. 상기 광학계(1500)를 투과하여 출력되는 광은 상기 광축을 기준으로 광의 경계가 점진적으로 외부로 진행될 수 있다.The light passing through the optical system 1500 may be output by changing the path of the light through the optical system 1500 . When a light bundle parallel to one side of the optical system 1500 is incident, light may be emitted through the optical system 1500 . The light outputted through the optical system 1500 may have a boundary of the light gradually progressing outward with respect to the optical axis.

예를 들어, 상기 제1 광(l1)이 평행하는 광다발 형태로 상기 광학계(1500)의 일측으로 입사되면, 상기 광학계(1500)는 제5 광(l5)을 출력할 수 있다. 상기 제5 광(l5)은 제1 광(l1)을 기준으로 상기 광축의 외부방향으로 각도를 가지고 출력될 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on one side of the optical system 1500 in the form of a parallel light bundle, the optical system 1500 may output the fifth light l5 . The fifth light l5 may be output at an angle to the outside of the optical axis with respect to the first light l1 .

상기 제1 광(l1) 또는 제5 광(l5)을 상기 광학계(1500)의 일면과 평행하는 면으로 절단한 단면은 수광영역으로 정의될 수 있다. 상기 제5 광(l5)의 수광영역은 상기 광학계(1500)로부터 멀어질수록 커질 수 있다. A cross section obtained by cutting the first light l1 or the fifth light l5 with a plane parallel to one surface of the optical system 1500 may be defined as a light receiving area. The light-receiving area of the fifth light 15 may increase as the distance from the optical system 1500 increases.

반대로, 상기 제5 광(l5)이 상기 광학계(1500)의 타면으로 입사되는 경우 상기 광학계(1500)에 의해 광의 경로가 변경되어 상기 제1 광(l1) 형태로 출력될 수 있다. 즉, 각도를 가지는 광이 상기 광학계(1500)의 타면에 입사되어 평행하는 광으로 출력될 수 있다.Conversely, when the fifth light l5 is incident on the other surface of the optical system 1500 , the path of the light may be changed by the optical system 1500 and output in the form of the first light l1 . That is, light having an angle may be incident on the other surface of the optical system 1500 and output as parallel light.

3) 광학계의 다른 구조3) Different structure of optical system

도 9는 제1 실시 예에 따른 광학계의 다른 구조를 나타내는 도면이다.9 is a view showing another structure of the optical system according to the first embodiment.

도 9를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)는 다수의 상부전극(1510), 다수의 하부전극(1520) 및 액정층(1530)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the optical system 1500 according to the first embodiment may include a plurality of upper electrodes 1510 , a plurality of lower electrodes 1520 , and a liquid crystal layer 1530 .

상기 다수의 상부전극(1510)은 상부기판(1511)에 형성될 수 있고, 상기 다수의 하부전극(1520)은 하부기판(1521)에 형성될 수 있다.The plurality of upper electrodes 1510 may be formed on the upper substrate 1511 , and the plurality of lower electrodes 1520 may be formed on the lower substrate 1521 .

상기 액정층(1530)은 상기 상부기판(1511) 및 하부기판(1521) 사이에 개재될 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may be interposed between the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521 .

상기 상부기판(1511)은 상기 하부기판(1521)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 상부기판(1511)은 원형으로 형성될 수 있고, 상기 하부기판(1521) 또한 원형으로 형성될 수 있다. 상기 상부기판(1511) 및 하부기판(1521)은 원기둥형상을 가질 수 있다.The upper substrate 1511 may have a shape corresponding to the lower substrate 1521 . The upper substrate 1511 may be formed in a circular shape, and the lower substrate 1521 may also be formed in a circular shape. The upper substrate 1511 and the lower substrate 1521 may have a cylindrical shape.

상기 액정층(1530)은 원기둥형상으로 형성될 수 있다. 상기 액정층(1530)의 일면은 상기 상부기판(1511) 및 하부기판(1521)의 일면과 대응되는 면적을 가질 수 있다.The liquid crystal layer 1530 may be formed in a cylindrical shape. One surface of the liquid crystal layer 1530 may have an area corresponding to one surface of the upper substrate 1511 and the lower substrate 1521 .

상기 상부기판(1511), 하부기판(1521) 및 액정층(1530)의 형상에 의해 상기 광학계(1500)는 원기둥형상을 가질 수 있다. 상기 상부기판(1511), 하부기판(1521) 및 액정층(1530)의 중심축은 동일할 수 있다. 상기 상부기판(1511), 하부기판(1521) 및 액정층(1530)의 중심축은 상기 광학계(1500)에 입사되는 광축과 동일할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 상기 광축의 연장된 선 상에 광의 초점들이 위치할 수 있다.The optical system 1500 may have a cylindrical shape due to the shapes of the upper substrate 1511 , the lower substrate 1521 , and the liquid crystal layer 1530 . The central axes of the upper substrate 1511 , the lower substrate 1521 , and the liquid crystal layer 1530 may be the same. A central axis of the upper substrate 1511 , the lower substrate 1521 , and the liquid crystal layer 1530 may be the same as an optical axis incident on the optical system 1500 . When the optical system 1500 operates in the second state, focal points of light may be located on an extended line of the optical axis.

상기 상부기판(1511)에는 다수의 상부전극(1510)이 형성될 수 있다. 상기 다수의 상부전극(1510)은 중심이 동일한 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 다수의 상부전극(1510)의 중심은 상기 상부기판(1511)의 중심축과 동일할 수 있다.A plurality of upper electrodes 1510 may be formed on the upper substrate 1511 . The plurality of upper electrodes 1510 may be formed in a circular band shape having the same center. A center of the plurality of upper electrodes 1510 may be the same as a center axis of the upper substrate 1511 .

상기 상부전극(1510)은 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)은 각각 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 제1 상부전극(1510a)은 상기 상부기판(1511)의 중심에 가장 인접한 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. The upper electrode 1510 may include first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e. The first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e may be electrically isolated from each other. The first upper electrode 1510a may be formed in a circular band shape closest to the center of the upper substrate 1511 .

상기 제2 상부전극(1510b)은 상기 제1 상부전극(1510a)의 외곽에 형성될 수 있다. 상기 제2 상부전극(1510b)은 상기 제1 상부전극(1510a)과 전기적으로 분리될 수 있다.The second upper electrode 1510b may be formed outside the first upper electrode 1510a. The second upper electrode 1510b may be electrically isolated from the first upper electrode 1510a.

상기 제3 상부전극(1510c)은 상기 제2 상부전극(1510b)의 외곽에 형성될 수 있다. 상기 제3 상부전극(1510c)은 상기 제2 상부전극(1510b)과 전기적으로 분리될 수 있다.The third upper electrode 1510c may be formed outside the second upper electrode 1510b. The third upper electrode 1510c may be electrically isolated from the second upper electrode 1510b.

상기 제4 상부전극(1510d)은 상기 제3 상부전극(1510c)의 외곽에 형성될 수 있다. 상기 제4 상부전극(1510d)은 상기 제3 상부전극(1510c)과 전기적으로 분리될 수 있다.The fourth upper electrode 1510d may be formed outside the third upper electrode 1510c. The fourth upper electrode 1510d may be electrically isolated from the third upper electrode 1510c.

상기 제5 상부전극(1510e)은 상기 제4 상부전극(1510d)의 외곽에 형성될 수 있다. 상기 제5 상부전극(1510e)은 상기 제4 상부전극(1510d)과 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 제5 상부전극(1510e)은 상기 상부기판(1511)의 최외곽에 형성될 수 있다.The fifth upper electrode 1510e may be formed outside the fourth upper electrode 1510d. The fifth upper electrode 1510e may be electrically isolated from the fourth upper electrode 1510d. The fifth upper electrode 1510e may be formed at the outermost portion of the upper substrate 1511 .

상기 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)은 서로 분리되어 구동될 수 있다. 상기 제1 내지 제5 상부전극(1510a 내지 1510e)에는 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.The first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e may be driven separately from each other. Different voltages may be applied to the first to fifth upper electrodes 1510a to 1510e.

상기 하부기판(1521)에는 다수의 하부전극(1520)이 형성될 수 있다. 상기 다수의 하부전극(1520)은 중심이 동일한 원형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 다수의 하부전극(1520)의 중심은 상기 하부기판(1521)의 중심축과 동일할 수 있다.A plurality of lower electrodes 1520 may be formed on the lower substrate 1521 . The plurality of lower electrodes 1520 may be formed in a circular band shape having the same center. A center of the plurality of lower electrodes 1520 may be the same as a center axis of the lower substrate 1521 .

상기 하부전극(1520)은 제1 내지 제5 하부전극(1520a 내지 1520e)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 하부전극(1520a 내지 1520e)은 각각 전기적으로 분리될 수 있다. The lower electrode 1520 may include first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e. The first to fifth lower electrodes 1520a to 1520e may be electrically isolated from each other.

상기 제1 하부전극(1520a)은 상기 제1 상부전극(1510a)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2 하부전극(1520b)은 상기 제2 상부전극(1510b)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제3 하부전극(1520c)은 상기 제3 상부전극(1510c)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제4 하부전극(1520d)은 상기 제4 상부전극(1510d)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제5 하부전극(1520e)은 상기 제5 상부전극(1510e)과 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.The first lower electrode 1520a may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the first upper electrode 1510a. The second lower electrode 1520b may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the second upper electrode 1510b. The third lower electrode 1520c may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the third upper electrode 1510c. The fourth lower electrode 1520d may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the fourth upper electrode 1510d. The fifth lower electrode 1520e may be formed in a shape corresponding to a position corresponding to the fifth upper electrode 1510e.

대응되는 상기 상부전극과 하부전극에 인가되는 전압차에 의해 전계가 발생할 수 있다. 상기 전계에 의해 상기 액정층(1530)의 액정의 배열이 변경될 수 있다. 상기 다수의 상부전극(1510)과 다수의 하부전극(1520)이 광학축을 기준으로 동일한 중심을 가지는 원형 띠 형상으로 형성됨으로써 액정의 배열이 광학축을 중심으로 변경될 수 있다. 따라서 영역별 왜곡 없이 광의 특성을 변경시킬 수 있다.An electric field may be generated by a voltage difference applied to the corresponding upper electrode and the lower electrode. The arrangement of liquid crystals in the liquid crystal layer 1530 may be changed by the electric field. Since the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are formed in a circular band shape having the same center with respect to the optical axis, the arrangement of the liquid crystal may be changed about the optical axis. Accordingly, it is possible to change the characteristics of light without distortion for each region.

도면에서는 상기 다수의 상부전극(1510)과 다수의 하부전극(1520)이 각각 5개씩 형성되어 있는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)은 필요에 의해 더 많은 개수로 형성될 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 개수가 많아질수록 상기 액정층(1530)의 세밀한 제어가 가능할 수 있다.In the drawings, the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 are each formed by five each as an example, but the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 can be may be formed in a larger number by As the number of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 increases, detailed control of the liquid crystal layer 1530 may be possible.

4) 광학계의 구동4) Driving the optical system

도 10은 도 9의 광학계에 인가되는 전압을 나타내는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a voltage applied to the optical system of FIG. 9 .

도 9의 제1 실시 예에 따른 광학계(1500)의 다수의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에는 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.Different voltages may be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and lower electrodes 1520 of the optical system 1500 according to the first embodiment of FIG. 9 .

상기 상부전극(1510)에는 제1 인가전압(V1)이 인가될 수 있고, 상기 하부전극(1520)에는 제2 인가전압(V2)이 인가될 수 있다. 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520) 사이의 액정층(1530)에 형성되는 전계는 전압의 크기에 비례하고, 상부전극(1510)과 하부전극(1520)간의 거리에 반비례한다.A first applied voltage V1 may be applied to the upper electrode 1510 , and a second applied voltage V2 may be applied to the lower electrode 1520 . The electric field formed in the liquid crystal layer 1530 between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is proportional to the magnitude of the voltage and inversely proportional to the distance between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 .

상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520) 간의 거리는 동일하므로, 상기 액정층(1530)에 형성되는 전계는 상기 상부전극(1510)과 하부전극(1520)에 인가되는 전압의 차이에 의해 결정될 수 있다.Since the distance between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 is the same, the electric field formed in the liquid crystal layer 1530 can be determined by the difference in voltage applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 . there is.

상기 광학계(1500)가 제2 상태인 경우를 예로 들어 설명하면, 상기 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)의 중앙영역에 위치하는 전극에 인가되는 전압차이가 외곽영역에 위치하는 전극에 인가되는 전압 차이보다 클 수 있다. 상기 중앙영역에서 외곽영역으로 갈수록 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)에 더 작은 차이를 가지는 전압이 인가될 수 있다.When the optical system 1500 is in the second state as an example, the voltage difference applied to the electrodes located in the central region of the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 is located in the outer region. may be greater than the voltage difference applied to the electrode. A voltage having a smaller difference may be applied to the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 from the central region to the outer region.

예를 들어, 상기 제1 상부전극(1510a) 및 제1 하부전극(1520a)에 인가되는 전압차이가 가장 클 수 있다. 상기 제2 상부전극(1510b) 및 제2 하부전극(1520b)에 인가되는 전압차이는 상기 제1 상부전극(1510a) 및 제1 하부전극(1520a)에 인가되는 전압차이보다 작을 수 있다. 상기 제3 상부전극(1510c) 및 제3 하부전극(1520c)에 인가되는 전압차이는 상기 제2 상부전극(1510b) 및 제2 하부전극(1520b)에 인가되는 전압차이보다 작을 수 있다. 상기 제4 상부전극(1510d) 및 제4 하부전극(1520d)에 인가되는 전압차이는 상기 제3 상부전극(1510c) 및 제3 하부전극(1520c)에 인가되는 전압차이보다 작을 수 있다. 상기 제5 상부전극(1510e) 및 제5 하부전극(1520e)에 인가되는 전압차이는 상기 제4 상부전극(1510d) 및 제4 하부전극(1520d)에 인가되는 전압차이보다 작을 수 있다. 상기 제5 상부전극(1510e) 및 제5 하부전극(1520e)에 인가되는 전압차이는 가장 작을 수 있다.For example, the voltage difference applied to the first upper electrode 1510a and the first lower electrode 1520a may be the largest. A voltage difference applied to the second upper electrode 1510b and the second lower electrode 1520b may be smaller than a voltage difference applied to the first upper electrode 1510a and the first lower electrode 1520a. A voltage difference applied to the third upper electrode 1510c and the third lower electrode 1520c may be smaller than a voltage difference applied to the second upper electrode 1510b and the second lower electrode 1520b. A voltage difference applied to the fourth upper electrode 1510d and the fourth lower electrode 1520d may be smaller than a voltage difference applied to the third upper electrode 1510c and the third lower electrode 1520c. A voltage difference applied to the fifth upper electrode 1510e and the fifth lower electrode 1520e may be smaller than a voltage difference applied to the fourth upper electrode 1510d and the fourth lower electrode 1520d. A voltage difference applied to the fifth upper electrode 1510e and the fifth lower electrode 1520e may be the smallest.

도면에서는 5개의 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)이 형성되어 있는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 개수는 5개 이상일 수 있고, 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 폭은 더 작아질 수 있다. 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 개수가 증가하고 폭이 작아지면 도 10에 도시한바와 같이 상기 상부전극(1510) 및 하부전극(1520)의 전압차이는 곡선형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 액정층(1530)에 인가되는 전계는 중앙영역에서 최대값을 가지는 곡선형상을 가질 수 있다. 상기 액정층(1530)에 인가되는 전계가 도 10과 같이 형성됨으로써 상기 액정층(1530)은 볼록렌즈 역할을 하고, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.In the drawings, five upper electrodes 1510 and lower electrodes 1520 are formed as an example, but the number of upper electrodes 1510 and lower electrodes 1520 may be five or more, and the upper electrodes ( 1510 ) and the lower electrode 1520 may have a smaller width. When the number of the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 increases and the width decreases, the voltage difference between the upper electrode 1510 and the lower electrode 1520 may have a curved shape as shown in FIG. 10 . . That is, the electric field applied to the liquid crystal layer 1530 may have a curved shape having a maximum value in the central region. As the electric field applied to the liquid crystal layer 1530 is formed as shown in FIG. 10 , the liquid crystal layer 1530 may function as a convex lens, and the optical system 1500 may operate in a second state.

상기 액정층(1530)에는 도 11과 같은 형태의 전계가 인가될 수도 있다. 도 9의 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 도 11과 같은 전계가 인가됨으로써 상기 액정층(1530)은 프레넬 렌즈(Fresnel lens)와 같이 동작할 수 있다. 프레넬 렌즈의 광학적 특성은 볼록렌즈의 광학적 특성과 동일하므로, 도 11과 같은 형태의 전계가 인가됨으로써 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.An electric field as shown in FIG. 11 may be applied to the liquid crystal layer 1530 . The liquid crystal layer 1530 may operate like a Fresnel lens by applying an electric field as shown in FIG. 11 to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 of FIG. 9 . Since the optical characteristics of the Fresnel lens are the same as the optical characteristics of the convex lens, the optical system 1500 may operate in the second state by applying an electric field of the form shown in FIG. 11 .

(4) 스캐너의 색상정보 획득(4) Acquisition of color information of scanner

도 12는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.12 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to the first embodiment.

도 12를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.12 , the scanner 1000 according to the first embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , and a detector 1300 .

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 빔스플리터(1600) 및 미러(1700)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a beam splitter 1600 , and a mirror 1700 .

도 12에서는 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작한다.In FIG. 12 , the optical system 1500 operates in a first state.

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 가로축(x)을 따라 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다.Light having a plurality of wavelengths mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light output from the light source 1200 is transmitted to the beam splitter 1600 along the horizontal axis (x).

상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the light source 1200 may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converting unit 1201 .

상기 빔스플리터(1600)는 상기 광원(1200)으로부터 입사되는 광을 투과시키므로 상기 광원(1200)으로부터 입사된 광은 투과되어 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달된다.Since the beam splitter 1600 transmits the light incident from the light source 1200 , the light incident from the light source 1200 is transmitted and transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis (x).

상기 광학계(1500)가 제1 상태인 경우 상기 광학계(1500)는 입력되는 광의 특성을 변경하지 않고 광을 출력할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)가 제1 상태인 경우 상기 광학계(1500)는 글라스와 같이 동작할 수 있다.When the optical system 1500 is in the first state, the optical system 1500 may output light without changing the characteristics of the input light. That is, when the optical system 1500 is in the first state, the optical system 1500 may operate like a glass.

상기 빔스플리터(1600)를 통해 광학계(1500)로 입사된 광은 상태 변화없이 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700)로 진행한다.The light incident to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 travels to the mirror 1700 along the horizontal axis x without a change in state.

상기 광학계(1500)로 입사된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다.The light incident to the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 미러(1700)에 입사된 광은 제2 세로축(y2) 방향으로 반사되어 오브젝트에 입사된다. 상기 오브젝트는 치아일 수 있다.The light incident on the mirror 1700 is reflected in the direction of the second vertical axis y2 and is incident on the object. The object may be a tooth.

상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 다시 사이 미러(1700)로 입사되고, 상기 미러(1700)는 상기 미러(1700)에 입사된 광을 상기 광학계(1500) 방향으로 가로축(x)을 따라 반사시킨다.The light reflected by the object is again incident on the inter-mirror 1700 , and the mirror 1700 reflects the light incident on the mirror 1700 along the horizontal axis x in the optical system 1500 direction.

상기 미러(1700)로부터 반사된 광은 상기 광학계(1500)로 입사될 수 있다. 상기 미러(1700)로부터 반사된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사될 수 있다. 상기 광학계(1500)에 입사된 광은 광의 특성이 변경되지 않은 상태로 상기 빔스플리터(1600)에 입사된다. 상기 빔스플리터(1600)에 입사된 광은 상기 디텍터(1300) 방향으로 반사될 수 있다.The light reflected from the mirror 1700 may be incident on the optical system 1500 . The light reflected from the mirror 1700 may be incident on the optical system 1500 through the second optical path converting unit 1501 . The light incident on the optical system 1500 is incident on the beam splitter 1600 in a state in which light characteristics are not changed. The light incident on the beam splitter 1600 may be reflected toward the detector 1300 .

상기 디텍터(1300) 방향으로 반사된 광은 제1 세로축(y1) 방향으로 진행하여 상기 디텍터(1300)에 입사된다.The light reflected in the direction of the detector 1300 travels in the direction of the first vertical axis y1 and is incident on the detector 1300 .

상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 표면 색상을 획득할 수 있다.The detector 1300 may convert the incident light into an electrical signal. The detector 1300 may obtain color information of the object by converting the incident light into an electrical signal. The first controller 1400 may acquire the surface color of the object through the light incident on the detector 1300 .

또는 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 오브젝트의 상부에서 바라본 영상을 획득하여 출력함으로써 사용자에게 미리보기 영상을 제공할 수 있다.Alternatively, the first controller 1400 may acquire a preview image of the object through the light incident on the detector 1300 . Since the detector 1300 detects light that is irradiated and reflected from the top of the object, it is possible to obtain an image looking at the object from the top of the object. The first control unit 1400 may provide a preview image to the user by obtaining and outputting an image viewed from the top of the object.

상기 색상정보 및 미리보기 영상은 상기 오브젝트에 대한 2차원 이미지일 수 있다.The color information and the preview image may be two-dimensional images of the object.

(5) 스캐너의 표면정보 획득(5) Acquisition of surface information of scanner

도 13은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.13 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of the scanner according to the first embodiment.

도 13a는 상기 오브젝트로 전달되는 광에 대한 도면이고, 도 13b는 상기 오브젝트를 통해 반사된 광이 디텍터로 전달되는 경로를 도시한 도면이다.13A is a diagram of light transmitted to the object, and FIG. 13B is a diagram illustrating a path through which light reflected through the object is transmitted to a detector.

도 13을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the scanner 1000 according to the first embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , and a detector 1300 .

도 13에서는 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작한다.In FIG. 13 , the optical system 1500 operates in the second state.

상기 빔스플리터(1600)에 입사된 광은 투과되어 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달된다.The light incident on the beam splitter 1600 is transmitted and transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis (x).

상기 광학계(1500)가 제2 상태인 경우 상기 광학계(1500)는 볼록렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다.When the optical system 1500 is in the second state, the optical system 1500 may operate like a convex lens. The light output from the optical system 1500 may be output to have a different focus for each wavelength.

예를 들어, 상기 광학계(1500)에 제1 광(l1)이 입사되면, 상기 광학계(1500)는 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)을 출력할 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 서로 초점거리가 다른 광일 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 상기 제3 광(l3)보다 짧은 초점거리를 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 제3 광(l3)의 초점보다 상기 광학계(1500)에 인접할 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on the optical system 1500 , the optical system 1500 may output the second light l2 and the third light l3 . The second light l2 and the third light l3 may be lights having different focal lengths. The second light l2 and the third light l3 may have different wavelengths. The second light l2 may have a shorter focal length than the third light l3 . The focus of the second light l2 may be closer to the optical system 1500 than the focus of the third light l3 .

상기 광학계(1500)로부터 출력된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 제한부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다. 상기 미러(1700)에 도달한 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 상기 오브젝트로 전달된다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에 위치할 수 있다.The second light l2 and the third light l3 output from the optical system 1500 travel in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x. The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second light path limiter 1501 . The second light l2 and the third light l3 reaching the mirror 1700 are reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2. The second light l2 and the third light l3 may have a focus on the second vertical axis y2 .

상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에서 서로 다른 위치에 위치할 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 제3 광(l3)의 초점에 비해 상기 미러(1700)에 인접하여 위치할 수 있다.The focus of the second light l2 and the third light l3 may be located at different positions on the second vertical axis y2 . A focus of the second light l2 may be located closer to the mirror 1700 than a focus of the third light l3 .

상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트 표면에 초점이 위치하지 않는 광도 반사되지만 다시 상기 스캐너(1100) 내부로 입사되는 양이 작아 노이즈로 처리할 수 있다. 다시 말해, 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광만 상기 디텍터(1300)로 입사되어 정보로 사용될 수 있다.Among the light incident on the object, light having a focus on the surface of the object may be reflected. Among the light incident on the object, light that is not focused on the surface of the object is also reflected, but the amount of light incident back into the scanner 1100 is small, so that it can be treated as noise. In other words, only light having a focus on the surface of the object may be incident on the detector 1300 and used as information.

예를 들어, 상기 오브젝트로 입사된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 오브젝트의 표면에 위치하고, 상기 제3 광(l3)의 초점은 상기 오브젝트의 내부에 위치한다. 따라서, 상기 제3 광(l3)은 상기 오브젝트에 의해 산란 및 반사되고, 상기 제2 광(l2) 만 상기 미러(1700)로 입사된다.For example, among the second light l2 and the third light l3 incident on the object, the focus of the second light l2 is located on the surface of the object, and the focus of the third light l3 is It is located inside the object. Accordingly, the third light l3 is scattered and reflected by the object, and only the second light l2 is incident on the mirror 1700 .

상기 미러(1700)는 상기 제2 광(l2)을 반사시켜 상기 광학계(1500) 방향으로 전달한다. 상기 미러(1700)로부터 반사된 상기 제2 광(l2)은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사될 수 있다. 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)에 전달된 제2 광(l2)은 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. 상기 빔스플리터(1600)에 의해 반사된 광은 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(130) 방향으로 전달된다. 상기 디텍터(1300)는 상기 제2 광(l2)을 전기신호로 변환한다.The mirror 1700 reflects the second light l2 and transmits it in the direction of the optical system 1500 . The second light l2 reflected from the mirror 1700 may be incident on the optical system 1500 through the second optical path converting unit 1501 . The second light l2 transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x is transmitted to the beam splitter 1600 . The light reflected by the beam splitter 1600 is transmitted in the direction of the detector 130 along the first vertical axis y1. The detector 1300 converts the second light l2 into an electric signal.

상기 디텍터(1300)에 입사되는 광의 파장을 통해 상기 오브젝트의 깊이정보를 측정할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)에 의해 파장별로 서로 다른 초점거리가 결정되고, 특정 파장의 광이 상기 디텍터(1300)에 의해 측정되는 경우 상기 특정파장에 대응되는 초점거리가 상기 오브젝트의 깊이정보와 대응된다. 도면에서는 제2 광(l2)의 초점거리가 미리 결정되어 있으므로, 상기 디텍터(1300)에 상기 제2 광(l2)이 검출되면, 상기 오브젝트의 표면은 상기 제2 광(l2)의 초점의 위치에 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 존재하는 광의 파장을 통해 상기 오브젝트의 깊이정보를 연산할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 컬러센서일 수 있으므로, 상기 컬러센서에 의해 상기 디텍터(1300)로 입사되는 광의 파장을 간이하게 연산할 수 있어 상기 오브젝트의 깊이정보를 산출할 수 있다. 다시 말해, 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광의 컬러 값을 이용하여 상기 오브젝트의 깊이정보를 산출할 수 있다.The depth information of the object may be measured through the wavelength of the light incident on the detector 1300 . That is, when different focal lengths are determined for each wavelength by the optical system 1500 , and when light of a specific wavelength is measured by the detector 1300 , the focal length corresponding to the specific wavelength corresponds to the depth information of the object. do. In the drawing, since the focal length of the second light l2 is predetermined, when the second light l2 is detected by the detector 1300 , the surface of the object is the position of the focal point of the second light l2 . can be seen to exist in Accordingly, the first controller 1400 may calculate the depth information of the object based on the wavelength of the light present in the detector 1300 . Since the detector 1300 may be a color sensor, the wavelength of light incident to the detector 1300 may be easily calculated by the color sensor, thereby calculating depth information of the object. In other words, the detector 1300 may calculate the depth information of the object by using the color value of the incident light.

상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 때는 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광은 초점이 있는 광이며, 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 때, 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광은 면광이므로, 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 때 상기 디텍터(1300)에 수광되는 광량은 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 때 상기 디텍터(1300)에 수광되는 광량보다 작을 수 있다. 또는, 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 때, 상기 디텍터(1300)의 수광영역은 상기 오브젝트의 색상정보를 획득할 때, 상기 디텍터(1300)의 수광영역보다 작을 수 있다.When obtaining the surface information of the object, the light incident on the detector 1300 is focused light, and when obtaining the color information of the object, the light incident on the detector 1300 is surface light. The amount of light received by the detector 1300 when obtaining surface information of may be smaller than the amount of light received by the detector 1300 when obtaining color information of the object. Alternatively, when obtaining the surface information of the object, the light receiving area of the detector 1300 may be smaller than the light receiving area of the detector 1300 when obtaining the color information of the object.

상기 디텍터(1300)를 매트릭스 형태로 구성하고, 상기 광원(1200) 또한 다수의 매트리스 형태로 구성함으로써, 오브젝트의 2차원 평면에 광을 조사하고, 반사되는 광을 측정하여 깊이정보를 연산할 수 있으므로, 상기 제1 제어부(1400)는 이를 통해 3차원 표면정보를 획득할 수 있다.Since the detector 1300 is configured in a matrix form and the light source 1200 is also configured in the form of a plurality of mattresses, depth information can be calculated by irradiating light on a two-dimensional plane of an object and measuring the reflected light. , the first control unit 1400 may acquire 3D surface information through this.

즉 상기 디텍터(1300)는 행과 열로 배치되는 다수의 단위화소를 포함하는 화소 어레이로 구성되고, 각각의 화소에 좌표가 부여되어 2차원으로 반사되는 광을 측정할 수 있고, 각각의 화소에서 측정되는 깊이 정보에 의해 3차원 표면정보가 획득될 수 있다.That is, the detector 1300 is composed of a pixel array including a plurality of unit pixels arranged in rows and columns, coordinates are given to each pixel, so that light reflected in two dimensions can be measured, and each pixel is measured. 3D surface information can be obtained by the depth information.

도 12 에서 제1 실시 예에 따른 스캐너는 색상정보를 획득하고, 도 13에서 제1 실시 예에 따른 스캐너는 표면정보를 획득할 수 있다. 제1 실시 예에 따른 스캐너는 별도의 렌즈의 물리적 이동없이 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 제어함으로써 하나의 스캐너로 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있다. 따라서, 스캐너의 진동 및 소음을 방지할 수 있는 효과가 있다. 다시 말해, 표면정보와 색상정보를 취득할 수 있는 크로마틱 콘포칼 방식의 스캐너가 구현될 수 있다.12 , the scanner according to the first embodiment may acquire color information, and in FIG. 13 , the scanner according to the first embodiment may acquire surface information. The scanner according to the first embodiment can acquire surface information and color information with a single scanner by controlling the voltage applied to the optical system 1500 without physically moving a separate lens. Accordingly, there is an effect of preventing vibration and noise of the scanner. In other words, a chromatic confocal scanner capable of acquiring surface information and color information may be implemented.

또한, 제1 실시 예에 따른 스캐너는 표면정보와 색상정보를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 생성할 수 있어 보다 실제적인 모델링이 가능하다. 특히, 구강 스캐너의 경우 오브젝트가 치아이므로, 치아의 3D표면정보 뿐만 아니라 색상정보를 얻을 수 있어 임플란트 제작시 주변치아색을 고려하여 치아를 디자인할 수 있는 효과가 있다.In addition, the scanner according to the first embodiment can generate a stereoscopic image of an object having a color by combining surface information and color information, so that more realistic modeling is possible. In particular, in the case of an oral scanner, since the object is a tooth, it is possible to obtain not only 3D surface information of the tooth but also color information, so that it is possible to design a tooth in consideration of the surrounding tooth color when manufacturing an implant.

(6) 스캐너의 광각 (6) Wide angle of scanner 미리보기Preview 획득 acheive

도 14는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 획득 동작을 나타내는 도면이다.14 is a diagram illustrating a wide-angle preview acquisition operation of the scanner according to the first embodiment.

도 14를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the scanner 1000 according to the first embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , and a detector 1300 .

도 14에서는 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작한다.In FIG. 14 , the optical system 1500 operates in a third state.

상기 광학계(1500)가 제3 상태인 경우 상기 광학계(1500)는 오목렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 광의 경로가 변경되어 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 발산될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 상기 광축을 기준으로 광의 경계가 점진적으로 외부로 진행할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 수광영역은 상기 광학계(1500)로부터 멀어질수록 커질 수 있다.When the optical system 1500 is in the third state, the optical system 1500 may operate like a concave lens. The light output from the optical system 1500 may be output by changing the path of the light. The light output from the optical system 1500 may be emitted. In the light output from the optical system 1500 , a boundary of the light may gradually progress to the outside with respect to the optical axis. The light receiving area of the light output from the optical system 1500 may increase as the distance from the optical system 1500 increases.

상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다.The light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x. The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 미러(1700)에 도달한 광은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 오브젝트로 전달된다. 상기 오브젝트에 입사된 광은 도 12의 오브젝트에 입사된 광에 비해 넓은 수광영역을 가질 수 있다. 즉, 상기 오브젝트에 입사된 광은 넓은 수광영역을 가지므로 상기 오브젝트의 보다 넓은 영역이 조명된다.The light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2 . The light incident on the object may have a wider light receiving area than the light incident on the object of FIG. 12 . That is, since the light incident on the object has a wide light receiving area, a larger area of the object is illuminated.

상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 상기 미러(1700)로 전달된다. 상기 미러(1700)에 입사된 광은 반사되어 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달된다. 상기 광학계(1500)에 입사된 광은 반대로 수광영역이 작아지도록 변경되어 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다. 상기 미러(1700)에 의해 반사된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다.The light reflected by the object is transmitted to the mirror 1700 . The light incident on the mirror 1700 is reflected and transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x. Conversely, the light incident on the optical system 1500 is changed to have a smaller light receiving area and transmitted to the beam splitter 1600 . The light reflected by the mirror 1700 may be transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 빔스플리터(1600)에 도달한 광은 반사되어 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(1300) 방향으로 전달되고, 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 미러(1700)로부터 상기 광학계(1500)로 입사되는 광에 있어서, 보다 넓은 영역의 광이 상기 디텍터(1300)에 입사됨으로써 도 12의 미리보기 영상에 비해 보다 넓은 범위의 미리보기 영상을 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 사용자에게 광각 미리보기 영상을 제공하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.The light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted to the detector 1300 along the first vertical axis y1 , and the detector 1300 may convert the incident light into an electrical signal. The detector 1300 may obtain wide-angle preview information of the object by converting the incident light into an electrical signal. In the light incident from the mirror 1700 to the optical system 1500, a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a preview image of a wider range than the preview image of FIG. can The first control unit 1400 may provide the user with a wide-angle preview image to improve user convenience.

(7) 스캐너의 구동방법(7) How to drive the scanner

1) 시분할 구동1) Time division driving

도 15는 제1 실시 예에 따른 스캐너의 구동방법을 나타내는 도면이다.15 is a diagram illustrating a method of driving a scanner according to the first embodiment.

도 15를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 시분할 방식으로 구동될 수 있다.Referring to FIG. 15 , the scanner 1000 according to the first embodiment may be driven in a time division manner.

상기 스캐너(1000)는 제1 구간과 제2 구간으로 반복되어 구동될 수 있다.The scanner 1000 may be repeatedly driven in a first section and a second section.

상기 제1 구간은 상기 제2 구간에 비해 상대적으로 긴 구간일 수 있다. 또는 상기 제1 구간은 상기 제2 구간과 동일한 길이를 가질 수도 있다. 상기 제1 구간은 상기 제2 구간에 비해 상대적으로 짧은 구간일 수도 있다. 다만, 상기 표면정보를 획득하는 제1 구간이 연산량이 많아 상기 제1 구간이 제2 구간에 비해 상대적으로 긴 시간을 가지는 것이 보다 적합할 수 있다.The first section may be a relatively longer section than the second section. Alternatively, the first section may have the same length as the second section. The first section may be a relatively shorter section than the second section. However, it may be more suitable for the first section to obtain the surface information to have a relatively long time than the second section because the amount of computation is large.

상기 제1 구간에서 상기 스캐너(1000)는 표면정보를 획득할 수 있다. 상기 제1 구간에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제2 상태로 동작시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제1 구간에서 상기 광학계(1500)를 제2 상태로 동작시켜, 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.In the first section, the scanner 1000 may acquire surface information. In the first section, the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a second state. The first control unit 1400 may operate the optical system 1500 in the second state in the first section to obtain surface information of the object through the light applied to the detector 1300 .

상기 제2 구간에서 상기 스캐너(1000)는 색상정보를 획득할 수 있다. 상기 제2 구간에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 구간에서 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시켜, 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 오브젝트의 색상정보를 획득할 수 있다.In the second section, the scanner 1000 may acquire color information. In the second section, the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a first state. The first control unit 1400 may operate the optical system 1500 in a first state in the second section to obtain color information of an object through the light applied to the detector 1300 .

또한 도시하지는 않았지만, 상기 제2 구간에서 상기 스캐너(1000)는 미리보기 정보를 추가적으로 획득할 수 있다. 상기 제2 구간에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시켜 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 미리보기 정보를 획득할 수 있다.Also, although not shown, the scanner 1000 may additionally acquire preview information in the second section. In the second section, the first control unit 1400 operates the optical system 1500 in the first state to obtain preview information through the light applied to the detector 1300 .

상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태 또는 제2 상태로 구동시킨다. The first control unit 1400 drives the optical system 1500 to a first state or a second state.

상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하기 위해서는 상기 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되는 전압 세트가 존재한다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하기 위해 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되어야 하는 전압 세트를 제1 전압세트로 정의할 수 있다.In order for the optical system 1500 to operate in the first state, a set of voltages applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 exist. A voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 in order for the optical system 1500 to operate in the first state may be defined as a first voltage set.

상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하기 위해서는 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되는 전압 세트가 존재한다. 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하기 위해 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되어야 하는 전압 세트를 제2 전압세트로 정의할 수 있다.In order for the optical system 1500 to operate in the second state, a set of voltages applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 exist. A voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 in order for the optical system 1500 to operate in the second state may be defined as a second voltage set.

상기 제1 전압세트 및 제2 전압세트는 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 룩업 테이블 형태로 저장된 제1 전압세트 또는 제2 전압세트를 상기 광학계(1500)로 인가하여 상기 광학계(1500)를 제1 상태 또는 제2 상태로 동작시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 제어부(1400)는 제1 구간에서 상기 광학계(1500)에 제2 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500)를 제2 상태로 구동시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 구간에서 상기 광학계(1500)에 제1 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500)는 제1 상태로 구동시킬 수 있다.The first voltage set and the second voltage set may be stored in the form of a lookup table. The first control unit 1400 may operate the optical system 1500 in the first state or the second state by applying the first voltage set or the second voltage set stored in the look-up table form to the optical system 1500 . . That is, the first control unit 1400 may apply a second voltage set to the optical system 1500 in the first section to drive the optical system 1500 to a second state. The first controller 1400 may apply a first voltage set to the optical system 1500 in the second section to drive the optical system 1500 in a first state.

상기 광학계(1500)가 제1 상태에 있는 경우 상기 색상정보와 상기 미리보기 정보는 서로 분리되어 측정되는 것이 아니라, 상기 디텍터(1300)에 인가된 광을 변경하면, 색상정보와 미리보기 정보를 함께 획득할 수 있다.When the optical system 1500 is in the first state, the color information and the preview information are not measured separately, but when the light applied to the detector 1300 is changed, the color information and the preview information are displayed together. can be obtained

상기 스캐너(1000)를 시분할 방식으로 구현함으로써 짧은 시간에 표면정보와 색상정보를 얻을 수 있어 이를 조합하여 색상을 가지는 오브젝트에 대한 입체영상을 획득할 수 있다.By implementing the scanner 1000 in a time division manner, surface information and color information can be obtained in a short time, and a three-dimensional image of an object having a color can be obtained by combining them.

2) 다른 구동방법2) Other driving methods

도 16은 제1 실시 예에 따른 스캐너의 다른 구동방법을 나타내는 도면이다.16 is a diagram illustrating another driving method of the scanner according to the first embodiment.

도 16은 도 15에 비해 제3 구간이 추가된 것 이외에는 동일하다. 따라서, 도 16을 설명함에 있어, 도 15와 공통되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.FIG. 16 is the same as that of FIG. 15 except that a third section is added. Accordingly, in describing FIG. 16 , a detailed description of the configuration common to FIG. 15 will be omitted.

도 16을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 시분할 방식으로 구동될 수 있다.Referring to FIG. 16 , the scanner 1000 according to the first embodiment may be driven in a time division manner.

상기 스캐너(1000)는 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간이 반복되어 구동될 수 있다.The scanner 1000 may be driven by repeating the first section, the second section, and the third section.

상기 제3 구간은 상기 제1 구간 및 제2 구간에 비해 상대적으로 짧은 구간일 수 있다. 상기 제3 구간은 제1 구간 및 제2 구간에 비해 연산량이 작아 상대적으로 짧은 구간을 가지더라도 처리가 가능하다.The third section may be a relatively shorter section than the first section and the second section. The third section can be processed even though it has a relatively short section because the amount of computation is smaller than that of the first section and the second section.

상기 스캐너(1000)는 상기 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간 순서대로 순차적으로 구동될 수 있다.The scanner 1000 may be sequentially driven in the order of the first section, the second section, and the third section.

상기 제3 구간에서 상기 스캐너(1000)는 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 제3 구간에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제3 상태로 동작시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제3 구간에서 상기 광학계(1500)를 제3 상태로 동작시켜, 상기 디텍터(1300)에 인가되는 광을 통해 상기 오브젝트에 대한 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다.In the third section, the scanner 1000 may acquire wide-angle preview information. In the third section, the first controller 1400 may operate the optical system 1500 in a third state. The first control unit 1400 may operate the optical system 1500 in the third state in the third section to obtain wide-angle preview information on the object through the light applied to the detector 1300 . .

상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제1 상태, 제2 상태 또는 제3 상태로 구동시킬 수 있다.The first controller 1400 may drive the optical system 1500 to a first state, a second state, or a third state.

상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하기 위해서는 상기 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되는 전압 세트가 존재한다. 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하기 위해 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되어야 하는 전압 세트를 제3 전압세트로 정의할 수 있다.In order for the optical system 1500 to operate in the third state, a set of voltages applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 exist. A voltage set to be applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 in order for the optical system 1500 to operate in the third state may be defined as a third voltage set.

상기 제3 전압세트는 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 룩업 테이블 형태로 저장된 제1 전압세트, 제2 전압세트 또는 제3 전압세트를 상기 광학계(1500)로 인가하여 상기 광학계(1500)를 제1 상태, 제2 상태 또는 제3 상태로 동작시킬 수 있다.The third voltage set may be stored in the form of a lookup table. The first control unit 1400 applies the first voltage set, the second voltage set, or the third voltage set stored in the look-up table form to the optical system 1500 to set the optical system 1500 to the first state and the second state. Alternatively, it may be operated in the third state.

즉, 상기 제1 제어부(1400)는 제1 구간에서 상기 광학계(1500)에 제2 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500)를 제2 상태로 구동시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 구간에서 상기 광학계(1500)에 제1 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 구동시킬 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제3 구간에서 상기 광학계(1500)에 제3 전압세트를 인가하여 상기 광학계(1500를 제3 상태로 구동시킬 수 있다.That is, the first control unit 1400 may apply a second voltage set to the optical system 1500 in the first section to drive the optical system 1500 to a second state. The first control unit 1400 may apply a first voltage set to the optical system 1500 in the second section to drive the optical system 1500 in a first state. The first controller 1400 may apply a third voltage set to the optical system 1500 in the third section to drive the optical system 1500 to a third state.

상기 스캐너(1000)를 시분할 방식으로 구현하여 표면정보, 색상정보 및 광각 미리보기 정보를 짧은 시간에 획득할 수 있는 효과가 있다.By implementing the scanner 1000 in a time division manner, it is possible to obtain surface information, color information, and wide-angle preview information in a short time.

3. 제2 실시 예-3. Second embodiment- 오토auto 포커스focus

도 17은 제2 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.17 is a diagram illustrating a scanner according to a second embodiment.

제2 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예와 비교하여 제2 상태에서 광학계의 특성이 변경되는 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제2 실시 예에 따른 스캐너를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the characteristics of the optical system are changed in the second state. Accordingly, in describing the scanner according to the second embodiment, the same reference numerals are given to the components common to the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.

도 17을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , the scanner 1000 according to the second embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , and a detector 1300 .

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 가로축(x)을 따라 빔스플리터(1600)로 전달된다.Light having a plurality of wavelengths mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light output from the light source 1200 is transmitted to the beam splitter 1600 along the horizontal axis (x).

상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작한다. 상기 광학계(1500)는 초점이 변경되는 볼록렌즈 역할을 할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다.The optical system 1500 operates in the second state. The optical system 1500 may serve as a convex lens whose focus is changed. The light output from the optical system 1500 may be output to have a different focus for each wavelength.

상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광들의 초점은 변경될 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광들의 초점이 변경되도록 제어할 수 있다.The focus of the plurality of lights output from the optical system 1500 may be changed. The first controller 1400 may control the focus of the plurality of lights output from the optical system 1500 to be changed.

즉, 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 변경될 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500)로부터 인접한 방향으로 이동할 수도 있고, 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500)로부터 이격된 방향으로 이동할 수도 있다.That is, the focus of the second light l2 and the third light l3 may be changed. The focus of the second light l2 and the third light l3 may move in a direction adjacent to the optical system 1500, and the focus of the second light l2 and the third light l3 is the focus of the optical system ( 1500) may be moved in a direction spaced apart from each other.

상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 액정층(1530)에 형성되는 전계의 세기에 의해 변경될 수 있다. 상기 액정층(1530)의 중앙영역의 전계와 외곽영역의 전계의 편차가 클수록 제1 실시 예의 제2 상태의 볼록렌즈에 비해 굴절율이 커질 수 있다. 상기 액정층(1530)의 중앙영역의 전계와 외곽영역의 전계의 편차가 클수록 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500) 방향으로 이동한다.The focus of the second light l2 and the third light l3 may be changed according to the strength of an electric field formed in the liquid crystal layer 1530 . As the difference between the electric field in the central region and the electric field in the outer region of the liquid crystal layer 1530 increases, the refractive index may increase as compared to the convex lens in the second state of the first embodiment. As the deviation between the electric field in the central region and the electric field in the outer region of the liquid crystal layer 1530 increases, the focus of the second light l2 and the third light l3 moves toward the optical system 1500 .

또한, 상기 액정층(1530)의 중앙영역의 전계와 외곽영역의 전계의 편차가 작을 수록 제1 실시 예의 제2 상태의 볼록렌즈에 비해 굴절율이 작아질 수 있다. 상기 액정층(1530)의 중앙영역의 전계와 외곽영역의 전계의 편차가 작을수록 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 광학계(1500)로부터 이격되는 방향으로 이동한다.In addition, as the deviation between the electric field in the central region and the electric field in the outer region of the liquid crystal layer 1530 is smaller, the refractive index may be lower than that of the convex lens in the second state of the first embodiment. As the deviation between the electric field in the central region and the electric field in the outer region of the liquid crystal layer 1530 is smaller, the focus of the second light l2 and the third light l3 moves in a direction away from the optical system 1500 . .

상기 광학계(1500)의 다수의 상부전극(1510) 및 다수의 하부전극(1520)에 인가되는 전압이 변경됨으로써 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 다수의 광들의 초점이 변경될 수 있다. 상기 광학계(1500)의 중앙영역의 상부전극과 하부전극의 전압차이와 상기 광학계(1500)의 외곽영역의 상부전극과 하부전극의 전압차이의 편차가 클수록 출력되는 다수의 광의 초점은 상기 광학계(1500) 방향으로 이동할 수 있다. 상기 광학계(1500)의 중앙영역의 상부전극과 하부전극의 전압차이와 상기 광학계(1500)의 외곽영역의 상부전극과 하부전극의 전압차이의 편차가 작을수록 출력되는 다수의 광의 초점은 상기 광학계(1500)로부터 이격되는 방향으로 이동할 수 있다.As the voltage applied to the plurality of upper electrodes 1510 and the plurality of lower electrodes 1520 of the optical system 1500 is changed, the focus of the plurality of lights output from the optical system 1500 may be changed. The greater the difference between the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the central region of the optical system 1500 and the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the outer region of the optical system 1500 is, the greater the focus of the plurality of lights output is the optical system 1500 . ) can be moved in the The smaller the difference between the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the central region of the optical system 1500 and the voltage difference between the upper electrode and the lower electrode in the outer region of the optical system 1500 is, the smaller the focus of the plurality of lights output is the optical system ( 1500) and can move in a direction away from it.

상기 광학계(1500)로부터 출력된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다. 상기 미러(1700)에 도달한 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 상기 오브젝트로 전달된다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에 위치할 수 있다.The second light l2 and the third light l3 output from the optical system 1500 travel in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x. The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 . The second light l2 and the third light l3 reaching the mirror 1700 are reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2. The second light l2 and the third light l3 may have a focus on the second vertical axis y2 .

상기 제1 제어부(1400)가 제2 광(l2)의 초점과 제3 광(l3)의 초점을 변경시키므로, 상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점은 상기 제2 세로축(y2) 상에서 이동될 수 있다. 즉, 상기 제2 광(l2)이 제1 초점 깊이를 가지고, 제3 광(l3)이 제2 초점 깊이를 가지는 상태에서 상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)를 제어하여 상기 제2 광(l2)의 초점 깊이를 제3 초점 깊이로 이동시킬 수 있고, 상기 제3 광(l3)의 초점 깊이를 제4 초점 깊이로 이동시킬 수 있다.Since the first control unit 1400 changes the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3, the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3 are It may move on the second vertical axis y2. That is, in a state in which the second light l2 has a first focal depth and the third light l3 has a second focal depth, the first controller 1400 controls the optical system 1500 to The focal depth of the second light l2 may be moved to the third focal depth, and the focal depth of the third light l3 may be moved to the fourth focal depth.

상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점은 상기 오브젝트 방향으로 이동될 수도 있고, 상기 미러(1700) 방향으로 이동될 수도 있다.The focus of the second light l2 and the focus of the third light l3 may be moved in the direction of the object or may be moved in the direction of the mirror 1700 .

상기 제1 제어부(1400)는 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 변경함으로써 상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점이 이동되도록 제어할 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점과 상기 제3 광(l3)의 초점이 이동됨으로써 오토포커스가 구현될 수 있다.The first controller 1400 may control the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3 to be moved by changing the voltage applied to the optical system 1500 . Autofocus may be implemented by moving the focus of the second light l2 and the focus of the third light l3 .

상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사되어 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사된다. 상기 미러(1700)에 의해 반사된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다.Among the second light l2 and the third light l3, the light having a focus on the surface of the object is reflected, and the detector 1300 passes through the mirror 1700, the optical system 1500, and the beam splitter 1600. ) is entered. The light reflected by the mirror 1700 may be transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광이 존재하지 않는 경우 상기 제1 제어부(1400)는 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3) 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광이 존재하도록 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 변경하여 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 초점을 이동시킬 수 있다.When there is no light having a focus on the surface of the object among the second light l2 and the third light l3, the first controller 1400 controls the second light l2 and the third light l3 ( Among l3), the focus of the second light l2 and the third light l3 may be moved by changing the voltage applied to the optical system 1500 so that light having a focus on the surface of the object exists.

즉, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광에 의해 상기 오브젝트의 표면이 검출되지 않는 경우 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 초점을 이동시켜 상기 오브젝트의 표면을 검출할 수 있다.That is, when the surface of the object is not detected by the light output from the optical system 1500 , the surface of the object may be detected by moving the focus of the light output from the optical system 1500 .

상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 의해 생성되는 신호가 일정크기 미만인 경우 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 변경하여 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 초점을 이동시켜가며 상기 디텍터(1300)에 의해 생성되는 신호를 측정하고, 상기 신호가 일정크기 이상인 경우 상기 광학계(1500)에 인가되는 전압을 그 상태로 고정한다.When the signal generated by the detector 1300 is less than a certain level, the first control unit 1400 changes the voltage applied to the optical system 1500 to move the focus of the light output from the optical system 1500 . A signal generated by the detector 1300 is measured, and when the signal is greater than or equal to a certain level, the voltage applied to the optical system 1500 is fixed in that state.

상기 스캐너(1000)가 오토 포커스로 구현됨으로써 상기 스캐너(1000)는 보다 정확한 표면정보를 획득할 수 있다.Since the scanner 1000 is implemented as autofocus, the scanner 1000 may acquire more accurate surface information.

또한, 상기 스캐너(1000)가 구강 스캐너인 경우 종래에는 치아에 구강 스캐너를 밀착시킨 상태로 이동시켜 표면정보를 획득하였는데, 상기 스캐너(1000)가 오토 포커스로 구현됨으로써 사용자의 자유도가 보장될 수 있다. 즉, 상기 스캐너(1000)가 상기 치아로부터 일정거리가 유지된 상태로 이동시키지 않더라도 치아의 표면정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.In addition, when the scanner 1000 is an oral scanner, the surface information was obtained by moving the oral scanner in close contact with the teeth in the prior art. By implementing the scanner 1000 as an autofocus, the user's degree of freedom can be guaranteed. . That is, even if the scanner 1000 does not move while maintaining a predetermined distance from the teeth, there is an advantage in that surface information of teeth can be acquired.

또한, 상기 광원(1200)의 파장을 선택적으로 사용하여도 상기 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다. 상기 광원(1200)의 파장에 의해 상기 광학계(1500)에 의해 출력되는 광의 파장 및 초점거리가 결정될 수 있는데, 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 최대 초점거리와 최소 초점거리의 거리편차가 작더라도 표면정보를 획득할 수 있다. 즉, 오브젝트가 광의 최대 초점거리와 최소 초점거리 사이에 모두 위치하지 않는다고 하더라도 상기 광학계(1500)가 오토 포커스 기능을 가짐으로써 초점거리를 이동시켜가며 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다. 이는 백색광원 중 측정이 상대적으로 쉬운 특정 파장영역대의 광만 사용하더라도 상기 스캐너(1000)가 오브젝트의 표면정보를 정확히 획득할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, there is an effect that the surface information can be obtained even by selectively using the wavelength of the light source 1200 . The wavelength and focal length of the light output by the optical system 1500 may be determined by the wavelength of the light source 1200. Even if the distance deviation between the maximum focal length and the minimum focal length of the light output from the optical system 1500 is small Surface information can be obtained. That is, even if the object is not located between the maximum focal length and the minimum focal length of light, since the optical system 1500 has an autofocus function, it is possible to obtain surface information of the object while moving the focal length. This means that the scanner 1000 can accurately acquire surface information of an object even when only light in a specific wavelength range, which is relatively easy to measure, is used among white light sources.

또한, 오브젝트의 크기가 큰 경우에도 상기 광학계(1500)의 오토 포커스 기능을 이용하여 초점거리를 이동시켜가며 상기 스캐너(1000)는 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, even when the size of the object is large, the scanner 1000 can acquire surface information of the object while moving the focal length using the autofocus function of the optical system 1500 .

4. 제3 실시 예-색수차 발생 물리렌즈4. Third embodiment - Physical lens for generating chromatic aberration

(1) 스캐너 구조(1) Scanner structure

도 18은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.18 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a third embodiment.

제3 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예의 스캐너와 비교하여 렌즈를 더 포함하고, 광학계(1500)의 역할이 상이한 것 이외에는 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.The scanner according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment, except that it further includes a lens and the role of the optical system 1500 is different from that of the scanner of the first embodiment. Accordingly, the same reference numerals are assigned to the components common to the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.

도 18을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 제1 광경로 변환부(1201) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18 , the scanner 1000 according to the third embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , a first optical path converter 1201 , and a detector 1300 .

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 제2 광경로 변환부(1501), 빔스플리터(1600), 미러(1700) 및 렌즈(1800)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a second optical path converter 1501 , a beam splitter 1600 , a mirror 1700 , and a lens 1800 .

상기 광원(1200), 빔스플리터(1600), 렌즈(1800), 광학계(1500) 및 미러(1700)는 가로축(x) 상에 순차적으로 정렬될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 제1 세로축(y1)에 정렬될 수 있고, 상기 오브젝트(y2)는 상기 제2 세로축(y2)에 정렬될 수 있다.The light source 1200 , the beam splitter 1600 , the lens 1800 , the optical system 1500 , and the mirror 1700 may be sequentially aligned on the horizontal axis x. The detector 1300 may be aligned with the first vertical axis y1 , and the object y2 may be aligned with the second vertical axis y2 .

상기 렌즈(1800)는 물리렌즈일 수 있다. 상기 렌즈(1800)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 렌즈(1800)는 프레넬 렌즈일 수 있다. 상기 렌즈(1800)를 투과한 광은 상기 가로축(x) 상에 모일 수 있다. 상기 렌즈(1800)의 투과한 광의 초점은 상기 가로축(x) 상에 위치할 수 있다. The lens 1800 may be a physical lens. The lens 1800 may be a convex lens. The lens 1800 may be a Fresnel lens. The light passing through the lens 1800 may be collected on the horizontal axis (x). The focus of the light transmitted through the lens 1800 may be located on the horizontal axis (x).

상기 렌즈(1800)는 액정렌즈일 수 있다. 상기 렌즈(1800)가 액정렌즈인 경우 상기 렌즈(1800)는 상기 광학계(1500)의 제2 상태가 유지된 상태의 액정렌즈일 수 있다.The lens 1800 may be a liquid crystal lens. When the lens 1800 is a liquid crystal lens, the lens 1800 may be a liquid crystal lens in which the second state of the optical system 1500 is maintained.

상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터의 광을 변환하여 상기 미러(1700)로 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터의 광의 초점거리를 조절할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터의 광의 색수차를 조절할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터의 광의 경로를 조절할 수 있다.The optical system 1500 may convert the light from the lens 1800 and output it to the mirror 1700 . The optical system 1500 may adjust the focal length of the light from the lens 1800 . The optical system 1500 may adjust chromatic aberration of light from the lens 1800 . The optical system 1500 may control a path of light from the lens 1800 .

상기 광학계(1500)는 제1 상태와 제1 상태와 다른 상태로 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 제1 상태와 제3 상태로 동작할 수 있다.The optical system 1500 may operate in a first state and in a state different from the first state. The optical system 1500 may operate in a first state and a third state.

상기 광학계(1500)및 렌즈(1800)에 대한 설명은 이후에 상세하게 설명하기로 한다.The optical system 1500 and the lens 1800 will be described in detail later.

(2) 스캐너의 표면정보 획득(2) Acquisition of surface information of scanner

도 19는 제3 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.19 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a third embodiment.

도 19를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19 , the scanner 1000 according to the third embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , and a detector 1300 .

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 빔스플리터(1600), 미러(1700) 및 렌즈(1800)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a beam splitter 1600 , a mirror 1700 , and a lens 1800 .

도 19에서는 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작한다.In FIG. 19 , the optical system 1500 operates in a first state.

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터의 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 렌즈(1800)에 입사된다.Light having a plurality of wavelengths mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light from the light source 1200 passes through the beam splitter 1600 and is incident on the lens 1800 .

상기 렌즈(1800)는 볼록렌즈 또는 볼록렌즈에 대응되는 광학적 특성을 가지는 프레넬 렌즈이므로, 상기 렌즈(1800)로부터 출력되는 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지는 광으로 출력될 수 있다.Since the lens 1800 is a convex lens or a Fresnel lens having optical characteristics corresponding to the convex lens, the light output from the lens 1800 may be output as light having a different focus for each wavelength.

예를 들어, 상기 렌즈(1800)에 제1 광(l1)이 입사되면, 상기 렌즈(1800)는 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)을 출력할 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 서로 초점거리가 다른 광일 수 있다. 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)은 상기 제3 광(l3)보다 짧은 초점거리를 가질 수 있다. 상기 제2 광(l2)의 초점은 상기 제3 광(l3)의 초점보다 상기 렌즈(1800)에 인접할 수 있다.For example, when the first light l1 is incident on the lens 1800 , the lens 1800 may output the second light l2 and the third light l3 . The second light l2 and the third light l3 may be lights having different focal lengths. The second light l2 and the third light l3 may have different wavelengths. The second light l2 may have a shorter focal length than the third light l3 . The focus of the second light l2 may be closer to the lens 1800 than the focus of the third light l3 .

상기 렌즈(1800)로부터 출력된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500) 방향으로 진행한다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 입사되는 광을 변경하지 않고 전달하므로, 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 광학계(1500)를 투과하여 상기 미러(1700)로 진행한다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다.The second light l2 and the third light l3 output from the lens 1800 travel in the optical system 1500 direction along the horizontal axis x. When the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 transmits the incident light without changing, so that the second light l2 and the third light l3 pass through the optical system 1500 . It passes through and proceeds to the mirror 1700 . The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 미러(1700)에 의해 반사된 제2 광(l2) 및 제3광(l3)은 상기 오브젝트로 전달된다.The second light l2 and the third light l3 reflected by the mirror 1700 are transmitted to the object.

상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사되어 다시 미러(1700), 광학계(1500), 렌즈(1800) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사되고, 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.Among the light incident on the object, the light having a focus on the surface of the object is reflected and is again incident on the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , the lens 1800 , and the beam splitter 1600 . and the detector 1300 may acquire surface information of the object using the incident light.

(3) (3) 오브젝트의of the object 색상정보 획득 Acquire color information

도 20은 제3 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.20 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to a third embodiment.

도 20을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200) 및 디텍터(1300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 20 , in the scanner 1000 according to the third embodiment, the scanner 1000 may include an optical system 1100 , a light source 1200 , and a detector 1300 .

도 20에서는 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작한다.In FIG. 20 , the optical system 1500 operates in a third state.

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터의 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 렌즈(1800)에 입사된다.Light having a plurality of wavelengths mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light output from the light source 1200 may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first optical path converting unit 1201 . The light from the light source 1200 passes through the beam splitter 1600 and is incident on the lens 1800 .

상기 렌즈(1800)로부터 출력된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500) 방향으로 진행한다. The second light l2 and the third light l3 output from the lens 1800 travel in the optical system 1500 direction along the horizontal axis x.

상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 오목렌즈로 동작한다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(188)로부터 입사되는 광의 초점을 제거할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(188)로부터 입사되는 광을 평행광으로 변경할 수 있다. When the optical system 1500 operates in the third state, the optical system 1500 operates as a concave lens. The optical system 1500 may change the path of the light incident from the lens 1800 . The optical system 1500 may remove the focus of the light incident from the lens 188 . That is, the optical system 1500 may change the light incident from the lens 188 into parallel light.

상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 색수차를 변경할 수 있다. 상기 광학계(1500) 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 색수차를 제거할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 입사되는 광의 색수차를 보상할 수 있다.The optical system 1500 may change the chromatic aberration of the light incident from the lens 1800 . The optical system 1500 may remove chromatic aberration of light incident from the lens 1800 . The optical system 1500 may compensate for chromatic aberration of light incident from the lens 1800 .

상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 색수차를 보상하여 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 색수차를 보상한 제2-1광 및 제3-1광을 출력할 수 있다. 즉, 상기 제2 광(l2)은 상기 광학계(1500)를 통해 상기 제2-1광으로 변환되고, 상기 제3광(l3)은 상기 광학계(1500)를 통해 제3-1광으로 변환되어 출력될 수 있다. 상기 제2-1광과 제3-1광의 초점깊이의 차이는 상기 제2 광(l2)과 상기 제3 광(l3)의 초점깊이의 차이보다 작을 수 있다. 상기 제2-1광과 제3-1광의 초점깊이는 동일할 수 있다.The optical system 1500 may compensate for the chromatic aberration of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800 to output them. The optical system 1500 may output the 2-1 th light and the 3-1 th light from which the chromatic aberration of the second light l2 and the third light l3 is compensated. That is, the second light l2 is converted to the 2-1 light through the optical system 1500 , and the third light l3 is converted to the 3-1 light through the optical system 1500 , can be output. The difference between the focal depths of the 2-1 light and the 3-1 light may be smaller than the difference between the focal depths of the second light l2 and the third light l3. The depth of focus of the 2-1 light and the 3-1 light may be the same.

상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 상기 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 색수차를 보상하여 제4 광(l4)을 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)의 경로를 변경하여 상기 제4 광(l4)을 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)는 상기 렌즈(1800)로부터 전달된 초점을 가지는 제2 광(l2) 및 제3 광(l3)을 변환하여 평행광인 제4 광(l4)으로 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다.The optical system 1500 may output a fourth light l4 by compensating for chromatic aberration of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800 . The optical system 1500 may output the fourth light l4 by changing the paths of the second light l2 and the third light l3 transmitted from the lens 1800 . The optical system 1500 may convert the second light l2 and the third light l3 having a focus transmitted from the lens 1800 to output the fourth light l4 as parallel light. The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 제4 광(l4)은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700)로 입사되고, 상기 미러(1700)는 상기 제4 광(l4)을 반사시켜 상기 오브젝트로 전달할 수 있다. 상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 다시 미러(1700), 광학계(1500), 렌즈(1800), 빔스플리터(1600)를 거쳐 상기 디텍터(1300)로 전달된다. 상기 오브젝트에 의해 반사된 광이 디텍터(1300)에 전달되는 과정에서 상기 미러(1700)로부터 상기 광학계(1500) 방향으로 광이 입사되어 다시 색수차가 발생하더라도, 상기 렌즈(1800)를 지나며 색수차가 다시 보상되므로, 상기 디텍터(1300)에는 색수차가 없는 광이 입사될 수 있다. The fourth light 14 is incident on the mirror 1700 along the horizontal axis x, and the mirror 1700 may reflect the fourth light 14 and transmit it to the object. The light reflected by the object is again transmitted to the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , the lens 1800 , and the beam splitter 1600 . In the process in which the light reflected by the object is transmitted to the detector 1300, even if the light is incident from the mirror 1700 to the optical system 1500 and chromatic aberration occurs again, it passes through the lens 1800 and the chromatic aberration is again Since this is compensated, light having no chromatic aberration may be incident on the detector 1300 .

상기 오브젝트에 의해 출력된 광은 백색광이고, 상기 오브젝트에 의해 반사된 광을 상기 디텍터에서 검출함으로써 상기 스캐너(1000)는 상기 오브젝트의 색상정보를 얻을 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 표면 색상을 취득할 수 있다.The light output by the object is white light, and by detecting the light reflected by the object by the detector, the scanner 1000 may obtain color information of the object. The first controller 1400 may acquire the surface color of the object through the light incident on the detector 1300 .

또는 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 오브젝트의 상부에서 바라본 영상을 획득하여 출력함으로써 사용자에게 미리보기 영상을 제공할 수 있다.Alternatively, the first controller 1400 may acquire a preview image of the object through the light incident on the detector 1300 . Since the detector 1300 detects light that is irradiated and reflected from the top of the object, it is possible to obtain an image looking at the object from the top of the object. The first control unit 1400 may provide a preview image to the user by obtaining and outputting an image viewed from the top of the object.

제3 실시 예에 따른 스캐너는 상기 도 19와 같이 표면정보를 획득하고, 도 20과 같이 색상정보를 획득할 수 있다. 상기 제3 실시 예에 따른 스캐너는 광학계(1500)에 인가되는 전압을 제어함으로써 하나의 스캐너로 표면정보와 색상정보를 획득할 수 있다.The scanner according to the third embodiment may acquire surface information as shown in FIG. 19 and acquire color information as shown in FIG. 20 . The scanner according to the third embodiment may acquire surface information and color information with one scanner by controlling the voltage applied to the optical system 1500 .

또한, 종래의 색수차를 유발하는 물리렌즈와 초점을 변경시키는 물리렌즈를 포함하는 스캐너에서 색수차를 유발하는 물리렌즈를 유지한 채로 초점을 변경시키는 물리렌즈를 광학계로 대체하여 최소한의 설계변경으로 표면정보와 색상정보를 획득하는 스캐너를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, in a scanner including a physical lens that causes chromatic aberration and a physical lens that changes focus, the physical lens that causes chromatic aberration is maintained and the physical lens that changes focus is replaced with an optical system, and surface information with minimal design change It has the effect of realizing a scanner that acquires and color information.

5. 제4 실시 예- 5. Fourth embodiment- 핀홀pinhole 어레이 추가 add array

(1) 스캐너 구조(1) Scanner structure

도 21은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 구조를 나타내는 도면이다.21 is a diagram illustrating a structure of a scanner according to a fourth embodiment.

제4 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예의 스캐너와 비교하여 광경로제어부를 더 포함하는 것 이외에는 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제4 실시 예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.Compared with the scanner of the first embodiment, the scanner according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment except that it further includes an optical path control unit. Accordingly, in describing the fourth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components common to the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.

도 21을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 제1 광경로 변환부(1201), 디텍터(1300) 및 광경로제어부(1900)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 21 , the scanner 1000 according to the fourth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a first light path converting unit 1201 , a detector 1300 , and a light path control unit 1900 . may include

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 제2 광경로 변환부(1501), 빔스플리터(1600), 미러(1700)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a second optical path changing unit 1501 , a beam splitter 1600 , and a mirror 1700 .

상기 광원(1200), 광경로제어부(1900), 빔스플리터(1600), 광학계(1500) 및 미러(1700)는 가로축(x) 상에 순차적으로 정렬될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 제1 세로축(y1)에 정렬될 수 있고, 상기 오브젝트(y2)는 상기 제2 세로축(y2)에 정렬될 수 있다.The light source 1200 , the optical path controller 1900 , the beam splitter 1600 , the optical system 1500 , and the mirror 1700 may be sequentially aligned on the horizontal axis x. The detector 1300 may be aligned with the first vertical axis y1 , and the object y2 may be aligned with the second vertical axis y2 .

상기 광경로제어부(1900)는 상기 빔스플리터(1600) 방향으로 출력되는 광의 특성을 변경할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 상기 광학계(1500)로 입사되는 광의 특성을 변경하여 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 상기 광원(1200)으로부터 입사되는 광의 특성을 변경시켜 출력할 수 있다.The light path control unit 1900 may change the characteristics of the light output in the direction of the beam splitter 1600 . The light path control unit 1900 may change the characteristics of the light incident to the optical system 1500 and output it. The light path control unit 1900 may output by changing characteristics of the light incident from the light source 1200 .

상기 광경로제어부(1900)는 면광 또는 점광형태의 광을 선택적으로 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)은 다수의 점광을 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 매트릭스 형태로 다수의 점광을 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 NxM개의 점광을 출력할 수 있다.The light path control unit 1900 may selectively output light in the form of surface light or point light. The light path control unit 1900 may output a plurality of point lights. The light path control unit 1900 may output a plurality of point lights in a matrix form. The light path control unit 1900 may output NxM point lights.

상기 광경로제어부(1900)는 평행렌즈(1910), 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)를 포함할 수 있다.The optical path controller 1900 may include a parallel lens 1910 , a lens array 1920 , and a pinhole array 1930 .

상기 평행렌즈(1910)는 상기 광원(1200)에 인접한 영역에 위치하고, 상기 핀홀 어레이(1930)는 상기 빔스플리터(1600)와 인접한 영역에 위치하고, 상기 렌즈 어레이(1920)는 상기 평행렌즈(1910)과 상기 핀홀 어레이(1930) 사이에 위치할 수 있다.The parallel lens 1910 is located in an area adjacent to the light source 1200, the pinhole array 1930 is located in an area adjacent to the beam splitter 1600, and the lens array 1920 is the parallel lens 1910. and the pinhole array 1930 .

상기 평행렌즈(1910), 상기 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)는 상기 가로축(x) 상에 순차적으로 정렬될 수 있다.The parallel lens 1910 , the lens array 1920 , and the pinhole array 1930 may be sequentially aligned on the horizontal axis x.

상기 평행렌즈(1910)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 평행렌즈(1910)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광을 면광으로 변경하여 상기 렌즈 어레이(1920)로 전달할 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)는 상기 평행렌즈(1910)로부터 전달받은 광을 다수의 초점을 가지도록 집광하여 상기 핀홀 어레이(1930)로 전달할 수 있다.The parallel lens 1910 may be a convex lens. The parallel lens 1910 may convert the light output from the light source 1200 into surface light and transmit it to the lens array 1920 . The lens array 1920 may condense the light transmitted from the parallel lens 1910 to have a plurality of focal points and transmit it to the pinhole array 1930 .

상기 렌즈 어레이(1920)는 필수적인 구성이 아닐 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 상기 렌즈 어레이(1920) 없이 상기 평행렌즈(1910) 및 핀홀 어레이로 구성될 수 있다.The lens array 1920 may not be an essential configuration. The optical path controller 1900 may include the parallel lens 1910 and the pinhole array without the lens array 1920 .

상기 핀홀 어레이(1930)는 상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달받은 광의 특성을 제어하여 출력할 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달받은 광을 면광 또는 점광 중 어느 하나로 선택적으로 출력할 수 있다.The pinhole array 1930 may control and output characteristics of the light received from the lens array 1920 . The pinhole array 1930 may selectively output the light received from the lens array 1920 as either a surface light or a point light.

상기 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)의 세부적 특징에 대해서는 후술한다.Detailed features of the lens array 1920 and the pinhole array 1930 will be described later.

(2) 렌즈 어레이 및 (2) a lens array and 핀홀pinhole 어레이 array

도 22는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이를 나타내는 사시도이고, 도 23은 제4 실시 예에 따른 핀홀 어레이를 나타내는 사시도이고, 도 24는 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이와 핀홀 어레이에서의 광의 경로를 나타내는 도면이다.22 is a perspective view showing a lens array according to a fourth embodiment, FIG. 23 is a perspective view showing a pinhole array according to a fourth embodiment, and FIG. 24 is a path of light in the lens array and the pinhole array according to the fourth embodiment It is a drawing showing

도 22를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 렌즈 어레이(1920)는 렌즈 기판(1921) 및 다수의 렌즈(1923)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 22 , the lens array 1920 according to the fourth embodiment may include a lens substrate 1921 and a plurality of lenses 1923 .

상기 다수의 렌즈(1923)는 상기 렌즈 기판(1921) 상에 형성될 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 상기 렌즈 기판(1921) 상에 일정한 위치에 배치될 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 상기 렌즈 기판(1921) 상에 서로 일정한 간격을 가지도록 배치될 수 있다.The plurality of lenses 1923 may be formed on the lens substrate 1921 . The plurality of lenses 1923 may be convex lenses. The plurality of lenses 1923 may be disposed at predetermined positions on the lens substrate 1921 . The plurality of lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 to have a predetermined distance from each other.

상기 렌즈 기판(1921) 상에 상기 다수의 렌즈(1923)는 매트릭스 형상으로 배치될 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 NxM으로 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 렌즈 기판(1921) 상에는 9개의 렌즈(1923)가 배치될 수 있다. 상기 다수의 렌즈(1923)는 3X3으로 배치될 수 있다.The plurality of lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 in a matrix shape. The plurality of lenses 1923 may be arranged in NxM. For example, nine lenses 1923 may be disposed on the lens substrate 1921 . The plurality of lenses 1923 may be arranged in a 3×3 configuration.

도 23을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 핀홀 어레이(1930)는 핀홀 기판(1931)을 포함할 수 있다. 상기 핀홀 기판(1931)에는 다수의 핀홀(1933) 및 차단 영역(1935)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 23 , the pinhole array 1930 according to the fourth embodiment may include a pinhole substrate 1931 . The pinhole substrate 1931 may include a plurality of pinholes 1933 and blocking regions 1935 .

상기 핀홀 어레이(1930)는 스위처블 핀홀 어레이일 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 액정패널일 수 있다. 상기 핀홀 기판(1931) 내부에는 액정층이 주입될 수 있다.The pinhole array 1930 may be a switchable pinhole array. The pinhole array 1930 may be a liquid crystal panel. A liquid crystal layer may be injected into the pinhole substrate 1931 .

상기 핀홀 어레이(1930)에 전압이 공급되어 상기 핀홀 어레이(1930)에 차단영역(1935)이 생성될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)에 전압이 공급되어 상기 액정층의 액정이 변위되어 상기 핀홀 어레이(1930)에는 광을 투과하지 않는 차단영역(1935)이 형성될 수 있다.A voltage may be supplied to the pinhole array 1930 to create a blocking region 1935 in the pinhole array 1930 . A voltage may be supplied to the pinhole array 1930 to displace the liquid crystal of the liquid crystal layer, so that a blocking region 1935 that does not transmit light may be formed in the pinhole array 1930 .

상기 핀홀 어레이(1930)의 상기 차단영역(1935)에 의해 상기 다수의 핀홀(1933)이 정의될 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)은 상기 핀홀 기판(1931)에서 상기 차단영역(1935)을 제외한 영역일 수 있다. 즉, 상기 다수의 핀홀(1933)은 광을 차단하지 않는 영역일 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)은 광을 투과하는 영역일 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)을 통해 상기 핀홀 어레이(1930)로 입사되는 광이 다수의 점광으로 출력될 수 있다.The plurality of pinholes 1933 may be defined by the blocking region 1935 of the pinhole array 1930 . The plurality of pinholes 1933 may be regions of the pinhole substrate 1931 excluding the blocking region 1935 . That is, the plurality of pinholes 1933 may be regions that do not block light. The plurality of pinholes 1933 may be regions that transmit light. Light incident to the pinhole array 1930 through the plurality of pinholes 1933 may be output as a plurality of point lights.

상기 핀홀 기판(1931)에서 상기 차단영역(1935)에만 액정층이 주입될 수 있다. 상기 차단영역(1935)에만 액정층이 주입되는 경우에는 상기 차단영역(1935)에 전계를 인가하여 차단영역(1935)을 생성 또는 제거 할 수 있다. 즉, 상기 차단영역(1935)에 전계를 인가하여 차단영역(1935)에 광이 투과되는 것을 차단하거나 광을 투과시킬 수 있다. 이 경우에 상기 다수의 핀홀(1933)에는 액정층이 주입되지않고, 다수의 핀홀(1933)은 광을 투과하는 상태에 있다.A liquid crystal layer may be injected only into the blocking region 1935 of the pinhole substrate 1931 . When the liquid crystal layer is injected only into the blocking region 1935 , an electric field may be applied to the blocking region 1935 to create or remove the blocking region 1935 . That is, by applying an electric field to the blocking region 1935 , it is possible to block or transmit light through the blocking region 1935 . In this case, the liquid crystal layer is not injected into the plurality of pinholes 1933, and the plurality of pinholes 1933 are in a state of transmitting light.

상기 핀홀 기판(1931) 전체 영역에 액정이 주입될 수도 있다. 즉, 상기 핀홀 기판(1931)의 다수의 핀홀(1933)이 형성되는 영역과 차단영역(1935)에 액정이 주입될 수 있다. 상기 액정층에 전계를 인가하여 상기 차단영역(1935)을 생성할 수 있다. 즉, 상기 액정층에 영역별로 다른 전계를 인가함으로써 상기 차단영역(1935)에는 광이 차단되고, 다수의 핀홀(1933)에는 광이 투과되도록 할 수 있다.Liquid crystal may be injected into the entire area of the pinhole substrate 1931 . That is, the liquid crystal may be injected into the region in which the plurality of pinholes 1933 are formed and the blocking region 1935 of the pinhole substrate 1931 . The blocking region 1935 may be generated by applying an electric field to the liquid crystal layer. That is, by applying different electric fields for each region to the liquid crystal layer, light may be blocked in the blocking region 1935 and light may be transmitted through the plurality of pinholes 1933 .

상기 다수의 핀홀(1933)은 매트릭스 형상으로 배치될 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)은 NxM으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 핀홀 어레이(1930) 상에는 9개의 핀홀(1933)이 배치될 수 있다. 상기 다수의 핀홀(1933)은 3X3으로 배치될 수 있다. 각각의 핀홀(1933)은 상기 렌즈 어레이(1920)의 다수의 렌즈(1923)와 대응되는 위치에 위치할 수 있다. 상기 핀홀(1933)은 상기 렌즈(1923)의 초점상에 위치할 수 있다.The plurality of pinholes 1933 may be arranged in a matrix shape. The plurality of pinholes 1933 may be arranged in NxM. For example, nine pinholes 1933 may be disposed on the pinhole array 1930 . The plurality of pinholes 1933 may be arranged in a 3x3 configuration. Each pinhole 1933 may be located at a position corresponding to the plurality of lenses 1923 of the lens array 1920 . The pinhole 1933 may be located on the focal point of the lens 1923 .

상기 핀홀 어레이(1930)는 2가지 상태로 동작될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 제1 상태 또는 제2 상태로 동작될 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)에 차단영역이 생성된 상태는 제1 상태로 정의되고, 상기 핀홀 어레이(1930)에 차단영역이 생성되지 않은 상태는 제2 상태로 정의될 수 있다.The pinhole array 1930 may be operated in two states. The pinhole array 1930 may be operated in a first state or a second state. A state in which a blocking region is generated in the pinhole array 1930 may be defined as a first state, and a state in which a blocking region is not generated in the pinhole array 1930 may be defined as a second state.

상기 제1 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)에 입사된 광은 핀홀(1933)을 통해 출력될 수 있고, 상기 제2 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)에 입사된 광은 상기 핀홀(1933) 뿐만 아니라 상기 차단영역을 통해서도 출력될 수 있다. 즉, 상기 제1 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)는 일반적인 핀홀 어레이 역할을 수행하고, 제2 상태에서 상기 핀홀 어레이(1930)는 유리와 같은 역할을 수행할 수 있다.In the first state, the light incident on the pinhole array 1930 may be output through a pinhole 1933 , and in the second state, the light incident on the pinhole array 1930 may include not only the pinhole 1933 but also the light incident on the pinhole array 1930 in the second state. It can also be output through the blocking area. That is, in the first state, the pinhole array 1930 may function as a general pinhole array, and in the second state, the pinhole array 1930 may perform a role like glass.

도 24a는 제1 상태에서의 광의 경로를 나타내는 도면이고, 도 24b는 제2 상태에서의 광의 경로를 나타내는 도면이다.Fig. 24A is a diagram showing a path of light in a first state, and Fig. 24B is a diagram showing a path of light in a second state.

도 24a를 참조하면, 상기 렌즈 어레이(1920)와 핀홀 어레이(1930)는 대향하여 배치될 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)와 핀홀 어레이(1930)는 이격되어 위치할 수 있다.Referring to FIG. 24A , the lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be disposed to face each other. The lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be spaced apart from each other.

상기 렌즈 어레이(1920)의 렌즈(1923)와 상기 핀홀 어레이(1930)의 핀홀(1933)은 위치가 대응되도록 위치할 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 제1 상태로 동작할 수 있다. 즉, 상기 핀홀 어레이(1930)는 차단영역(1935)이 광을 차단하고, 상기 핀홀(1933)이 다수의 광을 투과할 수 있다.The lens 1923 of the lens array 1920 and the pinhole 1933 of the pinhole array 1930 may be positioned to correspond to each other. The pinhole array 1930 may operate in a first state. That is, in the pinhole array 1930 , the blocking region 1935 may block light, and the pinhole 1933 may transmit a plurality of light.

상기 평행 렌즈(1920)에 의해 출력된 평행광은 상기 렌즈 어레이(1920)에 입사될 수 있다. 각각의 렌즈(1923)는 각각의 렌즈(1923)에 입사되는 광을 굴절시켜 상기 핀홀 어레이(1930)로 전달할 수 있다. 각각의 렌즈(1923)로부터 출력되는 광은 초점을 가질 수 있다. 상기 초점은 상기 핀홀(1933)에 위치하도록 상기 렌즈 어레이(1920)와 핀홀 어레이(1930)가 배치될 수 있다.The parallel light output by the parallel lens 1920 may be incident on the lens array 1920 . Each lens 1923 may refract light incident on each lens 1923 and transmit it to the pinhole array 1930 . Light output from each lens 1923 may have a focus. The lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be disposed so that the focal point is located on the pinhole 1933 .

상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달된 광은 상기 핀홀 어레이(1930)를 투과하여 점광으로 출력될 수 있다. 각각의 핀홀(1933)은 상기 핀홀(1933) 상에 초점이 형성된 광을 투과시켜 점광형태로 출력할 수 있다. 상기 핀홀(1933)이 매트릭스 형상으로 배치되므로, 상기 핀홀 어레이(1930)로부터 출력되는 광도 매트릭스 형상으로 배치된 다수의 점광일 수 있다. 상기 점광의 개수는 상기 핀홀 어레이(1930)의 핀홀(1933)의 개수와 동일할 수 있다.The light transmitted from the lens array 1920 may pass through the pinhole array 1930 and output as point light. Each of the pinholes 1933 may transmit the light focused on the pinhole 1933 and output the light in the form of a point light. Since the pinholes 1933 are arranged in a matrix shape, light output from the pinhole array 1930 may also be a plurality of point lights arranged in a matrix shape. The number of point lights may be the same as the number of pinholes 1933 of the pinhole array 1930 .

도 24b를 참조하면, 상기 렌즈 어레이(1920)와 핀홀 어레이(1930)는 대향하여 배치될 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)와 핀홀 어레이(1930)는 이격되어 위치할 수 있다.Referring to FIG. 24B , the lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be disposed to face each other. The lens array 1920 and the pinhole array 1930 may be spaced apart from each other.

상기 렌즈 어레이(1920)의 렌즈(1923)와 상기 핀홀 어레이(1930)의 핀홀(1933)은 위치가 대응되도록 위치할 수 있다. 상기 핀홀 어레이(1930)는 제2 상태로 동작할 수 있다. 즉, 상기 핀홀 어레이(1930)의 차단영역(1935)이 광을 투과시키고, 결과적으로 상기 핀홀 어레이(1930)에 입사되는 광은 광의 특성의 변경없이 상기 빔 스플리터(1600) 방향으로 출력될 수 있다.The lens 1923 of the lens array 1920 and the pinhole 1933 of the pinhole array 1930 may be positioned to correspond to each other. The pinhole array 1930 may operate in a second state. That is, the blocking region 1935 of the pinhole array 1930 transmits light, and as a result, the light incident on the pinhole array 1930 may be output in the direction of the beam splitter 1600 without changing the characteristics of the light. .

상기 렌즈 어레이(1920)에 의해 굴절된 광은 상기 핀홀 어레이(1930)를 투과하여 상기 빔 스플리터(1600)로 전달된다. 상기 다수의 렌즈 어레이(1920)로부터 출력된 광은 상기 핀홀 어레이(1930)를 투과하고, 상기 빔스플리터(1600)에 도달하는 과정에서 서로 혼합될 수 있다. 상기 광은 서로 혼합되어 면광형태로 출력된다. 즉, 상기 핀홀 어레이(1930)가 제2 상태에 있을 때 상기 광경로제어부(1900)는 면광을 출력할 수 있다.The light refracted by the lens array 1920 passes through the pinhole array 1930 and is transmitted to the beam splitter 1600 . The light output from the plurality of lens arrays 1920 may pass through the pinhole array 1930 and may be mixed with each other while reaching the beam splitter 1600 . The light is mixed with each other and output in the form of surface light. That is, when the pinhole array 1930 is in the second state, the light path control unit 1900 may output surface light.

다시 말해, 제2 상태의 상기 핀홀 어레이(1930)는 제1 상태의 상기 핀홀 어레이(1930)보다 많은 광량을 출력할 수 있다.In other words, the pinhole array 1930 in the second state may output a greater amount of light than the pinhole array 1930 in the first state.

(3) 스캐너의 표면정보 획득(3) Acquisition of surface information of scanner

도 25는 제4 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.25 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a fourth embodiment.

도 25를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 광경로제어부(1900)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 25 , the scanner 1000 according to the fourth embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , and a light path controller 1900 .

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 빔스플리터(1600), 미러(1700)를 포함할 수 있다. 상기 광경로제어 부(1900)는 평행렌즈(1910), 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a beam splitter 1600 , and a mirror 1700 . The optical path control unit 1900 may include a parallel lens 1910 , a lens array 1920 , and a pinhole array 1930 .

상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작하고, 상기 광경로제어부(1900)는 제1 상태로 동작할 수 있다.The optical system 1500 may operate in a second state, and the optical path controller 1900 may operate in a first state.

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 상기 광경로제어부(1900)로 전달된다.Light having a plurality of wavelengths mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light output from the light source 1200 is transmitted to the light path control unit 1900 .

상기 광경로제어부(1900)는 상기 제1 상태에서 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 점광형태로 변환하여 출력할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 매트릭스 형태의 광다발 형태의 다수의 점광을 출력할 수 있다.The light path control unit 1900 may convert the light received from the light source 1200 in the first state into a point light form and output the converted light. The light path control unit 1900 may output a plurality of point lights in the form of a matrix-shaped light bundle.

상기 광경로제어부(1900)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)로부터 출력된 광은 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the light path controller 1900 may pass through the beam splitter 1600 and be transmitted to the optical system 1500 . The light output from the light path control unit 1900 may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first light path conversion unit 1201 .

상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제2 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 볼록렌즈와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.The optical system 1500 may operate in the second state. When the optical system 1500 operates in the second state, the optical system 1500 may have the same optical characteristics as the convex lens.

상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 파장 별로 서로 다른 초점을 가지도록 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 미러(1700)를 통해 반사되어 상기 오브젝트로 전달될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다.The light output from the optical system 1500 may be output to have a different focus for each wavelength. The light output from the optical system 1500 may be reflected through the mirror 1700 and transmitted to the object. The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다. 상기 오브젝트로부터 반사된 광은 상기 디텍터(1300)의 일부영역에만 조사될 수 있다.Among the light incident on the object, light having a focus on the surface of the object may be reflected. The light having a focus on the surface of the object may be incident on the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , and the beam splitter 1600 . The detector 1300 may acquire surface information of the object using incident light. The light reflected from the object may be irradiated only to a partial area of the detector 1300 .

상기 광경로제어부(1900)에서 점광형태의 광이 출력됨으로써 노이즈 없이 보다 선명한 측정이 가능한 효과가 있다. 상기 광경로제어부(1900)에서 점광형태의 광이 출력됨으로써 보다 정확한 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.Since the light in the form of point light is output from the light path control unit 1900, clearer measurement is possible without noise. By outputting the light in the form of a point light from the light path control unit 1900, more accurate surface information can be obtained.

상기 디텍터(1300)와 상기 빔스플리터(1600) 사이에는 추가적으로 광학부재가 위치할 수도 있다. 상기 디텍터(1300)와 상기 빔스플리터(1600) 사이에 광학필터, 핀홀 어레이 등이 위치할 수도 있다. 상기 추가적인 광학부재에 의해 상기 디텍터(1300)로 조사되는 광의 노이즈를 줄일 수 있고, 보다 정확한 표면정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.An optical member may be additionally positioned between the detector 1300 and the beam splitter 1600 . An optical filter, a pinhole array, etc. may be positioned between the detector 1300 and the beam splitter 1600 . Noise of light irradiated to the detector 1300 by the additional optical member can be reduced, and more accurate surface information can be obtained.

도 26은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.26 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to a fourth embodiment.

도 26을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 광경로 제어부(1900)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 26 , the scanner 1000 according to the fourth embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , and a light path controller 1900 .

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 빔스플리터(1600) 및 미러(1700)를 포함할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)는 평행렌즈(1910), 렌즈 어레이(1920) 및 핀홀 어레이(1930)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a beam splitter 1600 , and a mirror 1700 . The optical path controller 1900 may include a parallel lens 1910 , a lens array 1920 , and a pinhole array 1930 .

상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작하고, 상기 광경로제어부(1900)는 제2 상태로 동작할 수 있다.The optical system 1500 may operate in a first state, and the optical path controller 1900 may operate in a second state.

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 상기 광경로제어부(1900)로 전달된다.Light in which a plurality of wavelengths are mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light output from the light source 1200 is transmitted to the light path control unit 1900 .

상기 광경로제어부(1900)는 제2 상태에서 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 면광형태로 출력할 수 있다.The light path control unit 1900 may output the light received from the light source 1200 in the form of a surface light in the second state.

상기 광경로제어부(1900)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여 상기 광학계(1500)로 전달할 수 있다. 상기 광경로제어부(1900)로부터 출력된 광은 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the light path control unit 1900 may pass through the beam splitter 1600 to be transmitted to the optical system 1500 . The light output from the light path control unit 1900 may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first light path conversion unit 1201 .

상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 광의 특성의 변경없이 출력할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제1 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 글래스와 동일한 광학적 특성을 가질 수 있다.The optical system 1500 may operate in a first state. When the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 may output light without changing characteristics of light. When the optical system 1500 operates in the first state, the optical system 1500 may have the same optical properties as glass.

상기 빔스플리터(1600)를 통해 상기 광학계(1500)로 입사된 광은 상태변화 없이 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700)로 진행한다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다.The light incident to the optical system 1500 through the beam splitter 1600 travels to the mirror 1700 along the horizontal axis x without a change in state. The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 .

상기 미러(1700)로 입사된 광은 상기 제2 세로축(y2) 방향으로 반사되어 오브젝트에 입사된다.The light incident on the mirror 1700 is reflected in the direction of the second vertical axis y2 and is incident on the object.

상기 오브젝트에 입사된 광은 상기 오브젝트에 의해 반사되고, 다시 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사된다. 상기 스캐너(1000)가 색상정보를 획득하는 경우에는 상기 디텍터(1300)의 전영역에 광이 입사될 수 있다. 상기 스캐너(1000)가 색상정보를 획득하는 경우는 상기 스캐너(1000)가 표면정보를 획득하는 경우에 비해 상기 디텍터(1300)의 광이 입사되는 영역이 더 클 수 있다. 즉, 상기 스캐너(1000)가 표면정보를 획득하는 경우에는 상기 디텍터(1300)의 일부영역에만 광이 조사되고, 상기 스캐너(1000)가 색상정보를 획득하는 경우에는 상기 디텍터(1300)의 전영역에 광이 조사될 수 있다.The light incident on the object is reflected by the object and is again incident on the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , and the beam splitter 1600 . When the scanner 1000 acquires color information, light may be incident on the entire area of the detector 1300 . When the scanner 1000 acquires color information, the area into which the light of the detector 1300 is incident may be larger than when the scanner 1000 acquires surface information. That is, when the scanner 1000 acquires surface information, light is irradiated to only a partial region of the detector 1300 , and when the scanner 1000 acquires color information, the entire region of the detector 1300 . may be irradiated with light.

또는 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사된 광을 통해 상기 오브젝트의 미리보기 영상을 획득할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 상기 오브젝트의 상부에서 조사되어 반사된 광을 검출하므로, 상기 오브젝트의 상부에서 오브젝트를 바라본 영상을 획득할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 오브젝트의 상부에서 바라본 영상을 획득하여 출력함으로써 사용자에게 미리보기 영상을 제공할 수 있다.Alternatively, the first controller 1400 may acquire a preview image of the object through the light incident on the detector 1300 . Since the detector 1300 detects light that is irradiated and reflected from the top of the object, it is possible to obtain an image looking at the object from the top of the object. The first controller 1400 may provide a preview image to the user by obtaining and outputting an image viewed from the top of the object.

(5) 스캐너의 광각 (5) Wide angle of scanner 미리보기Preview 획득 acheive

도 27은 제4 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.27 is a diagram illustrating an operation of acquiring wide-angle preview information of a scanner according to a fourth embodiment.

도 27을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300) 및 광경로 제어부(1900)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27 , the scanner 1000 according to the fourth embodiment may include an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , and a light path controller 1900 .

상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작하고, 상기 광경로제어부(1900)는 제2 상태로 동작할 수 있다.The optical system 1500 may operate in a third state, and the optical path controller 1900 may operate in a second state.

상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 오목렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 광의 경로가 변경되어 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 발산될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 상기 광축을 기준으로 광의 경계가 점진적으로 외부로 진행할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 수광영역은 상기 광학계(1500)로부터 멀어질수록 커질 수 있다.The optical system 1500 may operate in a third state. When the optical system 1500 operates in the third state, the optical system 1500 may operate like a concave lens. The light output from the optical system 1500 may be output by changing the path of the light. The light output from the optical system 1500 may be emitted. In the light output from the optical system 1500 , a boundary of the light may gradually progress outward with respect to the optical axis. The light receiving area of the light output from the optical system 1500 may increase as the distance from the optical system 1500 increases.

상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 미러(1700)에 도달한 광은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 오브젝트로 전달된다. 상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 미러(1700)로 전달될 수 있다. 상기 오브젝트에 입사된 광은 도 26의 오브젝트에 입사된 광에 비해 넓은 수광영역을 가질 수 있다. 즉, 상기 오브젝트에 입사된 광은 넓은 수광영역을 가지므로 상기 오브젝트의 보다 넓은 영역이 조명된다.The light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x. The light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2 . The light output from the optical system 1500 may be transmitted to the mirror 1700 through the second optical path converting unit 1501 . The light incident on the object may have a wider light receiving area than the light incident on the object of FIG. 26 . That is, since the light incident on the object has a wide light receiving area, a larger area of the object is illuminated.

상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 상기 미러(1700)로 전달된다. 상기 미러(1700)에 입사된 광은 반사되어 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달된다. 상기 미러(1700)에 의해 반사된 광은 상기 제2 광경로 변환부(1501)를 통해 상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. 상기 광학계(1500)에 입사된 광은 반대로 수광영역이 작아지도록 변경되어 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다.The light reflected by the object is transmitted to the mirror 1700 . The light incident on the mirror 1700 is reflected and transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x. The light reflected by the mirror 1700 may be transmitted to the optical system 1500 through the second optical path converting unit 1501 . Conversely, the light incident on the optical system 1500 is changed to have a smaller light receiving area and transmitted to the beam splitter 1600 .

상기 빔스플리터(1600)에 도달한 광은 반사되어 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(1300) 방향으로 전달되고, 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 미러(1700)로부터 상기 광학계(1500)로 입사되는 광에 있어서, 보다 넓은 영역의 광이 상기 디텍터(1300)에 입사됨으로써 도 26의 미리보기 영상에 비해 보다 넓은 범위의 미리보기 영상을 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 사용자에게 광각 미리보기 영상을 제공하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.The light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted to the detector 1300 along the first vertical axis y1 , and the detector 1300 may convert the incident light into an electrical signal. The detector 1300 may obtain wide-angle preview information of the object by converting the incident light into an electrical signal. In light incident from the mirror 1700 to the optical system 1500, a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a preview image of a wider range than the preview image of FIG. can The first control unit 1400 may provide the user with a wide-angle preview image to improve user convenience.

제4 실시 예에 따른 스캐너는 제1 실시 예와 비교하여 광경로제어부(190)를 제어하여 상기 광학계(1500)로 입사되는 광을 제어함으로써 보다 정확한 오브젝트의 표면정보를 얻을 수 있는 효과가 있다.Compared with the first embodiment, the scanner according to the fourth embodiment controls the light path controller 190 to control the light incident on the optical system 1500, thereby obtaining more accurate surface information of the object.

6. 제5 실시 예- 제1 보조광원 구비6. Embodiment 5 - Equipped with first auxiliary light source

(1) 스캐너 구조(1) Scanner structure

도 28 내지 도 30은 제5 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다. 28 to 30 are diagrams illustrating a scanner according to a fifth embodiment.

제5 실시 예에 따른 스캐너는 제4 실시 예에 따른 스캐너와 비교하여 핀홀 어레이의 상태가 변경되지 않고, 별도의 광원이 추가되는 것 이외에는 제4 실시 예와 동일하다. 따라서, 제5 실시 예를 설명함에 있어서, 제4 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.Compared to the scanner according to the fourth embodiment, the scanner according to the fifth embodiment is the same as the fourth embodiment except that the state of the pinhole array is not changed and a separate light source is added. Accordingly, in the description of the fifth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components common to the fourth embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.

도 28 내지 도 30을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로제한부(1905) 및 제1 보조광원(1280)을 포함할 수 있다.28 to 30 , the scanner 1000 according to the fifth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a first auxiliary light source 1280 . ) may be included.

상기 광학 시스템(1100)은 광학계(1500), 빔스플리터(1600), 미러(1700)를 포함할 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)는 평행렌즈(1910), 렌즈 어레이(1920) 및 고정형 핀홀 어레이(1940)를 포함할 수 있다.The optical system 1100 may include an optical system 1500 , a beam splitter 1600 , and a mirror 1700 . The optical path limiter 1905 may include a parallel lens 1910 , a lens array 1920 , and a fixed pinhole array 1940 .

상기 광경로제한부(1905)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광의 경로를 제한하여 출력할 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광을 점광형태로 출력할 수 있다.The light path limiter 1905 may limit the path of the light output from the light source 1200 and output it. The light path limiter 1905 may output the light output from the light source 1200 in the form of a point light.

상기 평행렌즈(1910)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 평행렌즈(1910)는 상기 광원(1200)으로부터 출력되는 광을 면광으로 변경하여 상기 렌즈 어레이(1920)로 전달할 수 있다. 상기 렌즈 어레이(1920)는 상기 평행렌즈(1910)로부터 전달받은 광을 다수의 초점을 가지도록 집광하여 상기 고정형 핀홀 어레이(1940)로 전달할 수 있다. The parallel lens 1910 may be a convex lens. The parallel lens 1910 may convert the light output from the light source 1200 into surface light and transmit it to the lens array 1920 . The lens array 1920 may condense the light received from the parallel lens 1910 to have a plurality of focal points and transmit it to the fixed pinhole array 1940 .

상기 고정형 핀홀 어레이(1940)는 상기 렌즈 어레이(1920)로부터 전달받은 광을 점광 형태로 출력할 수 있다. 상기 고정형 핀홀 어레이(1940)의 기능은 제4 실시 예의 제1 상태의 핀홀 어레이(1930)와 동일하다. 상기 고정형 핀홀 어레이(1940)는 제4 실시 예와 같이 상태가 변경되는 것이 아니라, 제1 상태의 형태로 고정된 특성을 가진다.The fixed pinhole array 1940 may output the light received from the lens array 1920 in the form of a point light. The function of the fixed pinhole array 1940 is the same as that of the pinhole array 1930 in the first state of the fourth embodiment. The fixed pinhole array 1940 does not change state as in the fourth embodiment, but has a fixed characteristic in the form of the first state.

상기 광경로제한부(1905) 또한 제4 실시 예의 제1 상태에 있는 광경로제어부(1900)의 기능과 동일하다. 다만, 상기 광경로제한부(1905)는 제4 실시 예의 광경로제어부(1900)와 같이 상태가 변경되는 것이 아니라, 제1 상태의 형태로 고정된 특성을 가진다.The light path limiting unit 1905 also has the same function as the light path control unit 1900 in the first state of the fourth embodiment. However, the state of the light path limiting unit 1905 does not change like the light path control unit 1900 of the fourth embodiment, but has a fixed characteristic in the form of the first state.

상기 제1 보조광원(1280)은 상기 빔스플리터(1600)로 광을 출력할 수 있다. 상기 제1 보조광원(1280)은 상기 빔스플리터(1600) 방향으로 백색광을 출력할 수 있다. 상기 제1 보조광원(1280)과 상기 빔스플리터(1600) 사이에는 보조 평행렌즈(1950)가 위치할 수 있다. 상기 보조 평행렌즈(1950)는 볼록렌즈일 수 있다. 상기 보조 평행렌즈(1950)는 상기 제1 보조광원(1280)으로부터 전달되는 광을 면광으로 변경하여 상기 빔스플리터(1600)로 전달할 수 있다.The first auxiliary light source 1280 may output light to the beam splitter 1600 . The first auxiliary light source 1280 may output white light toward the beam splitter 1600 . An auxiliary parallel lens 1950 may be positioned between the first auxiliary light source 1280 and the beam splitter 1600 . The auxiliary parallel lens 1950 may be a convex lens. The auxiliary parallel lens 1950 may convert the light transmitted from the first auxiliary light source 1280 into surface light and transmit it to the beam splitter 1600 .

상기 광원(1200)과 상기 제1 보조광원(1280)은 상호 보완적으로 점멸될 수 있다. 상기 광원(1200)과 상기 제1 보조광원(1280)은 시분할방식으로 점멸될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(1200)이 턴온된 경우 상기 제1 보조광원(1280)은 턴오프될 수 있고, 상기 광원(1200)이 턴오프된 경우 상기 제1 보조광원(1280)은 턴온될 수 있다.The light source 1200 and the first auxiliary light source 1280 may blink complementary to each other. The light source 1200 and the first auxiliary light source 1280 may blink in a time division manner. For example, when the light source 1200 is turned on, the first auxiliary light source 1280 may be turned off. When the light source 1200 is turned off, the first auxiliary light source 1280 may be turned on. there is.

도 28은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.28 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a fifth embodiment.

도 28을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로제한부(1905) 및 제1 보조광원(1280)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 28 , the scanner 1000 according to the fifth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a first auxiliary light source 1280 . can do.

상기 스캐너(1000)의 표면정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴온되고, 상기 제1 보조광원(1280)은 턴오프될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.When the scanner 1000 operates to acquire surface information, the light source 1200 may be turned on, and the first auxiliary light source 1280 may be turned off. At this time, the optical system 1500 may operate in the second state.

상기 광원(1200)으로부터 다수의 파장이 혼합된 광이 출력된다. 상기 광원(1200)은 백색광을 출력할 수 있다. 상기 광원(1200)으로부터 출력된 광은 상기 광경로제한부(1905)로 전달된다.Light having a plurality of wavelengths mixed is output from the light source 1200 . The light source 1200 may output white light. The light output from the light source 1200 is transmitted to the light path limiter 1905 .

상기 광경로제한부(1905)는 상기 광원(1200)으로부터 전달받은 광을 점광형태로 변환하여 출력할 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)는 매트릭스 형태의 광다발 형태의 다수의 점광을 출력할 수 있다.The light path limiting unit 1905 may convert the light received from the light source 1200 into a point light form and output it. The light path limiting unit 1905 may output a plurality of point lights in the form of a matrix-shaped light bundle.

상기 광경로제한부(1905)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)로부터 출력 광은 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the light path limiter 1905 may pass through the beam splitter 1600 and be transmitted to the optical system 1500 . The light output from the light path limiting unit 1905 may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first light path converting unit 1201 .

상기 오브젝트에 입사되는 광 중 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 반사될 수 있다. 상기 오브젝트의 표면에 초점이 위치하는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광을 이용해 상기 오브젝트의 표면정보를 획득할 수 있다.Among the light incident on the object, light having a focus on the surface of the object may be reflected. The light having a focus on the surface of the object may be incident on the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , and the beam splitter 1600 . The detector 1300 may acquire surface information of the object using incident light.

(3) 스캐너의 색상정보 획득(3) Acquisition of scanner color information

도 29는 제5 실시 예에 따른 스캐너의 색상정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.29 is a diagram illustrating an operation of obtaining color information of a scanner according to a fifth embodiment.

도 29를 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로제한부(1905) 및 제1 보조광원(1280)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 29 , the scanner 1000 according to the fifth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a first auxiliary light source 1280 . can do.

상기 스캐너(1000)의 색상정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴오프되고, 상기 제1 보조광원(1280)은 턴온될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작할 수 있다.During the color information acquisition operation of the scanner 1000 , the light source 1200 may be turned off, and the first auxiliary light source 1280 may be turned on. In this case, the optical system 1500 may operate in the first state.

상기 제1 보조광원(1280)은 턴온되어 백색광을 출력할 수 있다. 상기 제1 보조광원(1280)으로부터 출력된 광은 상기 보조 평행렌즈(1950)로 입사된다. 상기 보조 평행렌즈(1950)로 입사된 광은 면광으로 변환되어 제1 세로축(y1)을 따라 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다.The first auxiliary light source 1280 may be turned on to output white light. The light output from the first auxiliary light source 1280 is incident on the auxiliary parallel lens 1950 . The light incident to the auxiliary parallel lens 1950 is converted into surface light and transmitted to the beam splitter 1600 along the first vertical axis y1.

상기 빔스플리터(1600)로 입사된 광은 광의 경로가 변경되어 상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. 즉, 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 빔스플리터(1600)로 입사된 광은 상기 가로축(x) 방향으로 상기 광학계(1500)를 향해 입사될 수 있다.The light incident to the beam splitter 1600 may be transmitted to the optical system 1500 by changing the path of the light. That is, the light incident to the beam splitter 1600 along the first vertical axis y1 may be incident toward the optical system 1500 in the horizontal axis x direction.

상기 오브젝트에 입사된 광은 상기 오브젝트에 의해 반사되고, 다시 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 입사된다. 상기 제1 제어부(1400)는 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광을 통해 색상정보를 획득할 수 있다.The light incident on the object is reflected by the object and is again incident on the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , and the beam splitter 1600 . The first controller 1400 may acquire color information through the light incident on the detector 1300 .

제5 실시 예에 따른 스캐너는 상태를 변경할 수 있는 핀홀 어레이를 사용하지 않고, 별도의 광원을 통한 온오프 동작을 통해 정확한 표면정보 및 색상정보를 획득할 수 있다. 또한, 핀홀 어레이를 액정패널로 구성하지 않고 고정형 핀홀 어레이를 사용함으로써 액정패널을 투과하면서 발생할 수 있는 광효율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.The scanner according to the fifth embodiment may acquire accurate surface information and color information through an on-off operation through a separate light source without using a pinhole array capable of changing a state. In addition, since the pinhole array is not configured as a liquid crystal panel and a fixed pinhole array is used, there is an effect of preventing a decrease in light efficiency that may occur while passing through the liquid crystal panel.

(4) 스캐너의 광각 (4) wide angle of the scanner 미리보기Preview 획득 acheive

도 30은 제5 실시 예에 따른 스캐너의 광각 미리보기 정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.30 is a diagram illustrating an operation of obtaining wide-angle preview information of a scanner according to a fifth embodiment.

도 30을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로제한부(1905) 및 제1 보조광원(1280)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 30 , the scanner 1000 according to the fifth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a first auxiliary light source 1280 . can do.

상기 스캐너(1000)의 광각 미리보기 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴오프되고, 상기 제1 보조광원(1280)은 턴온될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작할 수 있다.When the scanner 1000 performs a wide-angle preview acquisition operation, the light source 1200 may be turned off, and the first auxiliary light source 1280 may be turned on. At this time, the optical system 1500 may operate in the third state.

상기 광학계(1500)는 제3 상태로 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)가 제3 상태로 동작하는 경우 상기 광학계(1500)는 오목렌즈와 같이 동작할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 광의 경로가 변경되어 출력될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 발산될 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광은 상기 광축을 기준으로 광의 경계가 점진적으로 외부로 진행할 수 있다. 상기 광학계(1500)로부터 출력되는 광의 수광영역은 상기 광학계(1500)로부터 멀어질수록 커질 수 있다.The optical system 1500 may operate in a third state. When the optical system 1500 operates in the third state, the optical system 1500 may operate like a concave lens. The light output from the optical system 1500 may be output by changing the path of the light. The light output from the optical system 1500 may be emitted. In the light output from the optical system 1500 , a boundary of the light may gradually progress to the outside with respect to the optical axis. The light receiving area of the light output from the optical system 1500 may increase as the distance from the optical system 1500 increases.

상기 광학계(1500)로부터 출력된 광은 상기 가로축(x)을 따라 상기 미러(1700) 방향으로 진행한다. 상기 미러(1700)에 도달한 광은 반사되어 상기 제2 세로축(y2)을 따라 오브젝트로 전달된다. 상기 오브젝트에 입사된 광은 도 29의 오브젝트에 입사된 광에 비해 넓은 수광영역을 가질 수 있다. 즉, 상기 오브젝트에 입사된 광은 넓은 수광영역을 가지므로 상기 오브젝트의 보다 넓은 영역이 조명된다.The light output from the optical system 1500 travels in the direction of the mirror 1700 along the horizontal axis x. The light reaching the mirror 1700 is reflected and transmitted to the object along the second vertical axis y2 . The light incident on the object may have a wider light receiving area than the light incident on the object of FIG. 29 . That is, since the light incident on the object has a wide light receiving area, a larger area of the object is illuminated.

상기 오브젝트에 의해 반사된 광은 상기 미러(1700)로 전달된다. 상기 미러(1700)에 입사된 광은 반사되어 상기 가로축(x)을 따라 상기 광학계(1500)로 전달된다. 상기 광학계(1500)에 입사된 광은 반대로 수광영역이 작아지도록 변경되어 상기 빔스플리터(1600)로 전달된다.The light reflected by the object is transmitted to the mirror 1700 . The light incident on the mirror 1700 is reflected and transmitted to the optical system 1500 along the horizontal axis x. Conversely, the light incident on the optical system 1500 is changed to have a smaller light receiving area and transmitted to the beam splitter 1600 .

상기 빔스플리터(1600)에 도달한 광은 반사되어 상기 제1 세로축(y1)을 따라 상기 디텍터(1300) 방향으로 전달되고, 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사된 광을 전기신호로 변환하여 상기 오브젝트의 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 미러(1700)로부터 상기 광학계(1500)로 입사되는 광에 있어서, 보다 넓은 영역의 광이 상기 디텍터(1300)에 입사됨으로써 도 29의 미리보기 영상에 비해 보다 넓은 범위의 미리보기 영상을 생성할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 사용자에게 광각 미리보기 영상을 제공하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.The light reaching the beam splitter 1600 is reflected and transmitted to the detector 1300 along the first vertical axis y1 , and the detector 1300 may convert the incident light into an electrical signal. The detector 1300 may obtain wide-angle preview information of the object by converting the incident light into an electrical signal. In the light incident from the mirror 1700 to the optical system 1500, a wider area of light is incident on the detector 1300 to generate a preview image of a wider range than the preview image of FIG. can The first control unit 1400 may provide the user with a wide-angle preview image to improve user convenience.

7. 7. 제 66th 실시 예- 제2 보조광원 구비 Example- Equipped with a second auxiliary light source

(1) 스캐너 구조(1) Scanner structure

도 31 및 도 32는 제6 실시 예에 따른 스캐너를 나타내는 도면이다.31 and 32 are diagrams illustrating a scanner according to a sixth embodiment.

제6 실시 예에 따른 스캐너는 제5 실시 예와 비교하여 별도의 광원의 위치가 변경되는 것 이외에는 제5 실시 예와 동일하다. 따라서, 제6 실시 예를 설명함에 있어서, 제5 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 도면번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. The scanner according to the sixth embodiment is the same as that of the fifth embodiment except that the position of a separate light source is changed compared to the fifth embodiment. Accordingly, in the description of the sixth embodiment, the same reference numerals are assigned to the components common to the fifth embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.

또한, 제6 실시 예의 스캐너는 표면정보, 색상정보 및 광각 미리보기 정보뿐만 아니라 치아 우식증 검출 기능을 더 포함할 수 있다. 제6 실시 예의 스캐너를 설명함에 있어서, 광각 미리보기 정보 획득은 생략하고, 치아 우식증 검출기능에 초점을 두고 설명한다.In addition, the scanner of the sixth embodiment may further include a function of detecting dental caries as well as surface information, color information, and wide-angle preview information. In the description of the scanner of the sixth embodiment, the acquisition of wide-angle preview information is omitted and the description is focused on the dental caries detection function.

도 31 및 도 32를 참조하면, 제6 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로 제한부(1905) 및 제2 보조광원(1290)을 포함할 수 있다.31 and 32 , the scanner 1000 according to the sixth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a second auxiliary light source 1290 . ) may be included.

상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)와 인접하는 영역에 위치할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 오브젝트와 인접하는 영역에 위치할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 스캐너의 선단부에 위치할 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may be located in an area adjacent to the mirror 1700 . The second auxiliary light source 1290 may be located in an area adjacent to the object. The second auxiliary light source 1290 may be located at the front end of the scanner.

상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)와 대향하는 위치에 위치할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700) 방향으로 광을 조사할 수 있다. 사기 제2 보조광원(1290)으로부터 출력된 광은 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 상기 오브젝트로 입사될 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may be positioned to face the mirror 1700 . The second auxiliary light source 1290 may emit light in the direction of the mirror 1700 . Light output from the second auxiliary light source 1290 may be reflected by the mirror 1700 to be incident on the object.

도면에서는 제2 보조광원(1290)이 상기 미러(1700)와 대향하는 위치에 위치하는 것으로 도시하였으나, 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)와 인접하는 위치에 위치할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)에 광을 반사시키지 않고, 상기 오브젝트로 광을 직접 조사할 수도 있다.Although the drawing shows that the second auxiliary light source 1290 is positioned opposite to the mirror 1700 , the second auxiliary light source 1290 may be positioned adjacent to the mirror 1700 . The second auxiliary light source 1290 may directly irradiate light to the object without reflecting the light to the mirror 1700 .

또는 상기 제2 보조광원(1290)은 상기 미러(1700)의 후방영역에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제2 보조광원(1290)과 오브젝트 사이에 상기 미러(1700) 가 위치할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)이 상기 미러(1700)의 후방에 위치하는 경우에는 상기 미러(1700)는 반투과형 미러일 수 있다. 즉, 상기 미러(1700)는 상기 광원(1200)으로부터의 광은 반사시키며, 상기 제2 보조광원(1290)으로부터의 광은 투과하는 특징을 가지도록 구성될 수 있다.Alternatively, the second auxiliary light source 1290 may be located in a rear region of the mirror 1700 . That is, the mirror 1700 may be positioned between the second auxiliary light source 1290 and the object. When the second auxiliary light source 1290 is located behind the mirror 1700 , the mirror 1700 may be a transflective mirror. That is, the mirror 1700 may be configured to reflect light from the light source 1200 and transmit light from the second auxiliary light source 1290 .

상기 광원(1200) 및 제2 보조광원(1290)은 상호 보완적으로 점멸될 수 있다. 상기 광원(1200) 및 상기 제2 보조광원(1290)은 시분할 방식으로 점멸될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(1200)이 턴온되는 경우 상기 제2 보조광원(1290)은 턴오프될 수 있고, 상기 광원(1200)이 턴오프된 경우 상기 제2 보조광원(1290)은 턴온될 수 있다.The light source 1200 and the second auxiliary light source 1290 may blink complementary to each other. The light source 1200 and the second auxiliary light source 1290 may blink in a time division manner. For example, when the light source 1200 is turned on, the second auxiliary light source 1290 may be turned off. When the light source 1200 is turned off, the second auxiliary light source 1290 may be turned on. there is.

도 31은 제6 실시 예에 따른 스캐너의 표면정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.31 is a diagram illustrating an operation of acquiring surface information of a scanner according to a sixth embodiment.

도 31을 참조하면, 제6 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로제한부(1905) 및 제2 보조광원(1290)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 31 , the scanner 1000 according to the sixth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a second auxiliary light source 1290 . can do.

상기 스캐너(1000)의 표면정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴온되고, 상기 제2 보조광원(1290)은 턴오프될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.When the scanner 1000 operates to acquire surface information, the light source 1200 may be turned on, and the second auxiliary light source 1290 may be turned off. At this time, the optical system 1500 may operate in the second state.

상기 광경로제한부(1905)에서 출력된 광은 상기 빔스플리터(1600)를 투과하여상기 광학계(1500)로 전달될 수 있다. 상기 광경로제한부(1905)로부터 출력된 광은 상기 제1 광경로 변환부(1201)를 통해 상기 빔스플리터(1600)로 전달될 수 있다.The light output from the light path limiter 1905 may pass through the beam splitter 1600 and be transmitted to the optical system 1500 . The light output from the light path limiting unit 1905 may be transmitted to the beam splitter 1600 through the first light path converting unit 1201 .

(3) 스캐너의 치아우식정보 획득(3) Acquisition of dental caries information from scanner

도 32는 제6 실시 예에 따른 스캐너의 치아우식정보 획득 동작을 나타내는 도면이다.32 is a diagram illustrating an operation of acquiring dental caries information of a scanner according to a sixth embodiment.

도 32를 참조하면, 제6 실시 예에 따른 스캐너(1000)는 광학 시스템(1100), 광원(1200), 디텍터(1300), 광경로제한부(1905) 및 제2 보조광원(1290)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 32 , the scanner 1000 according to the sixth embodiment includes an optical system 1100 , a light source 1200 , a detector 1300 , a light path limiter 1905 , and a second auxiliary light source 1290 . can do.

상기 스캐너(1000)의 치아우식정보 획득 동작시 상기 광원(1200)은 턴오프되고, 상기 제2 보조광원(1290)은 턴온될 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제2 상태로 동작할 수 있다.During the dental caries information acquisition operation of the scanner 1000, the light source 1200 may be turned off, and the second auxiliary light source 1290 may be turned on. At this time, the optical system 1500 may operate in the second state.

상기 제2 보조광원(1290)은 백색광을 출력할 수 있다. 또는 상기 제2 보조광원(1290)은 특정파장영역대의 광을 출력할 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may output white light. Alternatively, the second auxiliary light source 1290 may output light in a specific wavelength range.

상기 제2 보조광원(1290)은 청색파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 QLF(Quantitative Light-induced Fluorescence)에 이용되는 파장영역의 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 치아 우식증을 조기에 감지할 수 있는 광을 출력할 수 있다. 상기 제2 보조광원(1290)은 405nm 파장대의 광을 출력할 수 있다. 상기 특정 파장영역의 광은 QLF광이라고 정의될 수 있다.The second auxiliary light source 1290 may output light in a blue wavelength region. The second auxiliary light source 1290 may output light in a wavelength region used for quantitative light-induced fluorescence (QLF). The second auxiliary light source 1290 may output light for early detection of dental caries. The second auxiliary light source 1290 may output light in a wavelength band of 405 nm. The light of the specific wavelength region may be defined as QLF light.

상기 제2 보조광원(1290)이 백색광을 출력하는 경우에는 상기 광학계(1500)를 제1 상태로 동작시켜 색상정보 및 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1500)를 제3 상태로 동작시켜 광각 미리보기 정보를 획득할 수 있다. 상기 스캐너(1000)가 색상정보, 미리보기 정보 또는 광각 미리보기 정보를 획득하는 과정은 전술한 제5 실시 예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 다만, 제6 실시 예에서는 제2 보조광원(1290)을 상기 오브젝트와 인접한 영역에 위치시켜, 상기 빔스플리터(1600)와 광학계(1500)를 지나지 않더라도 오브젝트에 광을 조사할 수 있어 오브젝트로 광이 입사되는 과정에서 손실될 수 있는 광을 줄일 수 있어 광효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.When the second auxiliary light source 1290 outputs white light, the optical system 1500 may be operated in the first state to obtain color information and preview information. Also, wide-angle preview information may be acquired by operating the optical system 1500 in the third state. A process for the scanner 1000 to obtain color information, preview information, or wide-angle preview information is the same as that of the above-described fifth embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted. However, in the sixth embodiment, the second auxiliary light source 1290 is positioned in an area adjacent to the object, so that light can be irradiated to the object without passing through the beam splitter 1600 and the optical system 1500, so that the light is transmitted to the object. It is possible to reduce the light that can be lost in the process of being incident, there is an effect that the light efficiency can be improved.

치아우식증 획득모드에서 상기 제2 보조광원(1290)은 QLF광을 출력할 수 있다. 이 때, 상기 광학계(1500)는 제1 상태로 동작할 수 있다.In the dental caries acquisition mode, the second auxiliary light source 1290 may output QLF light. In this case, the optical system 1500 may operate in the first state.

상기 제2 보조광원(1920)에서 출력되는 광은 상기 미러(1700)에 의해 반사되어 상기 오브젝트에 입사될 수 있다. 상기 오브젝트가 치아인 경우 상기 치아는 상기 광의 파장을 변경시켜 출력할 수 있다. 상기 치아의 정상영역과 비정상영역의 파장이 변경되는 정도는 상이할 수 있다. 예를 들어 치아의 정상영역에서는 청색파장을 흡수하고 녹색파장의 광을 출력하고, 치아의 비정상영역에서는 출력되는 녹색 파장의 광의 세기가 상기 정상영역보다 작을 수 있다. The light output from the second auxiliary light source 1920 may be reflected by the mirror 1700 to be incident on the object. When the object is a tooth, the tooth may output by changing the wavelength of the light. The degree to which the wavelength of the normal region and the abnormal region of the tooth is changed may be different. For example, in the normal region of the tooth, the blue wavelength is absorbed and the green wavelength light is output, and in the abnormal region of the tooth, the intensity of the green wavelength light output may be smaller than that of the normal region.

상기 오브젝트로부터 출력되는 광은 상기 미러(1700), 광학계(1500) 및 빔스플리터(1600)를 통해 상기 디텍터(1300)로 전달될 수 있다. 상기 디텍터(1300)는 입사되는 광의 파장영역을 분석하여 치아 우식증을 조기에 탐색할 수 있다. 예를 들어 상기 디텍터(1300)에 입사되는 광의 녹색파장의 정보를 검출하여 치아우식증을 조기에 탐지할 수 있다. 상기 제1 제어부(1400)는 치아 우식증 데이터와 오브젝트의 표면정보 및 색상정보를 이용하여 치아 우식증이 존재하는 영역을 정확히 판정할 수 있다.The light output from the object may be transmitted to the detector 1300 through the mirror 1700 , the optical system 1500 , and the beam splitter 1600 . The detector 1300 may detect dental caries early by analyzing the wavelength region of the incident light. For example, dental caries may be detected early by detecting information on a green wavelength of light incident on the detector 1300 . The first controller 1400 may accurately determine an area in which dental caries exists by using the dental caries data and surface information and color information of the object.

도시하지 않았지만, 상기 빔스플리터(1600)와 디텍터(1300) 사이에는 광학필터가 추가로 구비될 수 있다. 상기 광학필터는 황색필터일 수 있다. 상기 광학필터는 장파장을 투과시키는 필터일 수 있다, 상기 광학필터는 520nm이상의 광을 투과시키는 필터일 수 있다. 상기 광학필터가 추가적으로 장착되는 경우 상기 광학필터는 상기 오브젝트로부터 출력되는 광을 보다 정확히 감지할 수 있어 상기 스캐너(1000)는 치아우식증을 보다 정확히 검출할 수 있다.Although not shown, an optical filter may be additionally provided between the beam splitter 1600 and the detector 1300 . The optical filter may be a yellow filter. The optical filter may be a filter that transmits a long wavelength, and the optical filter may be a filter that transmits light of 520 nm or more. When the optical filter is additionally mounted, the optical filter can more accurately detect the light output from the object, so that the scanner 1000 can more accurately detect dental caries.

이상에서 제 6 실시 예에서의 치아우식증 검출을 설명하였으나, 상기 치아 우식증 검출은 제 1 내지 제5 실시 예에서의 색상정보 및 미리보기 정보 획득 모드에서 광원의 파장을 변경함으로써 구현될 수도 있다. 즉, 제1 내지 제5 실시 예에서 광원 및 제1 보조광원에서 출력되는 광원의 파장을 변경함으로써 치아우식증에 대한 조기검출이 가능하다. Although the detection of dental caries in the sixth embodiment has been described above, the detection of dental caries may be implemented by changing the wavelength of the light source in the color information and preview information acquisition mode in the first to fifth embodiments. That is, by changing the wavelength of the light source output from the light source and the first auxiliary light source in the first to fifth embodiments, early detection of dental caries is possible.

제1 내지 제6 실시 예에 따른 스캐너에 대한 상세한 설명은 구강 스캐너에 적용될 수 있다. 다만, 구강 스캐너로 한정하는 것은 아니며, 오브젝트의 형상정보 및 색상정보를 생성하기 위한 다른 스캐너에도 적용될 수 있다.Detailed description of the scanner according to the first to sixth embodiments may be applied to the intraoral scanner. However, it is not limited to the oral scanner, and may be applied to other scanners for generating shape information and color information of an object.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above, the configuration and features of the present invention have been described based on the embodiments according to the present invention, but the present invention is not limited thereto, and it is understood that various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It is intended that such changes or modifications will be apparent to those skilled in the art, and therefore fall within the scope of the appended claims.

1000: 스캐너
1100: 광학 시스템
1200: 광원
1300: 디텍터
1500: 광학계
1600: 빔스플리터
1700: 미러1000: scanner
1100: optical system
1200: light source
1300: Detector
1500: optical system
1600: beam splitter
1700: mirror

Claims

a detector that receives light reflected from an object to generate a signal;
an optical system in which a state is changed between a plurality of states including at least a first state and a second state by an electrical signal; and
a light source irradiating light to the object through the optical system; and
A control unit for controlling the detector and the optical system,
The control unit is
When the optical system is in the first state, controlling the optical system and the detector to generate shape information of the object,
controlling the optical system and the detector to generate color information of the object when the optical system is in the second state;
The light source outputs light in a form in which light of a plurality of wavelength ranges is mixed,
When the optical system is in the first state, it converts and outputs the light from the light source to have a different focal length for each wavelength region,
The optical system outputs light from the light source without changing characteristics when in the second state.

According to claim 1,
The controller controls the optical system and the detector to generate preview information of the object when the optical system is in the second state.

According to claim 1,
The plurality of states further comprises a third state,
The controller controls the optical system and the detector to generate wide-angle preview information when the optical system is in the third state.

According to claim 1,
The surface shape of the optical system is constantly maintained irrespective of whether the electric signal is applied.

According to claim 1,
The optical system is a liquid crystal lens scanner.

According to claim 1,
When the optical system is in the first state, the controller applies an electrical signal to have the same optical characteristics as a convex lens.

According to claim 1,
The controller applies an electrical signal to operate like a Fresnel lens having the same optical characteristics as a convex lens when the optical system is in the first state.

delete

According to claim 1,
The light source is a scanner that outputs white light.

According to claim 1,
The optical system converts a path of light from the light source according to a plurality of states.

delete

11. The method of claim 10,
The optical system diffuses and outputs the light from the light source when in the third state.

According to claim 1,
The detector is a scanner for receiving light having a focus on the surface of the object when the optical system is in the first state.

According to claim 1,
When the optical system is in the first state, the amount of light received by the detector is smaller than the amount of light received by the detector when the optical system is in the second state.

According to claim 1,
When the optical system is in the first state, the light-receiving area of the detector is smaller than the light-receiving area of the detector when the optical system is in the second state.

According to claim 1,
The optical system is controlled such that the first state and the second state are alternately changed.

4. The method of claim 3,
The optical system is controlled such that the first state, the second state, and the third state are alternately changed.

a detector that receives light reflected from an object to generate a signal;
a light source for outputting a first light including at least a first wavelength and a second wavelength;
an optical system whose state is changed by an electrical signal; and
A control unit for controlling the detector and the optical system,
The optical system causes chromatic aberration of the first light in a first state to output a second light having a first focal depth and a third light having a second focal depth,
The optical system causes chromatic aberration of the first light in the second state to output a fourth light having a third focal depth and a fifth light having a fourth focal depth,
The control unit is
controlling the optical system to the first state, generating shape information of the object through the light received by the detector,
A scanner that controls the optical system to the second state and generates color information of an object through the light received by the detector.

20. The method of claim 19,
The third focal depth and the fourth focal depth are the same.

20. The method of claim 19,
The fourth light and the fifth light have a form of emitted light.

20. The method of claim 19,
The second light is caused by the first wavelength, and the third light is caused by the second wavelength.

20. The method of claim 19,
The light source includes a red light source, a blue light source and a green light source,
The light source is a scanner that outputs white light.

A scanner for scanning a three-dimensional shape of an object, comprising:
light source;
an optical system capable of changing a state according to an electrical signal, and having an optical characteristic changed according to the state change; and
It includes; a photosensor in which unit color pixels including at least R pixels, G pixels, and B pixels are arranged in an N x M two-dimensional array.
When the scanner operates in the first mode, an electrical signal according to the light reflected from the target object is detected only in some of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of the photosensor,
When the scanner operates in the second mode, an electrical signal according to the light reflected from the object is detected in all of the N x M unit color pixels included in the two-dimensional array of the photosensor,
When operating in the first mode, the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the first unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the first unit color pixel are three-dimensional (3D) of the target object. used to detect the shape,
When operating in the second mode, the two-dimensional coordinate value on the pixel array of the second unit color pixel from which the electrical signal is detected and the color value detected by the second unit color pixel are two-dimensional for the object. A scanner for scanning the three-dimensional shape of an object, used to generate color information for an image.