KR102540387B1 - 3d sensor device - Google Patents

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KR102540387B1
KR102540387B1 KR1020210018912A KR20210018912A KR102540387B1 KR 102540387 B1 KR102540387 B1 KR 102540387B1 KR 1020210018912 A KR1020210018912 A KR 1020210018912A KR 20210018912 A KR20210018912 A KR 20210018912A KR 102540387 B1 KR102540387 B1 KR 102540387B1
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Abstract

개시된 본 발명에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치는, 제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 광원부, 측정하고자 하는 대상체를 향해 제1광을 복수의 경로로 가이드하는 제1가이드부, 대상체를 향해 제2광을 복수의 경로로 가이드하는 제2가이드부, 대상체로부터 반사되는 제1 및 제2광에 의한 감지신호를 센싱하는 센싱부 및, 센싱부의 센싱 동작에 연동하도록 제1 및 제2가이드부에 의한 제1 및 제2광의 복수의 경로 중 적어도 어느 하나의 경로를 대상체로 출력시키고 나머지 경로들은 차단되도록 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부를 포함하며, 제1광의 복수의 경로는 센싱부로 입사되는 감지신호를 기준으로 제2광의 복수의 경로와 대칭되는 입사 각도를 가진다. 이러한 구성에 의하면, 최소한의 광원을 이용하여 입체 형상을 가지는 대상체에 대한 고품질의 고속 및 대면적 측정이 가능하여, 센싱 효율을 향상시킬 수 있다. A light path dividing high-speed three-dimensional sensor device according to the present invention disclosed includes first and second light sources for generating first and second light, respectively, and a light source unit that simultaneously maintains an on state during a sensing operation; A first guide unit for guiding the first light toward a target to be measured along a plurality of paths, a second guide unit for guiding the second light toward the target along a plurality of paths, and the first and second lights reflected from the target A sensing unit that senses a detection signal generated by the sensor, and outputs at least one path among a plurality of paths of the first and second light by the first and second guide units to the object to be interlocked with the sensing operation of the sensing unit, and blocks the other paths. and a control unit for obtaining 3D image data from the detection signal, and the plurality of paths of the first light have incident angles symmetrical with the plurality of paths of the second light based on the detection signal incident to the sensing unit. According to this configuration, high-quality, high-speed, and large-area measurement of a three-dimensional object can be performed using a minimum of light sources, and thus sensing efficiency can be improved.

Description

광 경로 분할 고속 3차원 센서장치{3D SENSOR DEVICE}Optical path splitting high-speed 3D sensor device {3D SENSOR DEVICE}

본 발명은 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 센싱부로 입사되는 감지신호를 기준으로 상호 대칭되는 입사 각도를 가지는 2개의 광원이 각각 복수의 광 경로를 대상체를 향해 출력하여 광삼각법 원리를 이용한 대상체에 대한 3차원 측정 효율을 향상시킬 수 있는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치에 관한 것이다. The present invention relates to a high-speed three-dimensional sensor device for splitting light paths, and more specifically, two light sources having mutually symmetrical incident angles based on a detection signal incident to a sensing unit output a plurality of light paths toward an object, respectively. The present invention relates to an optical path division high-speed 3D sensor device capable of improving 3D measurement efficiency of an object using the principle of light triangulation.

일반적인 라인 레이저(Line laser)를 이용한 광삼각법 센서(Optical Triangulation Sensor)는 한 개의 레이저를 이용하여 y축 스캔 데이터를 취합함으로써, 3차원 영상을 획득하는 기술이다. 이러한 광삼각법 센서는 한 방향에 대한 레이저 측정이 가능함으로써, 음영에 간섭되는 한계를 가진다. An optical triangulation sensor using a general line laser is a technology that acquires a three-dimensional image by collecting y-axis scan data using one laser. Such an optical triangulation sensor can measure laser in one direction, and thus has a limitation of interference with shadows.

이러한 라인 레이저를 이용한 광삼각법 센서는 음영 및 측정 한계 영역을 제거하기 위해, 다수의 레이저 광원과 1개의 카메라를 이용한 3차원 센서로 제공되기도 한다. 이러한 3차원 센서는 다수의 레이저 광원을 순차적으로 작동시켜 대면적을 측정함으로써, 레이저 빔의 균일성(Uniformity)을 저하시키며 고해상도 측정에 불리하다. 뿐만 아니라, 다수의 레이저 광원은 펄스 모드(Pulse mode)로 동작됨으로써, 레이저 광원의 출력이 낮으며 카메라의 장시간 노출로 인한 긴 측정 시간의 한계를 가진다. An optical triangulation sensor using such a line laser may be provided as a 3D sensor using a plurality of laser light sources and one camera in order to remove shadows and measurement limit areas. Such a three-dimensional sensor measures a large area by sequentially operating a plurality of laser light sources, thereby degrading the uniformity of a laser beam and being disadvantageous in high-resolution measurement. In addition, since a plurality of laser light sources are operated in a pulse mode, the output of the laser light source is low and the measurement time is limited due to the long exposure of the camera.

이에 따라, 근래에는 경제적이면서도 대면적에 대한 측정 정확도가 향상된 광삼각법을 이용한 3차원 센서에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다. Accordingly, in recent years, research on a three-dimensional sensor using optical triangulation, which is economical and has improved measurement accuracy for a large area, has been continuously conducted.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0035202호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0035202 대한민국 등록특허공보 제10-1314592호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1314592

본 발명의 목적은 센싱부로 입사되는 감지신호를 기준으로 상호 대칭되는 입사 각도를 가지도록 2개의 광원이 복수의 광 경로를 순차적으로 출력하여 레이저 광삼각법 원리를 이용한 대상체의 3차원 측정 효율을 향상시킬 수 있는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to improve the 3D measurement efficiency of an object using the principle of laser light triangulation by using two light sources to sequentially output a plurality of light paths so as to have a mutually symmetrical incident angle based on a sensing signal incident to a sensing unit. It is to provide an optical path division high-speed three-dimensional sensor device capable of.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치는, 제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 광원부, 측정하고자 하는 대상체를 향해 상기 제1광을 복수의 경로로 가이드하는 제1가이드부, 상기 대상체를 향해 상기 제2광을 복수의 경로로 가이드하는 제2가이드부, 상기 대상체로부터 반사되는 상기 제1 및 제2광에 의한 감지신호를 센싱하는 센싱부 및, 상기 센싱부의 센싱 동작에 연동하도록 상기 제1 및 제2가이드부에 의한 상기 제1 및 제2광의 복수의 경로 중 적어도 어느 하나의 경로를 상기 대상체로 출력시키고 나머지 경로들은 차단되도록 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부를 포함하며, 상기 제1광의 복수의 경로는 상기 센싱부로 입사되는 상기 감지신호를 기준으로 상기 제2광의 복수의 경로와 대칭되는 입사 각도를 가진다. In order to achieve the above object, a high-speed three-dimensional sensor device for dividing a light path according to the present invention includes first and second light sources for generating first and second light, respectively, and is simultaneously turned on during sensing operation. a light source unit that maintains a light source unit, a first guide unit that guides the first light toward a target object to be measured along a plurality of paths, a second guide unit that guides the second light toward the target unit along a plurality of paths, and A sensing unit for sensing detection signals by the reflected first and second lights, and at least one of a plurality of paths of the first and second lights by the first and second guide units to be interlocked with the sensing operation of the sensing unit. and a control unit configured to obtain 3D image data from the sensing signal by outputting one path to the object and controlling other paths to be blocked, wherein the plurality of paths of the first light are the sensing signal incident to the sensing unit. It has an incident angle symmetrical with the plurality of paths of the second light based on .

또한, 상기 제1 및 제2광원은 라인 빔(Line beam)을 포함하는 레이저 광을 발생시킬 수 있다. In addition, the first and second light sources may generate laser light including a line beam.

또한, 상기 제1가이드부는, 상기 제1광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제1광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 및 제2경로로 가이드하는 제1갈바노 미러, 상기 제1갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나는 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제1슬릿 및, 상기 제1슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제1광의 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제1반사체를 포함하고, 상기 제2가이드부는, 상기 제2광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제2광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 제3 및 제4경로로 가이드하는 제2갈바노 미러, 상기 제2갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제2슬릿 및, 상기 제2슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제2광의 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제2반사체를 포함할 수 있다. In addition, the first guide unit faces the first light source and guides the first light into first and second paths having different incident angles toward the object according to a rotation posture controlled by the control unit. a first galvano mirror, a first slit provided between the first galvano mirror and the object, and condensing light through one of the first and second paths and blocking the other; A first reflector provided between an object and reflecting one of the first and second paths of the first light toward the object to change a traveling direction, wherein the second guide unit includes the second light source and the second light source. A second galvano mirror and a second galvano mirror for guiding the second light to third and fourth paths having different incident angles toward the object according to the rotation posture controlled by the control unit, and A second slit provided between the object and condensing and passing one of the third and fourth paths and blocking the other, and provided between the second slit and the object, to pass the second light through the third path. and a second reflector for changing a traveling direction by reflecting any one of the fourth paths toward the target object.

또한, 상기 감지신호를 기준으로 상기 제1 및 제4경로의 입사 각도가 상기 제2 및 제3경로의 입사 각도보다 크고, 상기 제1 및 제2반사체는 상기 제1 및 제4경로를 상기 대상체로 반사시킬 수 있다. In addition, incident angles of the first and fourth paths are greater than incident angles of the second and third paths based on the detection signal, and the first and second reflectors transmit the first and fourth paths to the target object. can be reflected.

또한, 상기 제1 및 제2가이드부와 상기 대상체 사이에 마련되는 복수의 조절렌즈를 포함하여, 상기 제1 및 제2광으로부터 분리된 상기 복수의 경로를 각각 조절하여 상기 대상체로 안내하는 복수의 조절렌즈를 포함하는 조절부를 포함할 수 있다. In addition, a plurality of adjusting lenses provided between the first and second guide units and the object, respectively adjusting the plurality of paths separated from the first and second light and guiding them to the object. It may include an adjusting unit including an adjusting lens.

또한, 상기 복수의 조절렌즈는 상기 제1 및 제2광의 형상 유지 및 라인 빔(Line beam)의 길이 조절이 가능하도록 형상 및 개수가 조절될 수 있다. In addition, the shape and number of the plurality of adjusting lenses may be adjusted to maintain the shape of the first and second lights and adjust the length of a line beam.

또한, 상기 센싱부는 상기 대상체와 마주하여 상기 감지신호를 촬영하는 3차원 카메라를 포함할 수 있다. In addition, the sensing unit may include a 3D camera facing the object and photographing the detection signal.

또한, 상기 제1가이드부는, 상기 제1광이 입사되며, 상기 제1광을 제1 및 제2경로로 분리시키는 제1스위치 및, 상기 제1스위치와 연결되어, 상기 제1 및 제2경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제1 및 제2광섬유를 포함하고, 상기 제2가이드부는, 상기 제2광이 입사되며, 상기 제2광을 제3 및 제4경로로 분리시키는 제2스위치 및, 상기 제2스위치와 연결되어, 상기 제3 및 제4경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제3 및 제4광섬유를 포함할 수 있다. In addition, the first guide unit is connected to a first switch that separates the first light into first and second paths through which the first light is incident, and is connected to the first switch to guide the first and second paths. A second switch including first and second optical fibers for respectively outputting to the target object, wherein the second guide unit receives the second light and separates the second light into third and fourth paths; It may include third and fourth optical fibers connected to the second switch and outputting the third and fourth paths to the object, respectively.

또한, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2광의 상기 복수의 경로가 순차적으로 상기 대상체로 입사되어 상기 센싱부로 센싱되도록 제어하여, 하나의 광으로부터 분리된 상기 복수의 경로에 의해 각각 획득된 복수의 센싱값을 동일한 특성값으로 보정할 수 있다. In addition, the control unit controls the plurality of paths of the first and second lights to be sequentially incident on the object and sensed by the sensing unit, so that a plurality of sensing signals respectively obtained by the plurality of paths separated from one light values can be calibrated to the same characteristic values.

본 발명의 바람직한 다른 측면에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치는, 제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 광원부, 측정하고자 하는 대상체를 향해 상기 제1광을 제1 및 제2경로로 가이드하는 제1가이드부, 상기 대상체를 향해 상기 제2광을 제3 및 제4경로로 가이드하는 제2가이드부, 상기 제1 내지 제4경로로 상기 대상체로 입사되어 각각 반사되는 감지신호를 센싱하는 센싱부 및, 상기 센싱부와 연동하여 상기 제1 내지 제4경로가 순차적으로 상기 대상체로 출력되도록 상기 제1 및 제2가이드부를 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부를 포함하며, 상기 제1 및 제2경로는 상기 센싱부로 입사되는 상기 감지신호를 기준으로 상기 제3 및 제4경로와 각각 대칭되는 입사 각도를 가질 수 있다. A light path dividing high-speed three-dimensional sensor device according to another preferred aspect of the present invention includes first and second light sources respectively generating first light and second light, and simultaneously maintaining an on state during a sensing operation. a light source unit for measuring, a first guide unit for guiding the first light in first and second paths toward an object to be measured, and a second guide unit for guiding the second light in third and fourth paths toward the object , a sensing unit configured to sense detection signals that are incident on the object through the first to fourth paths and reflected, respectively, and the first to fourth paths are sequentially output to the object in conjunction with the sensing unit. and a control unit controlling a second guide unit to obtain 3D image data from the detection signal, wherein the first and second paths are the third and fourth paths based on the detection signal incident to the sensing unit. may have incident angles symmetrical to each other.

또한, 상기 제1 및 제2광원은 라인 빔(Line beam)을 포함하는 레이저 광을 발생시킬 수 있다. In addition, the first and second light sources may generate laser light including a line beam.

또한, 상기 제1 및 제2가이드부와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제1 내지 제4경로를 조절하는 조절부를 포함하며, 상기 조절부는 상기 제1 및 제2광의 형상 유지 및 상기 제1 내지 제4경로 각각의 길이 조절이 가능하도록 형상 및 개수가 조절되는 복수의 조절렌즈를 포함할 수 있다. In addition, it is provided between the first and second guide parts and the object, and includes an adjusting part for adjusting the first to fourth paths, wherein the adjusting part maintains the shape of the first and second lights and the first to fourth paths. It may include a plurality of adjustment lenses whose shape and number are adjusted so that the length of each of the four paths can be adjusted.

또한, 상기 제1가이드부는, 상기 제1광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제1광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 상기 제1 및 제2경로로 가이드하는 제1갈바노 미러, 상기 제1갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나는 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제1슬릿 및, 상기 제1슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제1광의 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제1반사체를 포함하고, 상기 제2가이드부는, 상기 제2광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제2광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 상기 제3 및 제4경로로 가이드하는 제2갈바노 미러, 상기 제2갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제2슬릿 및, 상기 제2슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제2광의 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제2반사체를 포함할 수 있다. In addition, the first guide unit faces the first light source and guides the first light into the first and second paths having different incident angles toward the object according to a rotation posture controlled by the control unit. a first galvano mirror, a first slit provided between the first galvano mirror and the object, and condensing and passing either one of the first and second paths and blocking the other; and A first reflector provided between the object and reflecting one of the first and second paths of the first light toward the object to change a traveling direction, wherein the second guide unit comprises: the second light source a second galvanometer mirror for guiding the second light to the third and fourth paths having different incident angles toward the object according to a rotation attitude controlled by the control unit, facing the second galvanometer; A second slit provided between the mirror and the object to condense and pass any one of the third and fourth paths and block the other, and provided between the second slit and the object, so that the second light It may include a second reflector for changing a traveling direction by reflecting any one of the third and fourth paths toward the target object.

또한, 상기 감지신호를 기준으로 상기 제1 및 제4경로의 입사 각도가 상기 제2 및 제3경로의 입사 각도보다 크고, 상기 제1 및 제2반사체는 상기 제1 및 제4경로를 상기 대상체로 반사시킬 수 있다. In addition, incident angles of the first and fourth paths are greater than incident angles of the second and third paths based on the detection signal, and the first and second reflectors transmit the first and fourth paths to the target object. can be reflected.

또한, 상기 제1가이드부는, 상기 제1광이 입사되어 상기 제1 및 제2경로로 분리시키는 제1스위치 및, 상기 제1스위치와 연결되어, 상기 제1 및 제2경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제1 및 제2광섬유를 포함하고, 상기 제2가이드부는, 상기 제2광이 입사되어 상기 제3 및 제4경로로 분리시키는 제2스위치 및, 상기 제2반사체와 연결되어, 상기 제3 및 제4경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제3 및 제4광섬유를 포함할 수 있다. In addition, the first guide unit is connected to a first switch for separating the first light into the first and second paths through which the first light is incident, and is connected to the first switch to direct the first and second paths to the object, respectively. It includes first and second optical fibers for outputting, and the second guide unit is connected to a second switch for separating the second light into the third and fourth paths and the second reflector, It may include third and fourth optical fibers for outputting the third and fourth paths to the object, respectively.

또한, 상기 센싱부는 상기 대상체와 마주하여 상기 감지신호를 촬영하는 3차원 카메라를 포함할 수 있다. In addition, the sensing unit may include a 3D camera facing the object and photographing the detection signal.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제4경로 중 어느 하나는 상기 대상체로 진행시키고 나머지 경로들의 진행은 차단되도록, 상기 제1 및 제2가이드부를 제어하며, 하나의 광으로부터 분리된 2개의 경로에 의해 각각 획득된 2개의 센싱값을 동일한 특성값으로 보정할 수 있다. In addition, the control unit controls the first and second guide units so that any one of the first to fourth paths travels to the object and the remaining paths are blocked, and two paths separated from one light It is possible to correct the two sensing values obtained respectively by the same characteristic value.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 대상체로부터 반사되는 감지신호를 기준으로 상호 대칭되는 복수의 광 경로를 2개의 광원을 이용해 제공하여 하나의 센싱부로 센싱함으로써, 대칭되는 광 경로로 측정된 데이터의 음영을 제거할 수 있다. 그로 인해, 광삼각법 원리에 의해 입체 형상을 가지는 대상체의 3차원 측정 효율을 향상시킬 수 있다. According to the present invention having the configuration as described above, first, a plurality of light paths that are symmetrical to each other based on the detection signal reflected from the object are provided using two light sources and sensed by one sensing unit, thereby measuring the symmetrical light path. You can remove the shaded data. Accordingly, efficiency of 3D measurement of a three-dimensional object may be improved by the principle of optical triangulation.

둘째, 2개의 광원으로도 고속 및 고품질의 3차원 입체 데이터 측정이 가능하여, 기존의 다수의 광원을 이용한 측정 방식에 비하여 경제적으로 유리하다. Second, it is possible to measure high-speed and high-quality three-dimensional three-dimensional data even with two light sources, which is economically advantageous compared to conventional measurement methods using multiple light sources.

셋째, 기존의 하나의 광원을 이용한 3차원 입체 센싱으로 인한 광원 편차의 노이즈 문제를 해결함으로써, 측정 한계를 극복할 수 있다. 특히, 하나의 광원으로부터 2개의 데이터를 획득하여 보정함으로써, 레이저의 특성값 보정에 유리하다. Third, it is possible to overcome the measurement limitation by solving the noise problem of the light source deviation due to the three-dimensional stereoscopic sensing using one existing light source. In particular, by acquiring and correcting two data from one light source, it is advantageous to correct the characteristic value of the laser.

넷째, 지속파(CW) 모드를 적용할 수 있음으로써, 광원의 출력 파워 손실을 최소화할 수 있다. 그로 인해, 3차원 스캐닝을 위한 충분한 광량 확보에 유리하다. Fourth, the output power loss of the light source can be minimized by applying the continuous wave (CW) mode. Therefore, it is advantageous to secure a sufficient amount of light for 3D scanning.

다섯째, 빠른 속도로 각도를 회전시킬 수 있는 갈바노 미러를 이용하여 광 경로를 안내할 수 있어, 광원과 대상체 사이의 간격에 상관 없이 고해상도에 유리한 입사 각도를 구현할 수 있다. Fifth, since a light path can be guided using a galvano mirror capable of rotating an angle at high speed, an incident angle advantageous to high resolution can be implemented regardless of the distance between the light source and the target object.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1광의 제1경로를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1광의 제2경로를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제2광의 제3경로를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제2광의 제4경로를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시된 일 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치의 CW 모드를 기존의 펄스 모드와 개략적으로 도시한 그래프이다. 그리고,
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
1 is a configuration diagram schematically showing an optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining a first path of the first light shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining a second path of the first light shown in FIG. 1 .
FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining a third path of the second light shown in FIG. 1 .
FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a fourth path of the second light shown in FIG. 1 .
FIG. 6 is a graph schematically illustrating a CW mode and a conventional pulse mode of the optical path splitting high-speed 3D sensor device according to the embodiment shown in FIG. 1 . and,
7 is a configuration diagram schematically showing an optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device according to another preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to such embodiments, and the spirit of the present invention may be proposed differently by adding, changing, and deleting components constituting the embodiments, but this is also included in the spirit of the present invention. It will be.

도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)는 광원부(10), 제1가이드부(20), 제2가이드부(30), 조절부(40), 센싱부(50) 및 제어부(60)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a light path dividing high-speed 3D sensor device 1 according to a preferred embodiment of the present invention includes a light source unit 10, a first guide unit 20, a second guide unit 30, and a control unit. (40), a sensing unit 50 and a control unit 60.

참고로, 본 발명에서 설명하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)는 입체 형상을 가지는 대상체(O)를 촬영하는 3D 스캐너를 포함하는 것으로 예시한다. 그러나, 본 발명에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)가 3D 스캐너로만 한정되지 않으며, 대상체(O)에 대한 3차원 데이터 획득이 가능한 다양한 기술 분야에 적용될 수 있음은 당연하다. For reference, the optical path division high-speed 3D sensor device 1 described in the present invention is exemplified as including a 3D scanner for imaging an object O having a three-dimensional shape. However, it goes without saying that the optical path splitting high-speed 3D sensor device 1 according to the present invention is not limited to a 3D scanner, and can be applied to various technical fields capable of obtaining 3D data of an object O.

광원부(10)는 제1 및 제2광(11a)(12a)을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원(11)(12)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2광원(11)(12)은 라인 빔(Line beam) 형태의 레이저 빔(laser beam)을 발생시키는 레이저 발생수단을 포함하는 것으로 예시한다. 그로 인해, 제1 및 제2광원(11)(12)은 각각 제1 및 제2레이저 빔을 발생시키며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 및 제2광(11a)(12a)으로 지칭하여 설명한다. The light source unit 10 includes first and second light sources 11 and 12 generating first and second lights 11a and 12a, respectively. Here, the first and second light sources 11 and 12 are exemplified as including a laser generating means for generating a laser beam in the form of a line beam. Therefore, the first and second light sources 11 and 12 generate first and second laser beams, respectively, and hereinafter referred to as first and second lights 11a and 12a for convenience of description. Explain.

제1 및 제2광원(11)(12)은 후술할 센싱부(50)를 사이에 두고 상호 마주하도록 위치한다. 보다 바람직하게는, 제1 및 제2광원(11)(12)은 센싱부(50)를 기준으로 상호 대칭되는 위치에서 각각 제1 및 제2광(11a)(12a)을 발생시킨다. The first and second light sources 11 and 12 are positioned to face each other with a sensing unit 50 to be described later interposed therebetween. More preferably, the first and second light sources 11 and 12 generate the first and second lights 11a and 12a at positions symmetrical to each other with respect to the sensing unit 50 .

또한, 제1 및 제2광원(11)(12)은 대상체(O)에 대한 3차원 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 항시 유지함으로써, 제1 및 제2광(11a)(12a)을 계속 발생시킨다. 즉, 제1 및 제2광원(11)(12)은 지속파(CW) 모드로 동작된다. 이러한 제1 및 제2광원(11)(12)의 광 발생 동작은 센싱 동작과 함께 보다 자세히 후술한다. In addition, the first and second light sources 11 and 12 maintain an on state at the same time during the 3D sensing operation of the object O, so that the first and second light sources 11a and 12a are emitted. continue to occur That is, the first and second light sources 11 and 12 are operated in a continuous wave (CW) mode. Light generating operations of the first and second light sources 11 and 12 will be described later in detail along with sensing operations.

참고로, 제1 및 제2광원(11)(12)으로부터 발생되는 제1 및 제2광(11a)(12a)의 레이저 파장 범위는 대상체(O)의 종류, 크기, 재질 및 표면 상태 등에 따라 가변 가능하다. 또한, 광원부(10)는 측정하고자 하는 대상체(O)의 반사도에 대응하여 명도(Intensity)가 조절될 수 있다. For reference, the laser wavelength range of the first and second lights 11a and 12a generated from the first and second light sources 11 and 12 depends on the type, size, material, and surface condition of the object O. can be changed In addition, the intensity of the light source unit 10 may be adjusted according to the reflectivity of the object O to be measured.

제1가이드부(20)는 제1광원(11)으로부터 라인 빔으로 출력된 제1광(11a)을 집광시켜 대상체(O)로 경로를 가이드한다. 이때, 제1가이드부(20)는 제1광(11a)을 복수의 경로(L1)(L2)로 가이드할 수 있다. 본 실시예에서는 제1가이드부(20)가 2개의 경로(L1)(L2)로 제1광(11a)을 가이드하는 것으로 도시 및 예시하나, 이에 꼭 한정되지 않음은 당연하다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1가이드부(20)가 제1광(11a)을 제1 및 제2경로(L1)(L2)로 분리하는 것으로 지칭하여 설명한다. The first guide unit 20 condenses the first light 11a output as a line beam from the first light source 11 to guide a path to the object O. At this time, the first guide unit 20 may guide the first light 11a to a plurality of paths L1 and L2. In this embodiment, the first guide unit 20 is illustrated and illustrated as guiding the first light 11a through two paths L1 and L2, but is not necessarily limited thereto. Hereinafter, for convenience of description, the first guide unit 20 will be referred to as separating the first light 11a into first and second paths L1 and L2.

한편, 제1가이드부(20)는 제1광(11a)으로부터 라인 빔으로 출력되는 제1 및 제2경로(L1)(L2) 중 어느 하나만을 측정하고자 하는 대상체(O)로 안내한다. 이를 위해, 제1가이드부(20)는 제1갈바노 미러(21), 제1슬릿(22) 및 제1반사체(23)를 포함한다. Meanwhile, the first guide part 20 guides only one of the first and second paths L1 and L2 output as a line beam from the first light 11a to the object O to be measured. To this end, the first guide part 20 includes a first galvano mirror 21 , a first slit 22 and a first reflector 23 .

제1갈바노 미러(21)는 제1광원(11)과 마주하여, 후술할 제어부(60)에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 제1광원(11)으로부터 발생된 제1광(11a)을 제1 또는 제2경로(L1)(L2)로 안내한다. 이러한 제1갈바노 미러(21)는 후술할 센싱부(50)와 연동하여 대상체(O)의 동일 지점에 대해 제1광(11a)을 빠르게 조사시킬 수 있다. 즉, 제1갈바노 미러(21)는 입사되는 제1광(11a)의 경로를 고속으로 조절하기 위한 것으로서, 회전 자세에 따라 제1광(11a)의 경로를 조절할 수 있다. The first galvano mirror 21 faces the first light source 11 and emits the first light 11a generated from the first light source 11 according to a rotation posture controlled by a controller 60 to be described later. It is guided to the first or second path (L1) (L2). The first galvano mirror 21 can rapidly irradiate the first light 11a to the same point of the object O in conjunction with the sensing unit 50 to be described later. That is, the first galvano mirror 21 is for adjusting the path of the incident first light 11a at high speed, and can adjust the path of the first light 11a according to the rotation posture.

이때, 제1갈바노 미러(21)가 제1광(11a)의 경로를 전환시킬 수 있음에 따라, 대상체(O)와 광원(11) 사이의 간격이 좁음으로써 구현하기 어려운 고해상도에 유리한 입사 각도 범위 즉, 90°에 근접한 입사 각도로 제1광(11a)의 제1경로(L1)를 안내할 수 있다. 그로 인해, 제1갈바노 미러(21)는 광원(11)과 대상체(O) 사이의 간격과 같은 설치 조건에 상관 없이, 고해상도에 유리하도록 제1광(11a)의 제1경로(L1)를 안내할 수 있는 장점을 가진다.At this time, as the first galvano mirror 21 can change the path of the first light 11a, the distance between the object O and the light source 11 is narrow, which is advantageous for high resolution, which is difficult to achieve. It is possible to guide the first path L1 of the first light 11a within the range, that is, at an incident angle close to 90°. Therefore, the first galvano mirror 21 directs the first path L1 of the first light 11a to be advantageous for high resolution regardless of installation conditions such as the distance between the light source 11 and the object O. It has the advantage of being able to guide you.

제1슬릿(22)은 제1갈바노 미러(21)와 대상체(O)의 사이에 마련되어, 제1갈바노 미러(21)로부터 반사되어 입사되는 제1광(11a)을 집광시켜 대상체(O)로 출력한다. 여기서, 제1슬릿(22)은 회전되는 제1갈바노 미러(21)에 의해 가이드되는 제1광(11a)의 쓸림 현상으로 인한 광의 품질 저하를 차단하고, 선택된 제1광(11a)의 어느 한 경로만을 집광시켜 정렬시킨다. The first slit 22 is provided between the first galvano mirror 21 and the object O, and condenses the first light 11a reflected from the first galvano mirror 21 and incident thereon to the object O. ) is output as Here, the first slit 22 blocks the deterioration of the quality of light due to the rubbing of the first light 11a guided by the rotating first galvano mirror 21, and any one of the selected first light 11a It focuses and aligns only one path.

또한, 제1슬릿(22)은 제1갈바노 미러(21)에 의해 제1 및 제2경로(L1)(L2)로 조사되는 제1광(11a) 중에서 어느 한 경로만을 선택적으로 집광시켜 통과시킨다. 이를 위해, 제1슬릿(22)은 제어부(60)에 의해 제1광(11a)의 제1경로(L1)를 통과시킬 경우에는 제2경로(L2)를 차단(Block)시키고, 제2경로(L2)를 통과시킬 경우에는 제1경로(L1)를 차단시키도록 제어될 수 있다. In addition, the first slit 22 selectively condenses and passes only one path among the first light 11a irradiated to the first and second paths L1 and L2 by the first galvano mirror 21. let it To this end, when the first slit 22 passes the first path L1 of the first light 11a by the control unit 60, the second path L2 is blocked, and the second path When passing through (L2), it can be controlled to block the first path (L1).

제1반사체(23)는 제1광(11a)의 제1 및 제2경로(L1)(L2) 중 어느 하나를 대상체(O)를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시킨다. 이러한 제1반사체(23)는 제1슬릿(22)과 대상체(O)의 사이에 마련되어, 반사 각도에 의해 제1광(11a)의 진행 방향을 전환시킨다.The first reflector 23 changes the traveling direction by reflecting any one of the first and second paths L1 and L2 of the first light 11a toward the object O. The first reflector 23 is provided between the first slit 22 and the target object O, and changes the traveling direction of the first light 11a according to the reflection angle.

한편, 제1갈바노 미러(21)에 의해 안내되는 제1 및 제2경로(L1)(L2)는 대상체(O)로부터 반사되어 후술할 센싱부(50)로 입사되는 감지신호(S)를 기준으로, 대상체(O)로 입사되는 입사 각도(A1)(A2)가 각각 상이하다. 본 실시예에서는 제1광(11a)의 제1경로(L1)는 제1입사 각도(A1)로 대상체(O)에 입사되고, 제2경로(L2)는 제2입사 각도(A2)로 대상체(O)에 입사되는 것으로 예시한다. 여기서, 제1입사 각도(A1)는 제2입사 각도(A2)보다 크며, 제1경로(L1)가 제2경로(L2)보다 상대적으로 바깥쪽에서 안내됨에 따라, 제1반사체(23)에 의해 대상체(O)로 경로가 반사되어 안내된다. Meanwhile, the first and second paths L1 and L2 guided by the first galvano mirror 21 generate a detection signal S that is reflected from the object O and incident on the sensing unit 50 to be described later. As a reference, incident angles A1 and A2 incident on the object O are different. In this embodiment, the first path L1 of the first light 11a is incident on the object O at the first incident angle A1, and the second path L2 is incident on the object O at the second incident angle A2. It is exemplified by being incident on (O). Here, the first incident angle A1 is greater than the second incident angle A2, and as the first path L1 is guided from the outside relative to the second path L2, the first reflector 23 The path is reflected to the target object O and guided.

제1광(11a)이 서로 다른 제1 및 제2입사 각도(A1)(A2)를 가지는 제1 및 제2경로(L1)(L2)로 대상체(O)를 향해 출력됨으로써, 제1 및 제2입사 각도(A1)(A2) 중 어느 하나의 입사 각도로 입사된 제1광(11a)의 측정 한계 영역을 제1 및 제2입사 각도(A1)(A2) 중 다른 하나의 입사 각도로 입사된 제1광(11a)에 의해 측정될 수 있다. 여기서, 제1입사 각도(A1)는 대략 45°이고, 제2입사 각도(A2)는 대략 30°인 것으로 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 대상체(O)의 종류, 사이즈, 입체 형상과 같은 센싱 조건에 따라, 제1 및 제2입사 각도(A1)(A2)는 가변 가능하다. The first light 11a is output toward the object O through first and second paths L1 and L2 having different first and second incident angles A1 and A2, so that the first and second light beams 11a are output toward the object O. 2 The measurement limit area of the first light 11a incident at any one incident angle among the incident angles A1 and A2 is incident at the other incident angle among the first and second incident angles A1 and A2 It can be measured by the first light 11a. Here, the first incident angle A1 is approximately 45° and the second incident angle A2 is approximately 30°, but is not limited thereto. That is, according to sensing conditions such as the type, size, and three-dimensional shape of the object O, the first and second incident angles A1 and A2 may be variable.

참고로, 제1광(11a)의 입사 각도(A1)(A2)는 후술할 센싱부(50)를 기준으로 90°에 가까워질수록 분해능이 높아지며, 0°에 가까워질수록 정밀 부품 측정에 용이하다. 이에 따라, 제1입사 각도(A1)는 90°에 가까움으로써 분해능이 우수하고, 제2입사 각도(A2)는 0°에 가까움으로써 정밀 측정에 유리하여, 제1광(11a)의 측정 데이터를 상호 보완할 수 있다. For reference, the incident angle (A1) (A2) of the first light (11a), the closer to 90 ° relative to the sensing unit 50 to be described later, the higher the resolution, and the closer to 0 °, the easier to measure precision parts do. Accordingly, since the first incident angle A1 is close to 90°, the resolution is excellent, and the second incident angle A2 is close to 0°, which is advantageous for precise measurement, so that the measurement data of the first light 11a can be obtained. can complement each other.

제2가이드부(30)는 제2광원(12)으로부터 라인 빔 형태로 출력된 제2광(12a)을 복수의 경로로 집광시켜 대상체(O)로 가이드한다. 이러한 제2가이드부(30)는 제1가이드부(20)와 마찬가지로, 제2광(12a)을 2개의 경로 (L3)(L4)로 경로를 가이드하며, 설명의 편의를 위해 제3 및 제4경로(L3)(L4)로 각각 지칭하여 설명한다. The second guide unit 30 condenses the second light 12a output in the form of a line beam from the second light source 12 into a plurality of paths and guides the second light 12a to the object O. Similar to the first guide unit 20, the second guide unit 30 guides the second light 12a along two paths L3 and L4, and for convenience of explanation, the third and third paths. Four paths (L3) (L4) will be referred to and described respectively.

제2가이드부(30)는 제3 및 제4경로(L3)(L4)로 제2광(12a)을 가이드하기 위해, 제2갈바노 미러(31), 제2슬릿(32) 및 제2반사체(33)를 포함한다. The second guide unit 30 includes a second galvano mirror 31, a second slit 32 and a second light 12a to guide the second light 12a to the third and fourth paths L3 and L4. A reflector 33 is included.

제2갈바노 미러(31)는 제2광원(12)과 마주하여, 후술할 제어부(60)에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 제2광원(12)으로부터 발생된 제2광(12a)을 제3 및 제4경로(L3)(L4)로 안내한다. 이러한 제2갈바노 미러(31)는 제1갈바노 미러(21)와 마찬가지로, 회전 자세에 따라 제2광(12a)의 입사 각도를 조절할 수 있는 조절 수단 중 하나이다. The second galvano mirror 31 faces the second light source 12 and emits the second light 12a generated from the second light source 12 according to a rotation posture controlled by a controller 60 to be described later. It guides to the third and fourth paths (L3) (L4). Like the first galvano mirror 21, the second galvano mirror 31 is one of adjusting means capable of adjusting the incident angle of the second light 12a according to the rotational posture.

한편, 제2갈바노 미러(31)는 제어부(60)에 의해 회전 각도가 빠르게 제어됨으로써 제2광(12a)의 입사 각도를 빠르게 전환시켜 고속 측정에 유리하다. 아울러, 제2갈바노 미러(31)는 제1갈바노 미러(21)와 마찬가지로, 대상체(O)와 광원(12) 사이의 간격에 상관 없이 고해상도 측정에 유리한 90°에 근접한 입사 각도로 제2광(12a)의 제4경로(L4)를 안내할 수 있다.Meanwhile, the rotation angle of the second galvano mirror 31 is quickly controlled by the control unit 60, so that the incident angle of the second light 12a is quickly switched, which is advantageous for high-speed measurement. In addition, like the first galvano mirror 21, the second galvano mirror 31 has an incident angle close to 90°, which is advantageous for high-resolution measurement, regardless of the distance between the object O and the light source 12. A fourth path L4 of the light 12a may be guided.

제2슬릿(32)은 제2갈바노 미러(31)와 대상체(O)의 사이에 마련되어, 제2갈바노 미러(31)로부터 반사되어 입사된 제2광(12a)을 집광시켜 대상체(O)로 출력한다. 이러한 제2슬릿(32)도 제1슬릿(22)과 마찬가지로, 회전되는 제2갈바노 미러(31)에 의해 가이드되는 제2광(12a)의 쓸림 현상으로 인한 광의 품질 저하를 차단하고, 선택된 제2광(12a)의 어느 하나의 경로만을 집광시켜 정렬시킨다. 그로 인해, 제2슬릿(32)은 제3 및 제4경로(L3)(L4) 중에서 선택된 어느 하나의 경로는 통과시키고 다른 하나의 경로는 차단(Block)시키도록 제어부(60)에 의해 제어된다. The second slit 32 is provided between the second galvano mirror 31 and the object O, and collects the incident second light 12a reflected from the second galvano mirror 31 to form the object O. ) is output as Similar to the first slit 22, the second slit 32 also blocks the deterioration of light quality due to the rubbing of the second light 12a guided by the rotating second galvano mirror 31, and Only one path of the second light 12a is condensed and aligned. Therefore, the second slit 32 is controlled by the control unit 60 to pass through any one path selected from the third and fourth paths L3 and L4 and block the other path. .

제2반사체(33)는 제2광(12a)의 제3 및 제4경로(L3)(L4) 중 어느 하나를 대상체(O)를 향해 반사시킨다. 이러한 제2반사체(33)는 제1반사체(23)와 마찬가지로, 제2슬릿(32)과 대상체(O)의 사이에 마련되어 제2광(12a)의 진행 방향을 전환시킨다. The second reflector 33 reflects any one of the third and fourth paths L3 and L4 of the second light 12a toward the object O. Similar to the first reflector 23, the second reflector 33 is provided between the second slit 32 and the object O to change the traveling direction of the second light 12a.

참고로, 제2갈바노 미러(31)에 의해 안내되는 제2광(12a)의 제3 및 제4경로(L3)(L4)는 대상체(O)로부터 반사되는 감지신호(S)를 기준으로 대상체(O)에 대해 각각 서로 다른 각도 즉, 제3 및 제4입사 각도(A3)(A4)로 입사된다. 본 실시예에서는 제2광(12a)의 제3경로(L3)는 제3입사 각도(A3)로 대상체(O)에 입사되고, 제4경로(L4)는 제4입사 각도(A4)로 대상체(O)에 입사되는 것으로 예시한다. 여기서, 제4입사 각도(A4)는 제3입사 각도(A3)보다 크며, 제4경로(L4)가 제3경로(L3)보다 상대적으로 바깥쪽에서 안내됨에 따라, 제4경로(L4)가 제2반사체(33)에 의해 진행 경로가 전환되도록 가이드된다. For reference, the third and fourth paths L3 and L4 of the second light 12a guided by the second galvano mirror 31 are based on the detection signal S reflected from the object O. The light is incident on the object O at different angles, that is, third and fourth incident angles A3 and A4. In this embodiment, the third path L3 of the second light 12a is incident on the object O at the third incident angle A3, and the fourth path L4 is incident on the object O at the fourth incident angle A4. It is exemplified by being incident on (O). Here, the fourth angle of incidence A4 is greater than the third angle of incidence A3, and as the fourth path L4 is guided from the outside relative to the third path L3, the fourth path L4 is the third path L4. It is guided so that the traveling path is switched by the 2 reflector 33.

한편, 제3입사 각도(A3)는 제2입사 각도(A2)와 마찬가지로 대략 30°이고, 제4입사 각도(A4)는 제1입사 각도(A1)와 마찬가지로 대략 45°인 것으로 예시하나, 한정사항은 아니다. 즉, 본 실시예에서는 제1및 제4입사 각도(A1)(A4)가 상호 동일하고, 제2 및 제3입사 각도(A2)(A3)가 상호 동일하여, 센싱부(60)로 입사되는 감지신호(S)를 기준으로 상호 대칭인 각도를 가진다. 그로 인해, 제1광(11a)이 제1 및 제2입사 각도(A1)(A2)로 대상체(O)로 입사되어 측정한 데이터의 음영을 제2광(12a)이 제4 및 제3입사 각도(A4)(A3)로 대상체(O)로 입사되어 측정한 데이터로 제거할 수 있다. Meanwhile, the third incident angle A3 is approximately 30° similar to the second incident angle A2, and the fourth incident angle A4 is approximately 45° similar to the first incident angle A1, but is limited. it is not a matter That is, in this embodiment, the first and fourth incident angles A1 and A4 are the same, and the second and third incident angles A2 and A3 are the same, so that Based on the detection signal (S), it has a mutually symmetrical angle. Therefore, the first light 11a is incident on the object O at the first and second incident angles A1 and A2, and the second light 12a changes the shade of the measured data to the fourth and third incident angles A1 and A2. The light incident on the object O at the angles A4 and A3 may be removed as measured data.

조절부(40)는 제1 및 제2가이드부(30)로부터 가이드된 제1 및 제2광(11a)(12a)의 경로들(L1)(L2)(L3)(L4)를 조절하여 대상체(O)로 안내한다. 여기서, 조절부(40)는 제1광(11a)의 제1 및 제2경로(L1)(L2)와, 제2광(12a)의 제3 및 제4경로(L3)(L4)를 안내하기 위한 복수의 조절렌즈(41~48)들을 포함한다. The controller 40 adjusts the paths L1, L2, L3, and L4 of the first and second lights 11a and 12a guided by the first and second guide units 30 so as to control the target object. Guide to (O). Here, the controller 40 guides the first and second paths L1 and L2 of the first light 11a and the third and fourth paths L3 and L4 of the second light 12a. It includes a plurality of adjusting lenses (41 to 48) for

복수의 조절렌즈(41~48)들은 제1 및 제2광(11a)(12a)들의 라인 빔 형상을 유지시킴과 아울러, 제1 및 제2광(11a)(12a)에 의한 라인 빔의 길이를 변경할 수 있다. 이를 위해, 복수의 조절렌즈(41~48)들은 제1 및 제2광(11a)(12a)의 조절을 위해 개수를 비롯하여, 두께 및 크기 등과 같은 형상이 조절될 수 있다. The plurality of adjustment lenses 41 to 48 maintain the shape of the line beam of the first and second lights 11a and 12a, and the length of the line beam by the first and second lights 11a and 12a. can be changed. To this end, the plurality of adjusting lenses 41 to 48 may be adjusted in shape, such as the number, thickness and size, in order to adjust the first and second lights 11a and 12a.

보다 구체적으로, 조절부(40)는 제1반사체(23)로부터 분리되어 제1갈바노 미러(21)에 의해 진행 각도가 조절된 제1광(11a)의 제1경로(L1)를 안내하는 제1 및 제2조절렌즈(41)(42)와, 제1광(11a)의 제2경로(L2)를 안내하는 제3 및 제4조절렌즈(43)(44)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2조절렌즈(41)(42)는 제1반사체(23)와 대상체(O) 사이에 위치하고, 제3 및 제4조절렌즈(43)(44)는 제1슬릿(22)과 대상체(O) 사이에 위치한다. More specifically, the control unit 40 is separated from the first reflector 23 and guides the first path L1 of the first light 11a whose traveling angle is adjusted by the first galvano mirror 21. It may include first and second adjusting lenses 41 and 42 and third and fourth adjusting lenses 43 and 44 guiding the second path L2 of the first light 11a. Here, the first and second adjusting lenses 41 and 42 are positioned between the first reflector 23 and the object O, and the third and fourth adjusting lenses 43 and 44 are positioned between the first slit 22 ) and the object (O).

또한, 조절부(40)는 제2반사체(33)로부터 분리된 제2광(12a)의 제3경로(L3)를 안내하는 제5 및 제6조절렌즈(45)(46)와, 제2광(12a)의 제4경로(L4)를 안내하는 제7 및 제8조절렌즈(47)(48)를 포함할 수 있다. 여기서, 제5 및 제6조절렌즈(45)(46)는 제2슬릿(32)과 대상체(O) 사이에 위치하고, 제7 및 제8조절렌즈(47)(48)는 제2반사체(33)와 대상체(O) 사이에 위치한다. In addition, the adjusting unit 40 includes fifth and sixth adjusting lenses 45 and 46 for guiding the third path L3 of the second light 12a separated from the second reflector 33, and the second light 12a. Seventh and eighth adjusting lenses 47 and 48 guiding the fourth path L4 of the light 12a may be included. Here, the fifth and sixth adjusting lenses 45 and 46 are positioned between the second slit 32 and the object O, and the seventh and eighth adjusting lenses 47 and 48 are positioned between the second slit 32 and the object O, and the second reflector 33 ) and the object (O).

참고로, 본 실시예에서는 제1 내지 제4경로(L1)(L2)(L3)(L4)에 각각 대응하여 2개의 조절렌즈들(41~48)이 위치하는 것으로 예시하였으나, 제1 및 제2광(11a)(12a)의 출력 조건, 대상체(O)와의 거리 등에 따라, 다양하게 개수 변경이 가능하다. 즉, 도 1에 도시된 조절부(40)의 조절렌즈(41~48)의 개수로만 한정되지 않으며, 사용 조건에 따라 다양한 변경이 가능함은 당연하다. For reference, in this embodiment, it is illustrated that the two adjustment lenses 41 to 48 are positioned corresponding to the first to fourth paths L1, L2, L3, and L4, respectively, but the first and second adjustment lenses 41 to 48 are located. Depending on the output conditions of the two lights 11a and 12a, the distance to the target object O, etc., the number can be changed in various ways. That is, it is not limited to only the number of adjusting lenses 41 to 48 of the adjusting unit 40 shown in FIG. 1, and various changes are possible according to use conditions.

센싱부(50)는 제1 및 제2광(11a)(12a)이 대상체(O)에 입사되어 반사되는 감지신호(S)를 센싱한다. 이러한 센싱부(50)는 대상체(O)와 마주하여 감지신호(S)를 촬영하는 카메라(51)와, 감지신호(S)를 카메라(51)로 안내하는 카메라 렌즈(52)를 포함할 수 있다. The sensing unit 50 senses a detection signal S in which the first and second lights 11a and 12a are incident on the object O and reflected. The sensing unit 50 may include a camera 51 facing the object O and photographing the detection signal S, and a camera lens 52 guiding the detection signal S to the camera 51. there is.

카메라(51)는 카메라 렌즈(52)를 통해 입사되는 감지신호(S)를 전달받아 대상체(O)에 대한 3차원 이미지 데이터를 획득한다. 이러한 카메라(51)를 이용한 이미지 데이터 획득은 센싱 동작과 함께, 보다 자세히 후술하도록 한다. The camera 51 receives the detection signal S incident through the camera lens 52 and obtains 3D image data of the object O. Obtaining image data using the camera 51 together with a sensing operation will be described later in more detail.

제어부(60)는 센싱부(50)의 센싱 동작에 연동하여, 제1 및 제2가이드부(20)(30)에 의해 가이드되는 제1 및 제2광(11a)(12a)의 제1 내지 제4경로(L1)(L2)(L3(L4) 중 적어도 어느 하나의 경로를 대상체(O)로 출력시키고 나머지 경로들은 차단되도록 제어한다. 이러한 제어부(60)는 제1 및 제2광(11a)(12a)을 각각 가이드하는 제1 및 제2가이드부(20)(30)와 신호 교환되어, 제1 및 제2갈바노 미러(21)(31)의 회전 각도 및 제1 및 제2슬릿(22)(32)의 경로 차단 범위 등을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(60)는 센싱부(50)와 연결되어, 센싱부(50)로부터 입력된 신호에 연동하여 제1 및 제2가이드부(20)(30)의 동작을 제어한다. The control unit 60 interlocks with the sensing operation of the sensing unit 50 and transmits the first and second light beams 11a and 12a guided by the first and second guide units 20 and 30. At least one of the fourth paths L1, L2, L3, and L4 is output to the object O, and the remaining paths are blocked. The controller 60 controls the first and second lights 11a. Signals are exchanged with the first and second guide parts 20 and 30 for guiding ) 12a, respectively, and the rotation angles of the first and second galvano mirrors 21 and 31 and the first and second slits (22) It is possible to control the path blocking range of 32. At this time, the control unit 60 is connected to the sensing unit 50 and interlocks with the signal input from the sensing unit 50 to first and second It controls the operation of the guide parts 20 and 30.

또한, 제어부(60)는 센싱부(50)와 연결되어 센싱부(50)가 획득한 데이터를 통해 3차원 데이터를 산출한다. 그로 인해, 제어부(60)는 대상체(O)를 3차원 센싱하게 된다. 이를 위해, 제어부(60)는 대상체(O)를 리니어(Liner) 운동시키도록 제어한다. 이러한 리니어 운동하는 대상체(O)에 라인 빔을 조사하여 광삼각법 원리에 의해 센싱부(50)가 3차원 입체 영상을 측정하는 구성은 본 발명의 요지가 아니므로, 자세한 설명은 생략한다. In addition, the control unit 60 is connected to the sensing unit 50 and calculates 3D data through data acquired by the sensing unit 50 . As a result, the controller 60 3-dimensionally senses the object O. To this end, the controller 60 controls the object O to move linearly. A configuration in which the sensing unit 50 measures a 3D stereoscopic image according to the principle of optical triangulation by radiating a line beam to the object O undergoing linear motion is not a gist of the present invention, so a detailed description thereof will be omitted.

참고로, 제1 및 제2광(11a)(12a)이 각각 2개의 경로 분리되어 출력되고, 복수의 광 경로 중 일부가 제1 및 제2갈바노 미러(23)(33)에 의해 대상체(O)로 안내됨으로써, 하나의 광원을 이용하여 2개의 데이터를 획득하게 된다. 그로 인해, 제어부(60)는 하나의 광원으로부터 획득된 2개의 데이터를 통해, 한 광원에 대한 레이저의 특성값 보정이 가능하다. 이로 인해, 제어부(60)는 공통의 노이즈, 레이저 자체의 균일도 등의 보정이 용이한 이점을 가진다. For reference, the first and second lights 11a and 12a are separated into two paths and then output, and some of the plurality of light paths are directed to the object ( By being guided to O), two data are acquired using one light source. Therefore, the control unit 60 can correct the characteristic value of the laser for one light source through two data obtained from one light source. Due to this, the control unit 60 has an advantage of easy correction of common noise, uniformity of the laser itself, and the like.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)의 3차원 센싱 동작을 도 2 내지 도 5를 참고하여 설명한다. The 3D sensing operation of the optical path dividing high-speed 3D sensor device 1 according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 2 to 5 .

도 2의 도시와 같이, 제1 및 제2광원(11)(12)으로부터 제1 및 제2광(11a)(12a)이 동시에 발생된다. 여기서, 대상체(O)에 대한 3차원 센싱 동작이 진행 중에는 제1 및 제2광원(11)(12)은 항시 온(On) 상태를 유지한다. As shown in FIG. 2 , the first and second lights 11a and 12a are simultaneously generated from the first and second light sources 11 and 12 . Here, while the 3D sensing operation for the object O is in progress, the first and second light sources 11 and 12 are always turned on.

발생된 제1 및 제2광(11a)(12a)은 제1 및 제2갈바노 미러(21)(31)로 각각 진입하여, 제어부(60)에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 제1 및 제2광(11a)(12a)의 경로 중 어느 하나만이 통과하도록 조절된다. 보다 구체적으로, 제1 및 제2광(11a)(12a)으로부터 분리된 제1 내지 제4경로(L1)(L2)(L3)(L4) 중 어느 하나만이 대상체(O)를 향해 조사되도록 제1 및 제2갈바노 미러(21)(31)의 회전 자세에 의해 가이드되는 것이다. The generated first and second lights 11a and 12a enter the first and second galvano mirrors 21 and 31, respectively, and the first and second light beams 11a and 12a are generated according to the rotation posture controlled by the control unit 60. Only one of the paths of the two lights 11a and 12a is adjusted to pass. More specifically, only one of the first to fourth paths L1, L2, L3, and L4 separated from the first and second lights 11a and 12a is irradiated toward the object O. It is guided by the rotation postures of the first and second galvano mirrors 21 and 31.

참고로, 본 실시예에서는 제1 내지 제4경로(L1)(L2)(L3)(L4)가 순차적으로 대상체(O)로 출력되는 것으로 예시한다. For reference, in this embodiment, it is exemplified that the first to fourth paths L1, L2, L3, and L4 are sequentially output to the object O.

우선, 제1광(11a)의 제1경로(L1)는 제어부(60)에 의해 회전 제어된 제1갈바노 미러(21)에 의해 반사되어, 제1슬릿(22)를 통과하여 대상체(O)로 조사된다. 이때, 제1 및 제2슬릿(22)(32)에 의해 제2 내지 제4경로(L2)(L3)(L4)들은 차단되고, 제1경로(L1)는 제1갈바노 미러(21)의 회전에 의한 쓸림 발생에도 제1슬릿(21)에 의해 집광된 상태로 조사될 수 있다.First, the first path L1 of the first light 11a is reflected by the first galvano mirror 21 whose rotation is controlled by the control unit 60, and passes through the first slit 22 to the object O ) is investigated. At this time, the second to fourth paths L2, L3, and L4 are blocked by the first and second slits 22 and 32, and the first path L1 is the first galvano mirror 21 Even if chafing occurs due to rotation of the light, it can be irradiated in a condensed state by the first slit 21 .

제1슬릿(22)을 통과한 제1광(11a)의 제1경로(L1)는 제1반사체(23)에 의해 진행 경로가 전환되어 대상체(O)를 향해 안내된다. 여기서, 제1광(11a)은 제1경로(L1)를 따라 대상체(O)로 제1입사 각도(A1)로 입사된다. The first path L1 of the first light 11a passing through the first slit 22 is changed by the first reflector 23 and guided toward the object O. Here, the first light 11a is incident on the object O along the first path L1 at a first incident angle A1.

이렇게 제1경로(L1)로 의해 대상체(O)로 조사된 제1광(11a)은 대상체(O)로부터 반사되어 감지신호(S)로 센싱부(50)의 카메라 렌즈(52)를 거쳐 카메라(51)로 유입된다. 그로 인해, 카메라(51)는 제1광(11a)의 제1경로(L1)로 대상체(O)로 입사되어 반사된 감지신호(S)를 촬영한다. The first light 11a irradiated to the object O through the first path L1 is reflected from the object O and becomes a detection signal S through the camera lens 52 of the sensing unit 50. It flows into (51). Accordingly, the camera 51 captures the detection signal S that is incident on the object O through the first path L1 of the first light 11a and is reflected.

제1경로(L1)에 의한 대상체(O)의 촬영이 완료되면 도 3의 도시와 같이, 제어부(60)는 제1갈바노 미러(21)의 회전 자세를 제어하여, 제1광(11a)의 제2경로(L2)를 대상체(O)로 조사시킨다. 이때, 제1, 3 및 제4경로(L1)(L3)(L4)는 제1 및 제2슬릿(22)(32)에 의해 차단된다. When the photographing of the object O by the first path L1 is completed, as shown in FIG. The second path (L2) of the target object (O) is irradiated. At this time, the first, third and fourth paths L1, L3 and L4 are blocked by the first and second slits 22 and 32.

제1슬릿(22)을 통과한 제1광(11a)은 제2경로(L2)를 따라 안내되며, 제3 및 제4조절렌즈(43)(44)를 순차적으로 경유하여 대상체(O)로 조사된다. 이때, 제1광(11a)은 제2경로(L2)를 따라 안내됨으로써, 대략 30°인 제2입사 각도(A2)로 대상체(O)로 조사된다. 제2경로(L2)로 대상체(O)로 조사된 제1광(11a)은 대상체(O)로부터 감지신호(S)로 반사됨으로써, 카메라 렌즈(52)를 구비하는 카메라(51)에 의해 촬영된다. The first light 11a passing through the first slit 22 is guided along the second path L2 and sequentially passes through the third and fourth adjusting lenses 43 and 44 to the object O. It is investigated. At this time, the first light 11a is guided along the second path L2 and is irradiated to the object O at the second incident angle A2 of about 30°. The first light 11a irradiated to the object O through the second path L2 is reflected from the object O as the detection signal S, and thus is photographed by the camera 51 having a camera lens 52. do.

제2경로(L2)에 의한 대상체(O)의 촬영이 완료되면 도 4의 도시와 같이, 제어부(60)는 제2갈바노 미러(31)를 제어하여 제2광(12a)의 제3경로(L3)를 대상체(O)를 향해 조사시킨다. 이때, 제1 및 제2슬릿(32)은 제1, 2 및 4경로(L1)(L2)(L4)를 모두 차단시키도록, 제어부(60)에 의해 제어된다. When the photographing of the object O by the second path L2 is completed, as shown in FIG. 4 , the controller 60 controls the second galvano mirror 31 to transmit the second light 12a to the third path. (L3) is irradiated toward the object (O). At this time, the first and second slits 32 are controlled by the controller 60 to block all of the first, second, and fourth paths L1, L2, and L4.

제2광(12a)은 제3경로(L3)를 따라 제5 및 제6조절렌즈(45)(46)을 순차적으로 경유하여 대상체(O)로 조사된다. 이때, 제2광(12a)의 제3경로(L3)는 대략 30°인 제3입사 각도(A3)로 대상체(O)로 조사된다. 이렇게 대상체(O)로 제3경로(L3)로 조사된 제2광(12a)은 대상체(O)로부터 감지신호(S)로 반사되어, 카메라 렌즈(52)를 구비하는 카메라(51)에 의해 촬영된다. The second light 12a is irradiated onto the object O through the fifth and sixth adjusting lenses 45 and 46 sequentially along the third path L3. At this time, the third path L3 of the second light 12a is irradiated onto the object O at a third incident angle A3 of about 30°. The second light 12a irradiated to the object O through the third path L3 is reflected from the object O as a detection signal S, and is detected by the camera 51 having the camera lens 52. are filmed

제2광(12a)의 제3경로(L3)에 의한 대상체(O)의 촬영이 완료되면 도 5의 도시와 같이, 제어부(60)는 제2갈바노 미러(31)의 회전 자세를 또 다시 제어하여 제2광(12a)의 제4경로(L4)만을 대상체(O)를 향해 조사시킨다. 이때에도, 제1 및 제2슬릿(32)은 제1 내지 제3경로(L1)(L2)(L3)를 모두 차단시킨 상태이다.When the photographing of the object O by the third path L3 of the second light 12a is completed, as shown in FIG. 5 , the controller 60 resets the rotation posture of the second galvano mirror 31 again. Controlly irradiates only the fourth path L4 of the second light 12a toward the object O. Even at this time, the first and second slits 32 block all of the first to third paths L1, L2, and L3.

제2광(12a)의 제4경로(L4)는 제2반사체(33)에 의해 진행 경로가 대상체(O)를 향해 안내된다. 제4경로(L4)를 따라 제2광(12a)은 제7 및 제8조절렌즈(47)(48)을 순차적으로 경유하여, 대상체(O)로 조사된다. 이때, 제4경로(L4)는 대략 45°인 제4입사 각도(A4)로 제2광(12a)을 대상체(O)로 조사시킨다. The fourth path L4 of the second light 12a is guided toward the object O by the second reflector 33 . Along the fourth path L4, the second light 12a passes through the seventh and eighth adjusting lenses 47 and 48 sequentially and is radiated onto the object O. At this time, the fourth path L4 radiates the second light 12a to the object O at a fourth incident angle A4 of approximately 45°.

대상체(O)로 제4경로(L4)로 조사된 제2광(12a)은 대상체(O)로부터 감지신호(S)로 반사되어 카메라 렌즈(52)를 통해 카메라(51)로 유입됨으로써, 촬영된다. The second light 12a irradiated to the object O through the fourth path L4 is reflected from the object O as a detection signal S and introduced into the camera 51 through the camera lens 52, thereby capturing the image. do.

이상과 같이, 제1 및 제2광원(11)(12)으로부터 발생된 제1 및 제2광(11a)(12a)은 제1 내지 제4경로(L1)(L2)(L3)(L4)로 순차적으로 제어되어 촬영됨으로써, 카메라(51)와 연결된 제어부(60)는 대상체(O)에 대한 3차원 촬영 데이터를 획득하게 된다. 이때, 제1 내지 제4경로(L1)(L2)(L3)(L4)의 제1 내지 제4입사 각도(A1)(A2)(A3)(A4)는 대상체(O)의 조건에 따라 변경 가능하며, 광삼각법의 원리상 입사 각도가 커질수록 측정 분해능을 보다 향상시킬 수 있다. As described above, the first and second lights 11a and 12a generated from the first and second light sources 11 and 12 form the first to fourth paths L1, L2, L3, and L4. By sequentially controlling and photographing, the control unit 60 connected to the camera 51 obtains 3D photographing data of the object O. At this time, the first to fourth angles of incidence (A1) (A2) (A3) (A4) of the first to fourth paths (L1) (L2) (L3) (L4) are changed according to the conditions of the object (O). According to the principle of optical triangulation, the measurement resolution can be further improved as the incident angle increases.

또한, 제1경로(L1)에 의해 측정된 데이터를 대칭되는 제4경로(L4)에 의해 측정된 데이터로 음영을 제거할 수 있으며, 제2경로(L2)에 의해 측정된 데이터를 대칭되는 제3경로(L3)에 의해 측정된 데이터로 음영을 제거할 수 있다. 그로 인해, 대상체(O)의 3차원 이미지 데이터 품질 향상에 유리하다. In addition, the shading can be removed from the data measured by the first path (L1) to the data measured by the fourth path (L4) that is symmetrical, and the data measured by the second path (L2) is symmetrical. Shading can be removed with the data measured by the three-path L3. Therefore, it is advantageous to improve the quality of 3D image data of the object O.

한편, 제1 및 제2광원(11)(12)은 3차원 촬영 데이터를 획득하는 동작 중에 항시 온(On) 상태를 유지함으로써, 도 6의 (a)와 같은 지속파(CW) 모드이다. 이러한 지속파 모드로 구동되는 본 발명에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)는 기존의 펄스 모드(도 6의 (b) 참조)와 비교하여, 충분한 광량 확보에 유리하다. On the other hand, the first and second light sources 11 and 12 maintain an on state at all times during an operation of obtaining 3D photographing data, so that they are in the continuous wave (CW) mode as shown in (a) of FIG. 6 . The optical path division high-speed 3D sensor device 1 according to the present invention driven in the continuous wave mode is advantageous in securing sufficient light intensity compared to the conventional pulse mode (see FIG. 6(b)).

참고로, 펄스 모드에 의해 발생된 광은 빠른 속도에 대응하기 위한 광의 펄스 시간이 짧아짐으로써, 기존의 펄스 모드는 발생된 광의 파워(power)가 감소된다. 이에 반해, 본원발명에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)는 지속파(CW) 모드로 3차원 입체 촬영이 가능함으로써, 제1 및 제2광원(11)(12)의 최대 출력 상태를 유지할 수 있으며, 이에 대응하여 카메라(51)의 노출 시간도 기존의 펄스 모드에 비교하여 단축시킬 수 있다. For reference, the pulse time of the light generated by the pulse mode is shortened to correspond to the high speed, so the power of the light generated in the conventional pulse mode is reduced. In contrast, the optical path division high-speed 3D sensor device 1 according to the present invention enables 3D stereoscopic imaging in the continuous wave (CW) mode, and thus the maximum output state of the first and second light sources 11 and 12. can be maintained, and correspondingly, the exposure time of the camera 51 can be shortened compared to the conventional pulse mode.

카메라(51)의 노출 시간은 측정 속도에 직접적인 영향을 미치는 인자로써, 제1 및 제2갈바노 미러(23)(33)를 이용하여 고속으로 제1 및 제2광(11a)(12a)의 경로를 변경할 수 있게 된다. 이에 따라, 2개의 광원(11)(12)만으로도 고해상도에 유리하며 상호 대칭되는 복수의 광 경로를 제공할 수 있어, 대면적을 비롯한 대상체(O)에 대한 고속 및 고품질의 3차원 센싱값을 획득할 수 있다. The exposure time of the camera 51 is a factor that directly affects the measurement speed, and the first and second galvano mirrors 23 and 33 are used to transmit the first and second lights 11a and 12a at high speed. You can change the route. Accordingly, only two light sources 11 and 12 can provide a plurality of light paths that are advantageous to high resolution and symmetrical to each other, thereby obtaining high-speed and high-quality 3D sensing values for the object O including a large area. can do.

한편, 다수의 광원들이 적용될 경우 상대적으로 노이즈 발생율이 증가된다. 그러나, 본 발명의 경우 2개의 광원(11)(12)만을 사용함에 따라, 촬영 중 노이즈 발생을 저감시킬 수 있으며 보정 효과가 우수하다. 특히, 1개의 광원으로부터 발생된 하나의 광을 이용하여 2개의 3차원 센싱값을 획득함으로써, 1개의 광원으로부터 획득된 2개의 3차원 센싱값에 대한 동일 특성값 보정을 통해 공통 노이즈, 광원 자체의 균일도 등의 보정에 유리하다. On the other hand, when a plurality of light sources are applied, the noise generation rate is relatively increased. However, in the case of the present invention, as only two light sources 11 and 12 are used, noise generation during photographing can be reduced and the correction effect is excellent. In particular, by obtaining two 3D sensing values using one light generated from one light source, common noise and light source itself are reduced through correction of the same characteristic value for the two 3D sensing values obtained from one light source. It is useful for correction of uniformity, etc.

도 7을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)가 개략적으로 도시된다. Referring to FIG. 7, a light path splitting high-speed three-dimensional sensor device 1 according to another embodiment of the present invention is schematically shown.

도 7의 도시와 같이, 다른 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(1)는 광원부(10), 제1가이드부(120), 제2가이드부(130), 센싱부(50) 및 제어부(60)를 포함한다. As shown in FIG. 7 , the optical path division high-speed 3D sensor device 1 according to another embodiment includes a light source unit 10, a first guide unit 120, a second guide unit 130, and a sensing unit 50. and a control unit 60.

여기서, 광원부(10), 센싱부(50) 및 제2제어부(60)의 구성은 앞서 설명한 일 실시예와 유사하다. 이에 따라, 광원부(10), 센싱부(50) 및 제2제어부(60)에 대한 자세한 설명은 생략하며, 도 1 내지 도 5와 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다.Here, configurations of the light source unit 10, the sensing unit 50, and the second control unit 60 are similar to those of the above-described embodiment. Accordingly, a detailed description of the light source unit 10, the sensing unit 50, and the second control unit 60 will be omitted, and will be described with the same reference numerals as those of FIGS. 1 to 5.

제1가이드부(120)는 제1광(11a)이 입사되며 제1광(11a)을 제1 및 제2경로(L1)(L2)로 분리시키는 제1스위치(121)와, 제1 및 제2경로(L1)(L2)를 각각 대상체(O)로 조사시키는 제1 및 제2광섬유(Optical fiber)(122)(123)를 포함한다. 또한, 제2가이드부(130)는 제2광(12a)이 입사되며 제2광(12a)을 제3 및 제4경로(L3)(L4)로 분리시키는 제2스위치(131)와, 제3 및 제4경로(L3)(L4)를 각각 대상체(O)로 조사시키는 제3 및 제4광섬유(132)(133)를 포함한다. The first guide unit 120 includes a first switch 121 for receiving the first light 11a and separating the first light 11a into first and second paths L1 and L2, and first and second paths L1 and L2. It includes first and second optical fibers 122 and 123 for irradiating the second paths L1 and L2 to the object O, respectively. In addition, the second guide unit 130 includes a second switch 131 for receiving the second light 12a and separating the second light 12a into third and fourth paths L3 and L4; It includes third and fourth optical fibers 132 and 133 for irradiating the third and fourth paths L3 and L4 to the object O, respectively.

제1 및 제2스위치(121)(131)는 제어부(60)와 연결되어 제어되는 광학 스위치(Optical switch)를 포함한다. 이러한 제1 및 제2스위치(121)(131)는 각각 제어부(60)에 의해 스위칭이 제어됨으로써, 제1 내지 제4광섬유(122)(123)(132)(133) 중 어느 하나만이 대상체(O)로 안내시킨다. 참고로, 제1 내지 제4광섬유(122)(123)(132)(133) 중 어느 하나가 제1 및 제2스위치(121)(131)와 연결되도록 제어될 경우, 나머지 다른 광섬유들은 일 실시예와 마찬가지로 제1 및 제2광(11a)(12a)의 경로 안내가 차단된다. The first and second switches 121 and 131 include optical switches connected to and controlled by the control unit 60 . The switching of the first and second switches 121 and 131 is controlled by the control unit 60, so that only one of the first to fourth optical fibers 122, 123, 132, and 133 is an object ( to O). For reference, when any one of the first to fourth optical fibers 122, 123, 132, and 133 is controlled to be connected to the first and second switches 121 and 131, the other optical fibers operate as one As in the example, path guidance of the first and second lights 11a and 12a is blocked.

이러한 다른 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(200)는 레이저를 포함하는 제1 및 제2광(11a)(12a)이 제1 내지 제4광섬유(122)(123)(132)(133)에 의해 경로가 안내될 경우, 제1 및 제2광(11a)(12a)의 파면 정렬에 보다 유리하여, 광 품질을 향상시킬 수 있다. 아울러, 제1 내지 제4광섬유(122)(123)(132)(133)는 섬유 재질 자체의 유연성으로 인해, 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(100)의 소형화에 보다 유리한 이점을 가진다. In the light path division high-speed 3D sensor device 200 according to this other embodiment, the first and second lights 11a and 12a including lasers are connected to the first to fourth optical fibers 122, 123, and 132 When the path is guided by 133, the wavefront alignment of the first and second lights 11a and 12a is more advantageous, and light quality can be improved. In addition, the first to fourth optical fibers 122, 123, 132, and 133 are more advantageous in miniaturizing the light path splitting high-speed three-dimensional sensor device 100 due to the flexibility of the fiber material itself.

한편, 다른 실시예에 의한 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치(200)는 제1 및 제2광원(11)(12)이 항시 온(On) 상태로 동작되는 지속파(CW) 모드로 구현됨에 따라, 제1 및 제2광(11a)(12a)의 출력 손실 없이 일 실시예와 동일한 효과를 가질 수 있다. On the other hand, the light path division high-speed 3D sensor device 200 according to another embodiment is implemented in a continuous wave (CW) mode in which the first and second light sources 11 and 12 are always turned on. Accordingly, the same effect as in one embodiment may be obtained without loss of output of the first and second lights 11a and 12a.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although it has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.

1, 100: 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치
L1: 제1경로 L2: 제2경로
L3: 제3경로 L4: 제4경로
S: 감지신호 10: 광원부
11: 제1광원 11a: 제1광원
12: 제2광원 12a: 제2광원
20, 120: 제1가이드부 21: 제1갈바노 미러
22: 제1슬릿 23: 제1반사체
30, 130: 제2가이드부 31: 제2갈바노 미러
32: 제2슬릿 33: 제2반사체
40: 조절부 50: 센싱부
51: 카메라
1, 100: optical path division high-speed 3-dimensional sensor device
L1: first path L2: second path
L3: 3rd path L4: 4th path
S: detection signal 10: light source
11: first light source 11a: first light source
12: second light source 12a: second light source
20, 120: first guide part 21: first galvano mirror
22: first slit 23: first reflector
30, 130: second guide part 31: second galvano mirror
32: second slit 33: second reflector
40: control unit 50: sensing unit
51: camera

Claims (17)

제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 지속파 모드로 동작되는 광원부;
측정하고자 하는 대상체를 향해 상기 제1광을 복수의 경로로 분리하여 가이드하는 제1가이드부;
상기 대상체를 향해 상기 제2광을 복수의 경로로 분리하여 가이드하는 제2가이드부;
상기 대상체로부터 반사되는 상기 제1 및 제2광에 의한 감지신호를 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱부의 센싱 동작에 연동하도록 상기 제1 및 제2가이드부에 의한 상기 제1 및 제2광의 복수의 경로 중 적어도 어느 하나의 경로를 상기 대상체로 출력시키고 나머지 경로들은 차단되도록 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제1광의 복수의 경로는 상기 센싱부로 입사되는 상기 감지신호를 기준으로 상기 제2광의 복수의 경로와 대칭되는 입사 각도를 가지며,
상기 제1가이드부는,
상기 제1광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제1광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 및 제2경로로 가이드하는 제1갈바노 미러;
상기 제1갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나는 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제1슬릿; 및
상기 제1슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제1광의 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제1반사체;
를 포함하고,
상기 제2가이드부는,
상기 제2광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제2광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 제3 및 제4경로로 가이드하는 제2갈바노 미러;
상기 제2갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제2슬릿; 및
상기 제2슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제2광의 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제2반사체;
를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
a light source unit operating in a continuous wave mode including first and second light sources for generating first and second light, and maintaining an on state at the same time during a sensing operation;
a first guide unit that separates and guides the first light into a plurality of paths toward an object to be measured;
a second guide unit configured to separate and guide the second light into a plurality of paths toward the object;
a sensing unit configured to sense detection signals generated by the first and second lights reflected from the object; and
In order to interlock with the sensing operation of the sensing unit, at least one of a plurality of paths of the first and second light by the first and second guide units is output to the object and the other paths are controlled to be blocked, so that the detection A control unit for obtaining 3D image data from the signal;
Including,
The plurality of paths of the first light have incident angles symmetrical with the plurality of paths of the second light based on the detection signal incident to the sensing unit,
The first guide part,
a first galvano mirror facing the first light source and guiding the first light into first and second paths having different incident angles toward the object according to a rotation posture controlled by the controller;
a first slit provided between the first galvano mirror and the target object to condense light through one of the first and second paths and to block the other; and
a first reflector provided between the first slit and the object to reflect one of the first and second paths of the first light toward the object to change a traveling direction;
including,
The second guide part,
a second galvano mirror facing the second light source and guiding the second light into third and fourth paths having different incident angles toward the object according to a rotation posture controlled by the controller;
a second slit provided between the second galvano mirror and the object to condense and pass one of the third and fourth paths and block the other; and
a second reflector provided between the second slit and the object to reflect one of the third and fourth paths of the second light toward the object to change a traveling direction;
Optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2광원은 라인 빔(Line beam)을 포함하는 레이저 광을 발생시키는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 1,
Wherein the first and second light sources generate laser light including a line beam.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 감지신호를 기준으로 상기 제1 및 제4경로의 입사 각도가 상기 제2 및 제3경로의 입사 각도보다 크고,
상기 제1 및 제2반사체는 상기 제1 및 제4경로를 상기 대상체로 반사시키는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 1,
Based on the detection signal, incident angles of the first and fourth paths are greater than incident angles of the second and third paths,
The first and second reflectors reflect the first and fourth paths to the target object.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2가이드부와 상기 대상체 사이에 마련되는 복수의 조절렌즈를 포함하여, 상기 제1 및 제2광으로부터 분리된 상기 복수의 경로를 각각 조절하여 상기 대상체로 안내하는 복수의 조절렌즈를 포함하는 조절부;
를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 1,
A plurality of adjusting lenses, including a plurality of adjusting lenses provided between the first and second guide parts and the object, respectively adjusting the plurality of paths separated from the first and second light beams and guiding them to the object Control unit comprising a;
Optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device comprising a.
제5항에 있어서,
상기 복수의 조절렌즈는 상기 제1 및 제2광의 형상 유지 및 라인 빔(Line beam)의 길이 조절이 가능하도록 형상 및 개수가 조절되는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 5,
The optical path division high-speed three-dimensional sensor device wherein the shape and number of the plurality of adjustment lenses are adjusted so as to maintain the shape of the first and second lights and adjust the length of the line beam.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는 상기 대상체와 마주하여 상기 감지신호를 촬영하는 3차원 카메라를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 1,
The optical path splitting high-speed 3D sensor device comprising a 3D camera for photographing the detection signal by facing the sensing unit.
제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 지속파 모드로 동작되는 광원부;
측정하고자 하는 대상체를 향해 상기 제1광을 복수의 경로로 분리하여 가이드하는 제1가이드부;
상기 대상체를 향해 상기 제2광을 복수의 경로로 분리하여 가이드하는 제2가이드부;
상기 대상체로부터 반사되는 상기 제1 및 제2광에 의한 감지신호를 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱부의 센싱 동작에 연동하도록 상기 제1 및 제2가이드부에 의한 상기 제1 및 제2광의 복수의 경로 중 적어도 어느 하나의 경로를 상기 대상체로 출력시키고 나머지 경로들은 차단되도록 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제1광의 복수의 경로는 상기 센싱부로 입사되는 상기 감지신호를 기준으로 상기 제2광의 복수의 경로와 대칭되는 입사 각도를 가지며,
상기 제1가이드부는,
상기 제1광이 입사되며, 상기 제1광을 제1 및 제2경로로 분리시키는 제1스위치; 및
상기 제1스위치와 연결되어, 상기 제1 및 제2경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제1 및 제2광섬유;
를 포함하고,
상기 제2가이드부는,
상기 제2광이 입사되며, 상기 제2광을 제3 및 제4경로로 분리시키는 제2스위치; 및
상기 제2스위치와 연결되어, 상기 제3 및 제4경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제3 및 제4광섬유;
를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
a light source unit operating in a continuous wave mode including first and second light sources for generating first and second light, and maintaining an on state at the same time during a sensing operation;
a first guide unit that separates and guides the first light into a plurality of paths toward an object to be measured;
a second guide unit configured to separate and guide the second light into a plurality of paths toward the object;
a sensing unit configured to sense detection signals generated by the first and second lights reflected from the object; and
In order to interlock with the sensing operation of the sensing unit, at least one of a plurality of paths of the first and second light by the first and second guide units is output to the object and the other paths are controlled to be blocked, so that the detection A control unit for obtaining 3D image data from the signal;
Including,
The plurality of paths of the first light have incident angles symmetrical with the plurality of paths of the second light based on the detection signal incident to the sensing unit,
The first guide part,
a first switch for receiving the first light and separating the first light into first and second paths; and
first and second optical fibers connected to the first switch and outputting the first and second paths to the object, respectively;
including,
The second guide part,
a second switch through which the second light is incident and separates the second light into third and fourth paths; and
third and fourth optical fibers connected to the second switch and outputting the third and fourth paths to the object, respectively;
Optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 및 제2광의 상기 복수의 경로가 순차적으로 상기 대상체로 입사되어 상기 센싱부로 센싱되도록 제어하여, 하나의 광으로부터 분리된 상기 복수의 경로에 의해 각각 획득된 복수의 센싱값을 동일한 특성값으로 보정하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 1,
The control unit controls so that the plurality of paths of the first and second lights are sequentially incident on the object and sensed by the sensing unit, so that a plurality of sensing values obtained by the plurality of paths separated from one light are obtained. Optical path splitting high-speed 3D sensor device that corrects with the same characteristic value.
제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 지속파 모드로 동작되는 광원부;
측정하고자 하는 대상체를 향해 상기 제1광을 제1 및 제2경로로 분리하여 가이드하는 제1가이드부;
상기 대상체를 향해 상기 제2광을 제3 및 제4경로로 분리하여 가이드하는 제2가이드부;
상기 제1 내지 제4경로로 상기 대상체로 입사되어 각각 반사되는 감지신호를 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱부와 연동하여 상기 제1 내지 제4경로가 순차적으로 상기 대상체로 출력되도록 상기 제1 및 제2가이드부를 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제1 및 제2경로는 상기 센싱부로 입사되는 상기 감지신호를 기준으로 상기 제3 및 제4경로와 각각 대칭되는 입사 각도를 가지며,
상기 제1가이드부는,
상기 제1광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제1광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 상기 제1 및 제2경로로 가이드하는 제1갈바노 미러;
상기 제1갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나는 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제1슬릿; 및
상기 제1슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제1광의 상기 제1 및 제2경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제1반사체;
를 포함하고,
상기 제2가이드부는,
상기 제2광원과 마주하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 회전 자세에 따라 상기 제2광을 상기 대상체를 향해 서로 다른 입사 각도를 가지는 상기 제3 및 제4경로로 가이드하는 제2갈바노 미러;
상기 제2갈바노 미러와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 집광시켜 통과시키고 다른 하나는 차단시키는 제2슬릿; 및
상기 제2슬릿과 상기 대상체의 사이에 마련되어, 상기 제2광의 상기 제3 및 제4경로 중 어느 하나를 상기 대상체를 향해 반사시켜 진행 방향을 전환시키는 제2반사체;
를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
a light source unit operating in a continuous wave mode including first and second light sources for generating first and second light, and maintaining an on state at the same time during a sensing operation;
a first guide unit that separates and guides the first light into first and second paths toward an object to be measured;
a second guide unit for separating and guiding the second light into third and fourth paths toward the object;
a sensing unit configured to sense detection signals incident on the object through the first to fourth paths and reflected respectively; and
a controller that obtains 3D image data from the detection signal by controlling the first and second guide units so that the first to fourth paths are sequentially output to the object in conjunction with the sensing unit;
Including,
The first and second paths have incident angles symmetrical to those of the third and fourth paths based on the detection signal incident to the sensing unit,
The first guide part,
a first galvano mirror facing the first light source and guiding the first light to the first and second paths having different incident angles toward the object according to a rotation posture controlled by the controller;
a first slit provided between the first galvano mirror and the target object to condense light through one of the first and second paths and to block the other; and
a first reflector provided between the first slit and the object to reflect one of the first and second paths of the first light toward the object to change a traveling direction;
including,
The second guide part,
a second galvano mirror facing the second light source and guiding the second light to the third and fourth paths having different incident angles toward the object according to a rotation posture controlled by the controller;
a second slit provided between the second galvano mirror and the object to condense and pass one of the third and fourth paths and block the other; and
a second reflector provided between the second slit and the object to reflect one of the third and fourth paths of the second light toward the object to change a traveling direction;
Optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device comprising a.
제10항에 있어서,
상기 제1 및 제2광원은 라인 빔(Line beam)을 포함하는 레이저 광을 발생시키는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 10,
Wherein the first and second light sources generate laser light including a line beam.
제10항에 있어서,
상기 제1 및 제2가이드부와 상기 대상체 사이에 마련되어, 상기 제1 내지 제4경로를 조절하는 조절부;
를 포함하며,
상기 조절부는 상기 제1 및 제2광의 형상 유지 및 상기 제1 내지 제4경로 각각의 길이 조절이 가능하도록 형상 및 개수가 조절되는 복수의 조절렌즈를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 10,
an adjusting unit provided between the first and second guide units and the object to control the first to fourth paths;
Including,
The control unit includes a plurality of adjustment lenses whose shape and number are adjusted so as to maintain the shape of the first and second lights and adjust the length of each of the first to fourth paths.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 감지신호를 기준으로 상기 제1 및 제4경로의 입사 각도가 상기 제2 및 제3경로의 입사 각도보다 크고,
상기 제1 및 제2반사체는 상기 제1 및 제4경로를 상기 대상체로 반사시키는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 10,
Based on the detection signal, incident angles of the first and fourth paths are greater than incident angles of the second and third paths,
The first and second reflectors reflect the first and fourth paths to the target object.
제1광 및 제2광을 각각 발생시키는 제1 및 제2광원을 포함하며, 센싱 동작 중에는 동시에 온(On) 상태를 유지하는 지속파 모드로 동작되는 광원부;
측정하고자 하는 대상체를 향해 상기 제1광을 제1 및 제2경로로 분리하여 가이드하는 제1가이드부;
상기 대상체를 향해 상기 제2광을 제3 및 제4경로로 분리하여 가이드하는 제2가이드부;
상기 제1 내지 제4경로로 상기 대상체로 입사되어 각각 반사되는 감지신호를 센싱하는 센싱부; 및
상기 센싱부와 연동하여 상기 제1 내지 제4경로가 순차적으로 상기 대상체로 출력되도록 상기 제1 및 제2가이드부를 제어하여, 상기 감지신호로부터 3차원 이미지 데이터를 획득하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제1 및 제2경로는 상기 센싱부로 입사되는 상기 감지신호를 기준으로 상기 제3 및 제4경로와 각각 대칭되는 입사 각도를 가지며,
상기 제1가이드부는,
상기 제1광이 입사되어 상기 제1 및 제2경로로 분리시키는 제1스위치; 및
상기 제1스위치와 연결되어, 상기 제1 및 제2경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제1 및 제2광섬유;
를 포함하고,
상기 제2가이드부는,
상기 제2광이 입사되어 상기 제3 및 제4경로로 분리시키는 제2스위치; 및
상기 제2스위치와 연결되어, 상기 제3 및 제4경로를 상기 대상체로 각각 출력시키는 제3 및 제4광섬유;
를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
a light source unit operating in a continuous wave mode including first and second light sources for generating first and second light, and maintaining an on state at the same time during a sensing operation;
a first guide unit that separates and guides the first light into first and second paths toward an object to be measured;
a second guide unit for separating and guiding the second light into third and fourth paths toward the object;
a sensing unit configured to sense detection signals incident on the object through the first to fourth paths and reflected respectively; and
a controller that obtains 3D image data from the detection signal by controlling the first and second guide units so that the first to fourth paths are sequentially output to the object in conjunction with the sensing unit;
Including,
The first and second paths have incident angles symmetrical to those of the third and fourth paths based on the detection signal incident to the sensing unit,
The first guide part,
a first switch for separating the incident light into the first and second paths; and
first and second optical fibers connected to the first switch and outputting the first and second paths to the object, respectively;
including,
The second guide part,
a second switch for separating the second light incident into the third and fourth paths; and
third and fourth optical fibers connected to the second switch and outputting the third and fourth paths to the object, respectively;
Optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device comprising a.
제10항에 있어서,
상기 센싱부는 상기 대상체와 마주하여 상기 감지신호를 촬영하는 3차원 카메라를 포함하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 10,
The optical path splitting high-speed 3D sensor device comprising a 3D camera for photographing the detection signal by facing the sensing unit.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 내지 제4경로 중 어느 하나는 상기 대상체로 진행시키고 나머지 경로들의 진행은 차단되도록, 상기 제1 및 제2가이드부를 제어하며,
하나의 광으로부터 분리된 2개의 경로에 의해 각각 획득된 2개의 센싱값을 동일한 특성값으로 보정하는 광 경로 분할 고속 3차원 센서장치.
According to claim 10,
The control unit,
Controlling the first and second guide units so that any one of the first to fourth paths proceeds to the object and the remaining paths are blocked;
An optical path splitting high-speed three-dimensional sensor device that corrects two sensing values obtained by two paths separated from one light to the same characteristic value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008281543A (en) * 2007-05-08 2008-11-20 Koh Young Technology Inc Multi-directional projection type moire interferometer and inspection method using this
JP2009053209A (en) * 2003-02-06 2009-03-12 Koh Young Technology Inc Three-dimensional shape measuring apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009053209A (en) * 2003-02-06 2009-03-12 Koh Young Technology Inc Three-dimensional shape measuring apparatus
JP2008281543A (en) * 2007-05-08 2008-11-20 Koh Young Technology Inc Multi-directional projection type moire interferometer and inspection method using this

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