KR20160147915A - 3d coarse laser scanner - Google Patents

3d coarse laser scanner Download PDF

Info

Publication number
KR20160147915A
KR20160147915A KR1020167032850A KR20167032850A KR20160147915A KR 20160147915 A KR20160147915 A KR 20160147915A KR 1020167032850 A KR1020167032850 A KR 1020167032850A KR 20167032850 A KR20167032850 A KR 20167032850A KR 20160147915 A KR20160147915 A KR 20160147915A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
scanning
scanning mirror
primary beam
mirror structure
Prior art date
Application number
KR1020167032850A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
크리스토프 델프스
밍 리우
알렉산더 엘러트
프랑크 피셔
라이너 슈닛처
세바스티안 라이쓰
가엘 필라드
토비아스 힙
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20160147915A publication Critical patent/KR20160147915A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S17/023—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 객체를 측정하기 위한 모듈에 관한 것으로, 상기 모듈은 일차 빔을 생성하도록 구성되고; 상기 모듈은 스캐닝 미러 구조물을 포함하며; 스캐닝 미러 구조물은, 일차 빔에 의해 스캐닝 동작이 수행되는 방식으로 일차 빔을 편향시키도록 구성되고; 상기 모듈은, 스캐닝 미러 구조물의 한 편향 위치에서 객체와 일차 빔의 상호작용을 통해 이차 신호가 생성될 경우 상기 이차 신호가 검출될 수 있도록 구성되고; 상기 모듈은 스캐닝 미러 구조물의 편향 위치에 따라 위치 인식 신호를 생성하도록 구성되며; 상기 모듈은 객체의 위치 지원 측정을 위한 센서 신호를 생성하기 위한 센서 어셈블리를 포함한다.The present invention relates to a module for measuring an object, the module being configured to generate a primary beam; The module comprising a scanning mirror structure; The scanning mirror structure is configured to deflect the primary beam in such a manner that a scanning operation is performed by the primary beam; Wherein the module is configured such that when the secondary signal is generated through interaction of the primary beam with the object at one deflection position of the scanning mirror structure, the secondary signal can be detected; Wherein the module is configured to generate a position recognition signal according to a deflection position of the scanning mirror structure; The module includes a sensor assembly for generating a sensor signal for position supported measurement of an object.

Description

3D 조동 레이저 스캐너{3D COARSE LASER SCANNER}3D COARSE LASER SCANNER [0002]

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a module according to the preamble of claim 1.

레이저 스캐너는 일반적으로 공지되어 있다. 예컨대 레이저 스캐너는 객체의 3차원(3D) 형상을 검출하는 데 이용될 수 있다. 이러한 레이저 스캐너들을 3D 스캐너라고도 한다.Laser scanners are generally known. For example, a laser scanner can be used to detect a three-dimensional (3D) shape of an object. These laser scanners are also referred to as 3D scanners.

본 발명의 과제는, 3D 레이저 스캐너를 위한 모듈, 전기 장치, 그리고 모듈의 작동을 위한 방법을 제안하고, 종래 기술에 비해 바람직하게는 조밀하면서도 경제적인 모듈을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a module for a 3D laser scanner, an electric device, and a method for operation of the module, and to provide a module which is preferably dense and economical compared to the prior art.

대등의 청구항들에 따른 본 발명에 따른 모듈, 전기 장치, 그리고 모듈의 작동을 위한 본 발명에 따른 방법은 종래 기술에 비해, 모듈이 객체의 위치 지원 측정(position-assisted measurement)을 위한 센서 신호가 제공될 수 있게 하거나 제공하는 센서 어셈블리를 갖는다는 장점이 있다. 바람직하게 "객체의 위치 지원 측정"은, 스캐닝 과정 동안 위치 인식 신호(locating signal)뿐만 아니라 위치 정보 역시도 객체의 검출을 위해 고려된다는 점을 의미한다. 예컨대 위치 정보는 모듈의 위치 및/또는 배향 및/또는 속도 및/또는 그 밖의 위치 매개변수들과 관련한 정보를 포함한다. 또한, 바람직하게는, 모듈은 스캐닝 동작 동안 객체를 검출하기 위해 객체의 둘레를 따라 이동하거나 객체에 대해 상대 운동을 할 수 있으며, 그럼에도 객체의 3차원 형상 또는 3차원 표면 프로파일과 관련한 비교적 정밀한 스캐닝 데이터가 위치 인식 신호 및 센서 신호로부터 생성될 수 있거나 생성될 것이다.The method according to the present invention for the operation of modules, electrical devices and modules according to the present invention in accordance with the appended claims is advantageous over the prior art in that the module has a sensor signal for position-assisted measurement of the object The advantage is that it has a sensor assembly that can be provided or provided. Preferably, the "positional support measurement of an object" means that not only the locating signal but also the position information during the scanning process are considered for the detection of the object. For example, the location information includes information relating to location and / or orientation and / or speed and / or other location parameters of the module. Also, preferably, the module may move around the object or relative to the object to detect the object during the scanning operation, and nevertheless relatively fine scanning data associated with the three-dimensional shape or three-dimensional surface profile of the object May be generated or generated from the position recognition signal and the sensor signal.

본 발명의 바람직한 구현예들 및 개선예들은 종속 청구항들 및 도면들과 관련한 기재내용에서 확인될 수 있다.Preferred embodiments and improvements of the present invention can be ascertained from the description in connection with the dependent claims and the drawings.

한 바람직한 개선예에 따라, 모듈은 위치 인식 신호 및 센서 신호에 따라 스캐닝 데이터를 생성하도록 구성되고, 상기 스캐닝 데이터로부터 특히 객체의 3차원 형태와 관련한 이미지 정보가 도출될 수 있다.According to one preferred refinement, the module is configured to generate scanning data in accordance with the position recognition signal and the sensor signal, and image information relating to the three-dimensional shape of the object, in particular, can be derived from the scanning data.

그 결과, 바람직하게는, 객체의 위치 지원 측정이 위치 인식 신호 및 센서 신호의 이용을 통해 가능해지며, 그럼으로써 이미지 정보는 위치 인식 데이터 및 센서 데이터로 구성될 수 있다.As a result, preferably, the position support measurement of the object is made possible through the use of the position recognition signal and the sensor signal, whereby the image information can be composed of the position recognition data and the sensor data.

또 다른 한 바람직한 개선예에 따라,According to another preferred refinement,

- 센서 어셈블리는 하나 이상의 마이크로 전자 기계 관성 센서를 포함하고, 상기 하나 이상의 관성 센서는 특히 가속도 센서 및/또는 요 레이트 센서를 포함하며, 센서 신호는 특히 모듈의 위치 및/또는 배향과 관련한 위치 정보를 포함하고, 그리고/또는The sensor assembly comprises at least one microelectromechanical inertial sensor, wherein the at least one inertial sensor comprises in particular an acceleration sensor and / or a yaw rate sensor, wherein the sensor signal comprises position information relating to the position and / And / or

- 센서 어셈블리는 하나 이상의 자계 센서를 포함하고, 그리고/또는The sensor assembly comprises one or more magnetic field sensors, and / or

- 센서 어셈블리는 하나 이상의 비디오 센서, 특히 카메라를 포함한다.The sensor assembly comprises at least one video sensor, in particular a camera.

그 결과, 바람직하게는, 객체의 매우 정밀한 위치 지원 측정이 가능해진다. 이 경우, 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS)의 이용을 통해 모듈의 매우 조밀한 구조적 형상이 구현될 수 있고, 그럼으로써 모듈은 여러 다양한 전기 장치들(특히 휴대용 전기 장치들) 내에 통합될 수 있다. 이 경우, 마이크로 전자 기계 관성 센서는 매우 정밀한 위치 결정을 가능하게 하며, 그럼으로써 위치 인식 신호로부터 이미지 정보의 재구성을 위한 복잡도가 신호 처리를 통한 이미지 정보의 재구성에 비해 감소한다.As a result, preferably, a very precise position support measurement of the object becomes possible. In this case, the use of a microelectromechanical system (MEMS) allows the very dense structural configuration of the module to be implemented, so that the module can be integrated into a variety of different electrical devices (especially portable electrical devices). In this case, the microelectromechanical inertial sensor enables highly precise positioning, thereby reducing the complexity for reconstructing image information from the position recognition signal as compared to the reconstruction of image information through signal processing.

또 다른 한 바람직한 개선예에 따라, 스캐닝 미러 구조물은, 스캐닝 동작을 통해 선형 투사(linear projection)가 객체 상에 투사되는 방식으로 구성되며, 상기 투사는 특히 직선 형태를 갖는다.According to yet another preferred refinement, the scanning mirror structure is configured in such a way that a linear projection is projected onto the object through a scanning operation, said projection having a particularly straight shape.

그 결과, 바람직하게는, 매우 단순하면서도 조밀하게 구성된 모듈이 제공되며, 그럼으로써 스캐닝 라인의 생성만 요구됨에도 비교적 높은 정밀도로 객체의 검출이 가능하게 된다.As a result, preferably, a very simple and densely configured module is provided, thereby enabling the detection of objects with relatively high precision even though only the creation of the scanning lines is required.

또 다른 한 바람직한 개선예에 따라, 스캐닝 미러 구조물은 마이크로 전자 기계 스캐닝 미러 구조물이다. 또 다른 한 바람직한 개선예에 따라, 스캐닝 미러 구조물은 제1 및/또는 제2 축을 중심으로 회동 가능한 미러 수단을 구비한 스캐닝 미러 요소를 포함하며, 상기 제2 축은 특히 제1 축에 대해 수직이다.According to yet another preferred refinement, the scanning mirror structure is a microelectromechanical scanning mirror structure. According to another preferred refinement, the scanning mirror structure comprises a scanning mirror element having mirror means pivotable about a first and / or second axis, said second axis being particularly perpendicular to the first axis.

그 결과, 바람직하게는, 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS)의 이용에 의해 매우 조밀하면서도 경제적인 모듈이 제공되며, 그럼으로써 모듈은 다수의 다양한 전기 장치들(특히 휴대용 전기 장치들) 내에 통합될 수 있다. 바람직하게 스캐닝 미러 요소는 정확히 1개의 축만을 중심으로 회동 가능하며, 그럼으로써 스캐닝 동작 중에 특히 일차 빔의 편향을 통해 (정확히 하나의 축을 중심으로 회동 가능한 미러 요소를 통해) (스캐닝 라인이라고도 지칭되는) 직선형 투사가 생성된다.As a result, preferably, the use of a microelectromechanical system (MEMS) provides a module which is very dense and economical, so that the module can be integrated into a number of various electrical devices (in particular portable electrical devices) . Preferably, the scanning mirror element is rotatable about exactly one axis only, so that during scanning operations, particularly through deflection of the primary beam (also through a mirror element that is pivotable about exactly one axis) (also referred to as a scanning line) A linear projection is generated.

또 다른 한 바람직한 개선예에 따라, 모듈은, 일차 빔에 의해 위치 인식 신호가 객체의 표면상에 생성되는 투사점의 위치 인식과 관련한 위치 인식 정보와 스캐닝 미러 구조물의 편향 위치 간의 특히 명확한 할당을 갖는 방식으로, 위치 인식 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 모듈은 특히 편향 위치와 위치 인식 정보의 시간에 따른 상관관계의 설정을 위한 동기화 유닛을 포함한다. 또 다른 한 바람직한 개선예에 따라, 센서 어셈블리는, 센서 신호가 공간 내에서의 모듈의 위치와 관련한 위치 정보와 스캐닝 미러 구조물의 편향 위치 간의 특히 명확한 할당을 갖는 방식으로, 센서 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 모듈은 특히 편향 위치와 위치 정보의 시간에 따른 상관관계의 설정을 위한 동기화 유닛을 포함한다.According to another preferred refinement, the module is designed in such a way that by means of the primary beam the position recognition signal has a particularly clear allocation between the position recognition information associated with the positional recognition of the projection point on the surface of the object and the deflection position of the scanning mirror structure , The module comprising a synchronization unit for setting a correlation over time, in particular with respect to the deflection position and the position recognition information. According to another preferred refinement, the sensor assembly is configured to generate the sensor signal in such a way that the sensor signal has a particularly clear allocation between the position information relating to the position of the module in space and the deflection position of the scanning mirror structure , The module particularly comprises a synchronization unit for setting a time-dependent correlation of the position and deflection position.

그 결과, 바람직하게는, 위치 인식 신호는, 이 위치 인식 신호로부터 객체 표면의 프로파일과 관련한 프로파일 정보가 도출될 수 있는 방식으로 구성될 수 있다. 특히 프로파일 정보는, 객체 표면 중 (선 유형 또는 직선형) 스캐닝 동작(스캐닝 라인) 동안 일차 빔에 의해 조사되거나 스캐닝되는 부분을 따르는 객체 표면의 높이 프로파일과 관련한 정보를 포함한다.As a result, preferably, the position recognition signal can be configured in such a manner that profile information relating to the profile of the object surface from this position recognition signal can be derived. In particular, the profile information includes information relating to the height profile of the object surface along the portion to be scanned or scanned by the primary beam during the scanning operation (scanning line) of the object surface (line type or straight line).

본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 개선예에 따라, 위치 인식 신호 및 센서 신호에 따라, 스캐닝 데이터로부터 객체의 3차원 형태와 관련한 이미지 정보가 도출될 수 있는 방식으로, 스캐닝 데이터가 생성된다.According to one preferred refinement of the method according to the invention, scanning data is generated in such a way that image information relating to the three-dimensional form of the object from the scanning data can be derived, in accordance with the position recognition signal and the sensor signal.

그 결과, 바람직하게는, 모듈은 스캐닝 동작 동안 객체를 검출하기 위해 객체의 둘레를 따라 이동될 수 있으며, 그럼에도 객체의 3차원 형상과 관련한, 또는 객체의 표면 프로파일과 관련한 비교적 정밀한 이미지가 생성된다.As a result, preferably, the module can be moved along the periphery of the object to detect the object during the scanning operation, but still produces a relatively precise image with respect to the three-dimensional shape of the object, or with respect to the surface profile of the object.

본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 개선예에 따라, 모듈의 위치 정보, 특히 그 위치 및/또는 배향은 스캐닝 동작 동안 검출되며, 상기 검출된 위치 정보에 따라 센서 신호가 생성된다.According to a preferred refinement of the method according to the invention, the position information of the module, in particular its position and / or orientation, is detected during the scanning operation, and the sensor signal is generated in accordance with the detected position information.

그 결과, 바람직하게는, 객체의 매우 정밀한 위치 지원 측정이 가능해질 수 있고 동시에 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS)의 이용을 통해 모듈의 매우 조밀한 구조 형상이 가능해질 수 있으며, 그럼으로써 모듈은 여러 다양한 전기 장치들(특히 휴대용 전기 장치들) 내로 통합될 수 있다. 이 경우, 마이크로 전자 기계 관성 센서의 이용을 통해, 신호 처리를 통한 이미지 정보의 재구성에 비해, 위치 인식 신호로부터 검출된 객체의 3차원 이미지의 재구성을 위한 복잡도를 감소시키는 매우 정밀한 위치 결정이 달성될 수 있게 된다.As a result, preferably, a very precise location-supported measurement of the object can be made possible and at the same time the very dense structural form of the module can be made possible through the use of a microelectromechanical system (MEMS) May be integrated into electrical devices (especially portable electrical devices). In this case, through the use of a microelectromechanical inertial sensor, very precise positioning is achieved, which reduces the complexity for reconstruction of the three-dimensional image of the object detected from the position recognition signal, as compared to reconstruction of the image information through signal processing .

본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 개선예에 따라, 위치 인식 신호는 편향 위치와 위치 인식 정보의 시간에 따른 상관관계를 통해 생성되고, 그리고/또는 위치 신호는 편향 위치와 위치 정보의 시간에 따른 상관관계를 통해 생성된다.According to one advantageous refinement of the method according to the invention, the position recognition signal is generated via a time-dependent correlation of the deflection position and the position recognition information, and / or the position signal is correlated with the time- Relationships.

그 결과, 바람직하게는, 모듈이 여러 상이한 전기 장치, 특히 휴대용 전기 장치 내에 통합될 수 있거나 상기 전기 장치들과 함께 이용될 수 있도록 조밀한 모듈을 통해, 객체의 비교적 정밀한 검출이 가능하다.As a result, preferably, the modules can be integrated into a variety of different electrical devices, in particular portable electrical devices, or through a dense module which can be used with the electrical devices, allowing for a relatively precise detection of objects.

본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있고 하기 설명부에서 더욱 상세하게 기술된다.Embodiments of the present invention are illustrated in the drawings and described in further detail in the following description.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 서로 상이한 실시형태들에 따른 모듈의 개략도이다.
도 4는 객체의 예시에 따른 측정과 관련한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈의 스캐닝 미러 구조물을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 상이한 실시형태들에 따른 모듈을 각각 도시한 도면이다.1 to 3 are schematic views of modules according to different embodiments of the present invention.
4 is a graph relating to measurement according to an example of an object.
5 is a view showing a scanning mirror structure of a module according to an embodiment of the present invention.
6 to 10 are views each showing a module according to different embodiments of the present invention.

상이한 도면들에서 동일한 부재들에는 항시 동일한 도면부호를 부여하였으며, 그에 따라 통상 한 번씩만 거명 또는 설명된다.In the different drawings, the same members are always given the same reference numerals and, therefore, usually only one reference is given or explained.

도 1에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)이 개략도로 도시되어 있다. 모듈(2)은 객체(4)를 측정하도록 구성되고, 상기 측정은 특히 객체의 공간 입체적인 형상 또는 형태와 관련한 3D 이미지 정보의 생성을 위해 이용된다. 여기서 모듈(2)은 일차 빔(3), 특히 레이저 빔(3)의 생성을 위한 광원(6)을 포함한다. 또한, 모듈(2)은 스캐닝 미러 구조물(7, 7')을 포함하며, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은, 일차 빔(3)에 의해 스캐닝 동작이 실행되는 방식으로, 일차 빔(3)을 편향시키도록 구성된다. 바람직하게 일차 빔(3)은, 스캐닝 동작 동안, 객체(4)와 일차 빔(3)의 상호작용을 통해 객체(4)의 표면(객체 표면) 상에 생성된 투사점(4')이 실질적으로 선형으로(예컨대 직선으로 또는 곡선으로) 객체 표면을 (예컨대 행별로 또는 면별로) 스캐닝하는 방식으로 편향된다. 또한, 모듈(2)은 투사점(4')에 기반하는 이차 신호(5)의 검출을 위한 광학 검출 장치(9)를 포함하며, 이때 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치에서 객체(4)와 일차 빔(3)의 상호작용을 통해 이차 신호(5)가 생성될 경우, 상기 이차 신호(5)가 모듈(2)에 의해 검출된다. 또한, 모듈(2)을 통해, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치에 따라 위치 인식[즉, 특히 객체 표면상에서 투사점(4')의 간격 및/또는 위치 결정의 검출]과 관련한 위치 인식 신호가 생성된다.1 is a schematic diagram of a module 2 according to an embodiment of the present invention. The module 2 is configured to measure the object 4, and the measurement is used for the generation of 3D image information, particularly with respect to the spatial cubic shape or shape of the object. Wherein the module 2 comprises a light source 6 for the generation of a primary beam 3, in particular a laser beam 3. The module 2 also includes a scanning mirror structure 7,7'wherein the scanning mirror structure 7,7'is scanned by the primary beam 3 in such a way that the primary beam 3 . The primary beam 3 is preferably arranged so that during the scanning operation the projection point 4 'created on the surface (object surface) of the object 4 through the interaction of the object 4 and the primary beam 3 is substantially (E.g., row-by-row or surface-by-row) linearly (e.g., linearly or curvilinearly). The module 2 also includes an optical detection device 9 for the detection of the secondary signal 5 based on the point of projection 4'where the object 2 at the deflection position of the scanning mirror structure 7, The secondary signal 5 is detected by the module 2 when the secondary signal 5 is generated through the interaction of the primary beam 3 and the primary beam 3. [ Further, through the module 2, a position related to the position detection (i.e., the detection of the spacing and / or positioning of the projection point 4 'on the object surface in particular) according to the deflection position of the scanning mirror structure 7, 7' A recognition signal is generated.

또한, 모듈(2)은 여기서 특히 객체(4)의 위치 지원 측정을 위한 센서 신호를 생성하기 위한 센서 어셈블리(10)를 포함한다.The module 2 also includes a sensor assembly 10 for generating a sensor signal for position-supported measurement of the object 4 here.

바람직하게 위치 인식 신호의 위치 인식 정보는 위치 인식, 즉, 객체 표면상의 투사점(4')[즉, 객체(4)의 표면상의 점 형태의 영역의 의미에서 일차 빔(3)에 의해 생성되는 투사점(4')]과 모듈(2) 간의 위치 및/또는 간격 결정에 관련된다. 그 대안으로 또는 부가적으로, 위치 결정은 추가 투사점(미도시)에 대한 투사점(4')의 상대 위치의 결정에 관련되며, 특히 상기 투사점 및 추가 투사점은 각각 스캐닝 동작 동안 서로 상이한 시점에 생성된다.Preferably, the position recognition information of the position recognition signal is position recognition, that is, the position of the projection point 4 'on the object surface (i.e., the point of the point shape on the surface of the object 4) (4 ') and the module (2). Alternatively or additionally, the positioning relates to the determination of the relative position of the projection point 4 'relative to the additional projection point (not shown), and in particular the projection point and the additional projection point are generated at different times from each other during the scanning operation .

바람직하게 모듈(2)은 제1 부분 모듈(21), 제2 부분 모듈(22), 제3 부분 모듈(23), 제4 부분 모듈(24), 제5 부분 모듈(25), 제6 부분 모듈(26), 제7 부분 모듈(27), 제8 부분 모듈(28) 및/또는 추가 부분 모듈들을 포함한다. 그 결과, 모듈식으로 구성되어 예컨대 모듈 원리에 따라 다수의 상이한 전기 장치(1) 및/또는 용례들에 유연하게 매칭될 수 있는 모듈(2)이 제공된다.The module 2 preferably includes a first partial module 21, a second partial module 22, a third partial module 23, a fourth partial module 24, a fifth partial module 25, Module 26, seventh partial module 27, eighth partial module 28 and / or additional partial modules. As a result, there is provided a module 2 that can be modularly configured and can be flexibly matched to a number of different electrical devices 1 and / or applications, for example, according to the principles of the module.

모듈(2)의 한 실시예에서, 제1 부분 모듈(21)은 일차 빔(3) 및/또는 추가 일차 빔(3')을 발생시키도록 구성된 광 모듈(21)이고, 그리고/또는 제2 부분 모듈(22)은 일차 빔(3)의 스캐닝 동작 및/또는 추가 일차 빔(3')의 추가 스캐닝 동작을 발생시키도록 구성된 스캐닝 모듈(22)이고, 제3 부분 모듈(23)은 이차 신호(5) 및/또는 추가 이차 신호(5')에 따라 검출 신호를 생성하도록 구성된 제1 제어 및/또는 검출 모듈(23)이고, 그리고/또는 제4 부분 모듈(24)은 위치 인식 정보를 생성하는 평가 모듈(24)이고, 그리고/또는 제5 부분 모듈(25)은 제2 제어 및/또는 검출 모듈(25)이고, 그리고/또는 제6 부분 모듈(26)은 에너지 공급을 제어하는 제어 모듈(26)이고, 그리고/또는 제7 부분 모듈(27)은 센서 모듈이고, 그리고/또는 제8 부분 모듈(28)은 전기 장치(1)와 통신하도록, 그리고/또는 전기 장치(1)로 데이터를 전송하도록 구성된 통신 모듈(28)이다.In one embodiment of module 2, the first partial module 21 is an optical module 21 configured to generate a primary beam 3 and / or an additional primary beam 3 ', and / The sub-module 22 is a scanning module 22 configured to generate a scanning operation of the primary beam 3 and / or an additional scanning operation of the additional primary beam 3 ', and the third sub- And / or the fourth partial module 24 is configured to generate position detection information based on the position detection information, and / or to generate a detection signal in accordance with the additional secondary signal 5 and / And / or the fifth partial module 25 is a second control and / or detection module 25, and / or the sixth partial module 26 is a control module And / or the seventh sub-module 27 is a sensor module and / or the eighth sub-module 28 is adapted to communicate with the electrical device 1 and / A communication module 28 configured to transmit data to the device (1).

광 모듈(21)은 특히 일차 빔(3)을 생성하도록 구성된다. 예컨대 광 모듈(21)은 광원(6), 바람직하게는 발광다이오드, 특히 바람직하게는 레이저 다이오드 또는 표면 이미터(Vertical Cavity Surface Emitting Laser - VCSEL)를 포함한다. 광원(6)에 의해 생성된 일차 빔(3)은 특히 가시 광빔(3)[즉, 약 380나노미터(㎚) 내지 780㎚ 파장의 광] 또는 적외선(IR) 광빔이다. 예컨대 광원(6)은 일차 빔(3)을 생성할 뿐만 아니라 이차 신호(5)를 검출하도록 구성된다[즉, 광원(6)은 광원과 모놀리식으로 통합된 광학 검출 요소를 포함한다]. 그 대안으로 또는 부가적으로, 모듈(2)이 특히 이차 신호(5)의 검출을 위한 광학 검출 장치(9)(예: 광다이오드)를 포함한다.The optical module 21 is particularly adapted to generate the primary beam 3. For example, the optical module 21 includes a light source 6, preferably a light emitting diode, particularly preferably a laser diode or a surface cavity emitter (VCSEL). The primary beam 3 produced by the light source 6 is in particular a visible light beam 3 (i.e., light of a wavelength from about 380 nanometers (nm) to 780 nm) or an infrared (IR) light beam. The light source 6 is configured to detect not only the primary beam 3 but also the secondary signal 5 (i.e., the light source 6 comprises an optical detection element monolithically integrated with the light source). Alternatively or additionally, the module 2 comprises an optical detection device 9 (e.g. a photodiode) for the detection of a secondary signal 5 in particular.

스캐닝 모듈(22)은 여기서 마이크로 전자 기계 스캐닝 미러 요소(7)를 구비한 스캐닝 미러 구조물(7, 7')을 포함한다. 특히 모듈(2)은, 일차 빔(3)이 (선 유형의) 스캐닝 동작을 수행함으로써 상기 스캐닝 동작을 통해 (직선형 또는 곡선형의) 스캐닝 라인 또는 스캐닝 피규어(투사)가 객체(4)의 표면상에 투사되도록 일차 빔(3)이 스캐닝 미러 구조물(7)을 통해 편향되는 방식으로 구성된다. 마이크로 기계 스캐닝 미러 요소(7)는 [스캐닝 미러 요소(7) 또는 추가 스캐닝 미러 요소(7')의] 2개의 최대 편향 위치 사이의 영역 내 다수의 편향 위치로 설정될 수 있다. 2개의 최대 편향 위치 중 제1 최대 편향 위치에서 일차 빔(3)은 스캐닝 미러 구조물(7)을 통해 위치 인식 구역(30)(여기서는 특히 위치 인식 평면 또는 방사 표면)에 따른 제1 방사 방향(101')으로 방사된다. 2개의 최대 편향 위치 중 제2 최대 편향 위치에서 일차 빔(3)은 스캐닝 미러 구조물(7)을 통해 위치 인식 구역(30)을 따르는 제2 방사 방향(101")으로 방사된다. 여기서는, 제1 방사 방향(101') 및 제2 방사 방향(101")을 통해, 위치 인식 구역(30)의 위치 인식 경계들(101', 101")이 정의된다. The scanning module 22 includes a scanning mirror structure 7, 7 'with a microelectromechanical scanning mirror element 7 here. In particular, the module 2 is configured so that the primary beam 3 performs a scanning operation (of the linear type) so that scanning lines or scanning figures (projections) (linear or curved) And the primary beam 3 is deflected through the scanning mirror structure 7 so as to be projected onto the scanning mirror structure 7. The micromechanical scanning mirror element 7 can be set to a plurality of deflection positions in the region between the two maximum deflection positions (of the scanning mirror element 7 or the further scanning mirror element 7 '). At a first one of the two maximum deflection positions, the primary beam 3 passes through the scanning mirror structure 7 in a first radiation direction 101 (here, in particular a position recognition plane or a radiation surface) '). At a second one of the two maximum deflection positions, the primary beam 3 is radiated in a second radial direction 101 "along the position recognition zone 30 through the scanning mirror structure 7. Here, Through the radial direction 101 'and the second radial direction 101 ", the position recognition boundaries 101', 101 "of the position recognition area 30 are defined.

도 2에는 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)이 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 여기서 모듈(2)은, 스캐닝 동작을 통해 직선형 투사(31)(스캐닝 라인)가 객체(4) 상에 투사되는 방식으로 구성된다. 마이크로 기계 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은, 직선형 투사(31)가 생성되는 방식으로, 일차 빔(3)을 편향시키도록 구성된다. 투사점(4')은 여기서 예컨대 [예컨대 객체(4)의 표면이 배치되어 있는] 투사 평면(200)을 따르는 도시된 직선형 스캐닝 라인(31)을 따라 이동된다. 스캐닝 미러 구조물(7, 7')에는, 스캐닝 라인(31)이 생성되는 방식으로, 특히 제어 신호가 공급된다.2, a module 2 according to one embodiment of the present invention is shown, and the embodiment shown here is substantially the same as the other embodiments according to the present invention. Here, the module 2 is configured in such a manner that a linear projection 31 (scanning line) is projected onto the object 4 through a scanning operation. The micromechanical scanning mirror structures 7 and 7 'are configured to deflect the primary beam 3 in such a way that a linear projection 31 is produced. The point of projection 4 'is here moved along the illustrated linear scanning line 31 along the projection plane 200 (e.g. where the surface of the object 4 is located). In particular, control signals are supplied to the scanning mirror structures 7 and 7 'in such a manner that the scanning lines 31 are generated.

바람직하게 모듈(2)은, 위치 인식 신호가 (이차 신호의 검출과 관련한) 검출 신호 및 [스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치와 관련한] 편향 위치 신호에 따라 (특히 동기화 유닛을 이용한 시간에 따른 상관관계를 통해) 생성되는 방식으로, 스캐닝 미러 요소(7)의 편향 위치 및/또는 추가 스캐닝 미러 요소(7')의 추가 편향 위치와 관련한 편향 위치 검출 신호를 생성하도록 구성된다. 특히 위치 인식 신호는 투사점(4')의 위치 및/또는 모듈(2)까지의 이격 간격과 관련한 위치 인식 정보, 및/또는 객체(4)의 [여기서는 투사 표면(200)으로 도시된] 객체 표면상의 투사점(4')의 위치와 관련한 위치 좌표를 포함한다.Preferably, the module 2 is configured such that the position recognition signal is based on a detection signal (with respect to detection of the secondary signal) and a deflection position signal (with respect to the deflection position of the scanning mirror structure 7, 7 ' To generate a deflection position detection signal related to the deflection position of the scanning mirror element 7 and / or the further deflection position of the additional scanning mirror element 7 ' In particular, the position recognition signal can be used to determine the position of the object 4 (as shown here by the projection surface 200) of the object 4 and / or the position recognition information associated with the position of the point of injection 4 'and / And position coordinates associated with the position of the projection point 4 '

또한, 여기서 모듈(2)은 객체(4)의 위치 지원 측정을 위한 센서 신호를 생성하기 위한 센서 어셈블리(10)를 추가로 포함한다. 센서 어셈블리(10)는 바람직하게는 하나 이상의 마이크로 전자 기계 관성 센서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 관성 센서는 특히 가속도 센서 및/또는 요 레이트 센서를 포함하며, 센서 신호는 모듈(2)의 위치 및/또는 배향과 관련한 위치 정보를 포함한다.The module 2 further includes a sensor assembly 10 for generating a sensor signal for position-supported measurement of the object 4. The sensor assembly 10 preferably includes one or more microelectromechanical inertial sensors, wherein the at least one inertial sensor includes in particular an acceleration sensor and / or a yaw rate sensor, / RTI > and / or orientation.

도 3에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)이 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 모듈(2)은 예컨대 스캐닝 동작 중에, 객체(4)를 검출하거나 측정하기 위해 객체(4)의 둘레를 따라 이동되거나 객체(4)에 대해 상대 운동을 하며, 그럼에도 위치 인식 신호 및 센서 신호로부터 객체(4)의 3차원 형상 또는 3차원 표면 프로파일과 관련한 비교적 정밀한 스캐닝 데이터가 생성될 수 있거나 생성될 것이다. 예컨대 여기서 모듈(2)은, 이 모듈(2)의 위치에 따라 서로 상이한 투사들[스캐닝 라인들(31', 31")]이 객체(4) 상으로 투사됨으로써 모듈(2)의 위치에 따라 객체 프로파일이 검출되는 방식으로, 일차 빔(3)의 방사 방향에 대해 수직인 축을 중심으로 소정의 각도만큼 회동한다.3, a module 2 according to one embodiment of the present invention is shown, and the embodiment shown here is substantially the same as the other embodiments according to the present invention. The module 2 is moved along the object 4 or relative to the object 4 to detect or measure the object 4 during a scanning operation, Relatively precise scanning data relating to the three-dimensional shape or three-dimensional surface profile of the image 4 may be generated or generated. For example, here, the module 2 may be arranged so that projections (scanning lines 31 ', 31 "), which are different from each other depending on the position of the module 2, are projected onto the object 4, Is rotated about the axis perpendicular to the radial direction of the primary beam 3 by a predetermined angle in such a manner that the object profile is detected.

도 4에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)을 통한 객체(4)의 측정 예시와 관련한 그래프가 도시되어 있으며, 여기에 기술된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 여기에는 예시로서 위치 인식 신호로부터 도출될 수 있는 측정된 객체(4)의 높이 프로파일이 도시되어 있으며, 여기에는 위치[또는 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치]에 따른 모듈(2)과 투사점(4')(도면부호 301 참조) 간의 간격이 도시되어 있다(도면부호 201 참조).4, there is shown a graph relating to an example of measurement of an object 4 via a module 2 according to an embodiment of the present invention, and the embodiments described herein are particularly applicable to other embodiments according to the present invention . The height profile of the measured object 4, which can be derived from the position recognition signal as an example, is shown here, which includes the module 2 according to the position (or the deflection position of the scanning mirror structure 7, 7 ' And the projection point 4 '(see reference numeral 301) (see reference numeral 201).

도 5에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)의 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 스캐닝 미러 요소(7)가 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 스캐닝 미러 요소(7)는 회동 가능한 미러 수단(71)과, 스프링 구조물(72)과, 가동 빔 구조물(73)과, 추가 스프링 구조물(74)을 포함한다. 여기서 스프링 구조물(72) 및 추가 스프링 구조물(74)은 주로 제1 축(701)을 따라 연장된다. 여기서 미러 수단(71)은 스프링 구조물(72)을 통해 빔 요소(73)에 간접적으로 연결되고, 상기 빔 요소(73)는 추가 스프링 구조물(74)을 통해 기판(75)에 간접적으로 연결된다. 특히 스프링 구조물(72) 및/또는 추가 스프링 구조물(74)은 토션 스프링 및/또는 스파이럴 스프링이다. 여기서 스캐닝 미러 요소(7)는, 미러 수단(71)이 제1 축(701)을 중심으로, 그리고/또는 제2 축(702)을 중심으로 회동 가능하게 구성되며, 이때 제1 축(701)은 제2 축(702)에 대해 실질적으로 수직이고, 특히 제1 축(701) 및/또는 제2 축은 기판(75)의 주 연장 평면에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다.5, there is shown a scanning mirror element 7 of a scanning mirror structure 7, 7 'of a module 2 according to an embodiment of the present invention, Substantially the same as the other embodiments. The scanning mirror element 7 of the scanning mirror structure 7,7'includes a rotatable mirror means 71, a spring structure 72, a movable beam structure 73 and an additional spring structure 74 . Where the spring structure 72 and the additional spring structure 74 extend primarily along the first axis 701. Wherein the mirror means 71 is indirectly connected to the beam element 73 via a spring structure 72 and the beam element 73 is indirectly connected to the substrate 75 via an additional spring structure 74. In particular, the spring structure 72 and / or the additional spring structure 74 are torsion springs and / or spiral springs. Wherein the scanning mirror element 7 is configured such that the mirror means 71 is pivotable about a first axis 701 and / or about a second axis 702, The first axis 701 and / or the second axis extend substantially parallel to the main extension plane of the substrate 75. The first axis 701 and / or the second axis are substantially perpendicular to the second axis 702,

도 6에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)이 개략도로 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 여기서 일차 빔(3)은 광 모듈(21)을 통해 생성되며, 일차 빔(3)은 스캐닝 미러 요소(7) 상으로 지향된다. 일차 빔(3)은, 이 일차 빔(3)이 추가 스캐닝 미러 요소(7')에 부딪치는 방식으로 스캐닝 미러 요소(7)를 통해 편향된다. 그런 다음 일차 빔(3)은, 이 일차 빔이 방사 방향(101)으로 방사 표면(30) 내로 방사되는 방식으로, 추가 스캐닝 미러 요소(7')를 통해 편향된다.In Fig. 6, a module 2 according to one embodiment of the present invention is shown schematically, and the embodiment shown here is substantially the same as the other embodiments according to the present invention. Where the primary beam 3 is generated through the optical module 21 and the primary beam 3 is directed onto the scanning mirror element 7. [ The primary beam 3 is deflected through the scanning mirror element 7 in such a way that the primary beam 3 strikes the additional scanning mirror element 7 '. The primary beam 3 is then deflected through the additional scanning mirror element 7 'in such a way that the primary beam is radiated into the radiation surface 30 in the radiation direction 101.

바람직하게 스캐닝 미러 구조물(7, 7')[즉, 스캐닝 미러 요소(7) 및/또는 추가 스캐닝 미러 요소(7')]는, 일차 빔(3)이 도시된 방식으로 스캐닝 동작을 수행하는 방식으로 제어될 수 있고, 그리고/또는 조정될 수 있으며, 이때 스캐닝 동작은 특히 선 유형(단선형) 또는 래스터 유형(다선형)의 스캐닝 동작이다. 이 경우, 바람직하게는, (직선형 또는 곡선형의) 투사(스캐닝 라인 또는 스캐닝 피규어)가 투사 표면(200) 상에 투사된다.Preferably, the scanning mirror structure 7, 7 '(i.e., the scanning mirror element 7 and / or the additional scanning mirror element 7') is configured such that the primary beam 3 performs a scanning operation in the manner shown And / or may be adjusted, where the scanning operation is particularly a scanning operation of a line type (single line) or a raster type (multi line). In this case, a projection (a scanning line or a scanning figure) (preferably linear or curved) is preferably projected onto the projection surface 200.

여기서 스캐닝 미러 요소(7)는 제1 축(701)을 중심으로 회동할 수 있고, 추가 스캐닝 미러 요소(7')는 제2 축(702)을 중심으로 회동할 수 있으며, 특히 제1 축(701) 및 제2 축(702)은 실질적으로 서로 수직으로 배향된다. 제1 축을 중심으로 하는 스캐닝 미러 요소(7)의 회동 동작에 따라, Y 방향을 따르는 일차 빔(3)의 Y-스캐닝 동작이 생성된다. 제2 축(702)을 중심으로 하는 추가 스캐닝 미러 요소(7')의 회동 동작에 따라서는 Y 방향에 대해 실질적으로 수직인 X 방향을 따르는 일차 빔(3)의 X-스캐닝 동작이 생성된다.Where the scanning mirror element 7 can pivot about a first axis 701 and the additional scanning mirror element 7'can pivot about a second axis 702, 701 and the second axis 702 are oriented substantially perpendicular to each other. According to the turning operation of the scanning mirror element 7 about the first axis, a Y-scanning operation of the primary beam 3 along the Y direction is generated. Scanning operation of the primary beam 3 along the X-direction substantially perpendicular to the Y-direction is generated in accordance with the pivotal motion of the additional scanning mirror element 7 'about the second axis 702. [

또한, 그 결과, 바람직하게는 특히, 투사 표면(200) 상으로 이미지 정보를 투사할 수 있다. 그에 따라, 본 발명에 따른 모듈(2)은 바람직한 방식으로 레이저 프로젝터로도 사용되도록 구성된다. 이 경우, 광 모듈(21)은 특히 광 모듈(21), 예컨대 적녹청(RGB) 모듈(21)이다.As a result, the image information can be projected onto the projection surface 200, preferably in particular. Accordingly, the module 2 according to the present invention is configured for use as a laser projector in a preferred manner. In this case, the optical module 21 is, in particular, an optical module 21, for example a red-green (RGB) module 21.

도 7 및 도 8에는, 본 발명의 다양한 실시형태들에 따른 모듈(2)이 각각 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태들은 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 여기서, 도 7에 도시된 모듈(2)은 광 모듈(21)과 스캐닝 모듈(22)을 포함한다. 광 모듈(21)은 특히 복수의 광원(6, 6', 6", 6"')을 포함한다. 예컨대 광 모듈(21)은 RGB 모듈이고, 광 모듈(21)은 일차 빔(3)을 생성하도록 구성되며, 일차 빔(3)은 적색광, 녹색광, 청색광 및/또는 적외선 광을 포함한다. 도 8에 도시된 실시형태는 실질적으로 도 7에 도시된 실시형태에 상응하며, 여기에는 인간-기계 인터페이스를 제공하도록 구성된 검출 부재(9) 및 특히 렌즈 요소(9")도 추가로 도시되어 있다.7 and 8, respectively, modules 2 according to various embodiments of the present invention are shown, and the embodiments shown herein are substantially the same as the other embodiments according to the present invention. Here, the module 2 shown in Fig. 7 includes an optical module 21 and a scanning module 22. [ The optical module 21 in particular comprises a plurality of light sources 6, 6 ', 6 ", 6 "'. The optical module 21 is an RGB module and the optical module 21 is configured to generate a primary beam 3 and the primary beam 3 includes red light, green light, blue light and / or infrared light. The embodiment shown in Fig. 8 corresponds substantially to the embodiment shown in Fig. 7, in which a detecting element 9 and in particular a lens element 9 ", which is arranged to provide a human-machine interface, is additionally shown .

도 9에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)이 사시도로 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 여기서 모듈(2)은 광 모듈(21)과 스캐닝 모듈(22)을 포함하며, 스캐닝 모듈(22)은 여기서 스캐닝 미러 구조물(7, 7')을 포함한다. 또한, 스캐닝 모듈(22)은 특히 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 고정을 위한 캐리어 수단(32)을 갖는다. 여기서 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은 마이크로 전자 기계 스캐닝 미러 요소(7)와 추가 스캐닝 미러 요소(7')를 포함한다. 추가 스캐닝 미러 요소(7')는 특히 마찬가지로 마이크로 전자 기계 스캐닝 미러 요소이다. 그 대안으로, 모듈(2)은 추가 스캐닝 미러 요소(7') 대신, 캐리어 수단(32)과 고정 연결된 광각 광학계(8)(미도시)를 포함하며, 광각 광학계(8)는 볼록 또는 오목형 마이크로 미러 및/또는 렌즈를 포함한다. 또한, 특히 여기에는 빔 출력 영역(34)이 도시되어 있으며, 이 빔 출력 영역을 통해 일차 빔(3)이 방사 구역(30) 내로 방사된다. 바람직하게 모듈(2)은 추가 서브 모듈들의 고정을 위한 추가 캐리어 수단(32')을 포함한다.9, a module 2 according to an embodiment of the present invention is shown in a perspective view, and the embodiment shown here is substantially the same as the other embodiments according to the present invention. Wherein the module 2 comprises an optical module 21 and a scanning module 22, wherein the scanning module 22 comprises a scanning mirror structure 7, 7 '. The scanning module 22 also has a carrier means 32 for fixing the scanning mirror structures 7 and 7 'in particular. Wherein the scanning mirror structure 7, 7 'comprises a microelectromechanical scanning mirror element 7 and an additional scanning mirror element 7'. The additional scanning mirror element 7 'is likewise a microelectromechanical scanning mirror element. Alternatively, the module 2 may include a wide-angle optical system 8 (not shown) fixedly connected to the carrier means 32, instead of the additional scanning mirror element 7 ', and the wide-angle optical system 8 may be convex or concave A micro mirror and / or a lens. In particular, a beam output area 34 is shown, in which the primary beam 3 is radiated into the radiation area 30 through this beam output area. Preferably the module 2 comprises an additional carrier means 32 'for fixing the further submodules.

도 10에는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 모듈(2)이 사시도로 도시되어 있으며, 여기에 도시된 실시형태는 특히 본 발명에 따른 또 다른 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 여기서 스캐닝 모듈(22)은 실질적으로 스캐닝 모듈 높이(22')를 따라, 그리고 주로 스캐닝 모듈 길이(22")를 따라 연장된다. 스캐닝 모듈 높이(22')는 바람직하게는 1밀리미터(㎜) 내지 15㎜ 사이, 특히 바람직하게는 3㎜ 내지 9㎜ 사이, 매우 특히 바람직하게는 약 5.9㎜이다. 스캐닝 모듈 길이(22")는 바람직하게 5㎜ 내지 50㎜ 사이, 특히 바람직하게는 10㎜ 내지 30㎜ 사이, 매우 특히 바람직하게는 약 20㎜이다. 여기서 모듈은 (MEMS 미러라고도 지칭되는 스캐닝 미러 요소(7)와 추가 스캐닝 미러 요소(7')를 포함한다. 여기서 모듈은 특히 모듈(2) 내에서 스캐닝 모듈(2)의 고정을 위한 자석 요소(33, 33') 및/또는 전기 장치(1)(미도시) 내에서 모듈(2)의 고정을 위한 고정 수단(35, 35')을 포함한다.In Fig. 10, a module 2 according to one embodiment of the present invention is shown in a perspective view, and the embodiment shown here is substantially the same as the other embodiments according to the present invention. Where the scanning module 22 extends substantially along the scanning module height 22 'and predominantly along the scanning module length 22 "The scanning module height 22' is preferably between 1 millimeter (mm) Particularly preferably between about 3 mm and about 9 mm, and very particularly preferably about about 5.9 mm. The scanning module length 22 '' is preferably between about 5 mm and about 50 mm, particularly preferably between about 10 mm and about 30 mm Mm, very particularly preferably about 20 mm. Where the module comprises a scanning mirror element 7, also referred to as a MEMS mirror, and an additional scanning mirror element 7 ', wherein the module comprises a magnet element (not shown) for fixing the scanning module 2, 35 'for securing the module 2 within the electrical device 1, 33, 33' and / or the electrical device 1 (not shown).

Claims (13)

객체(4)의 측정을 위한 모듈(2)로서, 모듈(2)은 일차 빔(3)을 생성하도록 구성되고, 모듈(2)은 스캐닝 미러 구조물(7, 7')을 포함하며, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은, 일차 빔(3)에 의해 스캐닝 동작이 수행되는 방식으로 일차 빔(3)을 편향시키도록 구성되고, 모듈(2)은, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 한 편향 위치에서 객체(4)와 일차 빔(3)의 상호작용을 통해 이차 신호(5)가 생성될 경우, 상기 이차 신호(5)가 검출될 수 있도록 구성되고, 모듈(2)은 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치에 따라 위치 인식 신호를 생성하도록 구성되는, 객체 측정 모듈에 있어서,
상기 모듈(2)은 객체(4)의 위치 지원 측정을 위한 센서 신호를 생성하기 위한 센서 어셈블리(10)를 갖는 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).A module (2) for measurement of an object (4), the module (2) being configured to generate a primary beam (3), the module (2) comprising a scanning mirror structure (7, 7 ' The structures 7 and 7 'are configured to deflect the primary beam 3 in such a manner that the scanning operation is performed by the primary beam 3 and the module 2 is configured to deflect the primary beam 3 in the scanning mirror structures 7 and 7' The secondary signal 5 can be detected when the secondary signal 5 is generated through the interaction of the object 4 and the primary beam 3 at a deflection position of the scanning unit 2, An object measurement module configured to generate a position recognition signal in accordance with a deflection position of a mirror structure (7, 7 '),
Characterized in that the module (2) has a sensor assembly (10) for generating a sensor signal for position supported measurement of the object (4). 제1항에 있어서, 모듈(2)은 위치 인식 신호 및 센서 신호에 따라 스캐닝 데이터를 생성하도록 구성되며, 상기 스캐닝 데이터로부터 특히 객체(4)의 3차원 형태와 관련한 이미지 정보가 도출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).2. A method according to claim 1, characterized in that the module (2) is configured to generate scanning data in accordance with a position recognition signal and a sensor signal, from which the image information, in particular relating to the three-dimensional form of the object (4) Characterized by an object measurement module (2). 제1항 또는 제2항에 있어서,
센서 어셈블리(10)는 하나 이상의 마이크로 전자 기계 관성 센서를 가지며, 상기 하나 이상의 관성 센서는 특히 가속도 센서 및/또는 요 레이트 센서를 포함하며, 센서 신호는 특히 모듈(2)의 위치 및/또는 배향과 관련한 위치 정보를 포함하고, 그리고/또는
센서 어셈블리(10)는 하나 이상의 자계 센서를 포함하고, 그리고/또는
센서 어셈블리(10)는 하나 이상의 비디오 센서, 특히 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).3. The method according to claim 1 or 2,
The sensor assembly 10 has one or more microelectromechanical inertial sensors, and the at least one inertial sensor in particular comprises an acceleration sensor and / or a yaw rate sensor, the sensor signal being in particular the position and / or orientation of the module 2 Include relevant location information, and / or
The sensor assembly 10 includes one or more magnetic field sensors, and / or
An object measurement module (2), characterized in that the sensor assembly (10) comprises at least one video sensor, in particular a camera. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은, 스캐닝 동작을 통해 선형 투사(31)가 객체(4) 상에 투사되는 방식으로 구성되며, 상기 투사(31)는 특히 직선 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the scanning mirror structure (7, 7 ') is configured in such a way that a linear projection (31) is projected onto the object (4) (31) is in particular of a straight line shape. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은 마이크로 전자 기계 스캐닝 미러 구조물(7, 7')인 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).5. An object measurement module (2) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the scanning mirror structure (7, 7 ') is a microelectromechanical scanning mirror structure (7, 7'). 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 스캐닝 미러 구조물(7, 7')은 제1 및/또는 제2 축(701, 702)을 중심으로 회동 가능한 미러 수단(71)을 구비한 스캐닝 미러 요소(7)를 포함하며, 상기 제2 축(702)은 특히 제1 축(701)에 대해 수직인 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).6. The apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the scanning mirror structure (7, 7 ') comprises mirror means (71) rotatable about a first and / or second axis (701, 702) Characterized in that it comprises a scanning mirror element (7), said second axis (702) being in particular perpendicular to the first axis (701). 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 모듈(2)은, 위치 인식 신호가 상기 일차 빔(3)에 의해 객체(4)의 표면상에 생성된 투사점(4')의 위치 인식과 관련한 위치 인식 정보와 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치 간의 특히 명확한 할당을 갖는 방식으로, 위치 인식 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 모듈(2)은 특히 편향 위치와 위치 인식 정보의 시간에 따른 상관관계의 설정을 위한 동기화 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).7. Module according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the position recognition signal is detected by the primary beam (3) on the basis of the position of the projection point (4 ') created on the surface of the object (4) In a manner that has a particularly clear assignment between the position of the scanning mirror structure (7, 7 ') and the position of the scanning mirror structure (7, 7') associated with the position of the scanning mirror structure And a synchronization unit for setting a correlation over time. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 어셈블리(10)는, 센서 신호가 공간 내에서의 모듈(2)의 위치와 관련한 위치 정보와 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치 간의 특히 명확한 할당을 갖는 방식으로, 센서 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 모듈(2)은 편향 위치와 위치 정보의 시간에 따른 상관관계의 설정을 위한 동기화 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 객체 측정 모듈(2).The sensor assembly (10) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor signal includes positional information relating to the position of the module (2) in the space and the positional information relating to the deflection of the scanning mirror structure Characterized in that the module (2) is arranged to generate a sensor signal in such a way as to have a particularly clear allocation between positions, the module (2) comprising a synchronization unit for setting a time- Measurement module (2). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 모듈(2)을 구비한 전기 장치(1)에 있어서,
모듈(2)은 전기 장치(1) 내에 통합되고, 상기 전기 장치(1)는 3D 레이저 스캐너이며, 특히 전기 장치(1)는 레이저 프로젝터 및/또는 이동 통신 단말기인 것을 특징으로 하는, 모듈을 구비한 전기 장치(1).9. An electric device (1) comprising a module (2) according to any one of claims 1 to 8,
Characterized in that the module (2) is integrated in the electrical device (1), the electrical device (1) is a 3D laser scanner and in particular the electrical device (1) is a laser projector and / An electrical device (1). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 모듈(2)의 작동 방법에 있어서,
제1 작동 단계에서 일차 빔(3)이 생성되고, 상기 일차 빔(3)은 스캐닝 미러 구조물(7, 7') 상으로 지향되며, 제2 작동 단계에서 상기 일차 빔(3)은, 이 일차 빔(3)에 의해 스캐닝 동작이 수행되는 방식으로, 상기 스캐닝 미러 구조물(7, 7')을 통해 편향되며, 제3 작동 단계에서 상기 스캐닝 미러 구조물(7, 7')의 편향 위치에서 객체(4)와 일차 빔(3)의 상호작용을 통해 생성된 이차 신호(5)가 검출되며, 제4 작동 단계에서 위치 인식 신호가 생성되고, 센서 어셈블리(10)를 통해 객체(4)의 위치 지원 검출을 위한 센서 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는, 모듈 작동 방법.9. A method of operating a module (2) according to any one of claims 1 to 8,
The primary beam 3 is generated in a first operating phase and the primary beam 3 is directed onto a scanning mirror structure 7 and 7 ' Is deflected through the scanning mirror structure (7, 7 ') in such a manner that a scanning operation is performed by the beam (3), and in a third actuation step the deflected position of the object The secondary signal 5 generated through the interaction of the primary beam 3 and the primary beam 3 is detected and the position recognition signal is generated in the fourth operation phase and the position support of the object 4 And a sensor signal for detection is generated. 제10항에 있어서, 위치 인식 신호 및 센서 신호에 따라, 스캐닝 데이터로부터 객체(4)의 3차원 형태와 관련한 이미지 정보가 도출될 수 있는 방식으로, 스캐닝 데이터가 생성되는 것을 특징으로 하는, 모듈 작동 방법.11. A method according to claim 10, characterized in that scanning data is generated in such a way that image information relating to the three-dimensional form of the object (4) can be derived from the scanning data, Way. 제10항 또는 제11항에 있어서, 모듈(2)의 위치 정보, 특히 위치 및/또는 배향은 스캐닝 동작 동안 검출되며, 상기 검출된 위치 정보에 따라 센서 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는, 모듈 작동 방법.12. Module according to claim 10 or 11, characterized in that the position information, in particular the position and / or the orientation, of the module (2) is detected during a scanning operation and a sensor signal is generated in accordance with the detected position information Way. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 위치 인식 신호는 편향 위치와 위치 인식 정보의 시간에 따른 상관관계를 통해 생성되고, 그리고/또는 위치 신호는 편향 위치와 위치 정보의 시간에 따른 상관관계를 통해 생성되는 것을 특징으로 하는, 모듈 작동 방법.13. A method according to any one of claims 10 to 12, wherein the position recognition signal is generated through a time-dependent correlation of the deflection position and the position recognition information, and / ≪ / RTI > is generated through correlation.
KR1020167032850A 2014-04-28 2015-02-25 3d coarse laser scanner KR20160147915A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014207896.2A DE102014207896A1 (en) 2014-04-28 2014-04-28 3D coarse laser scanner
DE102014207896.2 2014-04-28
PCT/EP2015/053910 WO2015165608A1 (en) 2014-04-28 2015-02-25 3d coarse laser scanner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160147915A true KR20160147915A (en) 2016-12-23

Family

ID=52595333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167032850A KR20160147915A (en) 2014-04-28 2015-02-25 3d coarse laser scanner

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2017520755A (en)
KR (1) KR20160147915A (en)
CN (1) CN106255864A (en)
DE (1) DE102014207896A1 (en)
WO (1) WO2015165608A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102100324B1 (en) 2019-05-23 2020-04-13 우양정공주식회사 Roller Typed Conveyor Apparatus Having Function For Change Direction
KR102321233B1 (en) 2021-02-05 2021-11-03 우양정공주식회사 Conveyor Apparatus Can be Assembled Having Function For Change Direction Using Friction Force
KR102342499B1 (en) 2021-03-19 2021-12-23 우양정공주식회사 Conveyor Apparatus Can Be Assembled Having Function For Change Direction Using Magnetic Force

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106526608A (en) * 2016-12-29 2017-03-22 中科和光（天津）应用激光技术研究所有限公司 VCSEL-based laser radar ranging device
FR3063172A1 (en) 2017-02-21 2018-08-24 Yann Viellard DEVICE AND METHOD FOR CONTACTLESS 3D SCANNING OF AN OBJECT.
CN106885530A (en) * 2017-03-02 2017-06-23 华南理工大学 The three-dimensional information acquisition method and system of a kind of microstructural surfaces
DE102017204984A1 (en) 2017-03-24 2018-09-27 Robert Bosch Gmbh Method and device for detecting the probable severity of a collision of a vehicle with a collision object
DE102019200664B3 (en) * 2019-01-18 2020-03-26 Micro-Epsilon Optronic Gmbh Sensor arrangement and method for measuring a measurement object
DE102022202206A1 (en) 2022-03-04 2023-09-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung LiDAR system and method for operating a LiDAR system
WO2024070803A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Ranging device, and method for manufacturing same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2292605B (en) * 1994-08-24 1998-04-08 Guy Richard John Fowler Scanning arrangement and method
US6508403B2 (en) * 2001-05-04 2003-01-21 Institut National D'optique Portable apparatus for 3-dimensional scanning
JP5277703B2 (en) * 2008-04-21 2013-08-28 株式会社リコー Electronics
LU91714B1 (en) * 2010-07-29 2012-01-30 Iee Sarl Active illumination scanning imager
US9482529B2 (en) * 2011-04-15 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
JP2012145598A (en) * 2012-05-07 2012-08-02 Canon Inc Information processing method and information processing device
US8638230B2 (en) * 2012-05-24 2014-01-28 Google Inc. Hardware attitude detection implementation of mobile devices with MEMS motion sensors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102100324B1 (en) 2019-05-23 2020-04-13 우양정공주식회사 Roller Typed Conveyor Apparatus Having Function For Change Direction
KR102321233B1 (en) 2021-02-05 2021-11-03 우양정공주식회사 Conveyor Apparatus Can be Assembled Having Function For Change Direction Using Friction Force
KR102342499B1 (en) 2021-03-19 2021-12-23 우양정공주식회사 Conveyor Apparatus Can Be Assembled Having Function For Change Direction Using Magnetic Force

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014207896A1 (en) 2015-10-29
JP2017520755A (en) 2017-07-27
CN106255864A (en) 2016-12-21
WO2015165608A1 (en) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160147915A (en) 3d coarse laser scanner
KR101762525B1 (en) Apparatus and method for depth scanning with multiple emitters
US20210311171A1 (en) Improved 3d sensing
CN113074669B (en) Laser projector with flash alignment
US11425359B2 (en) Apparatus and method for generating three-dimensional image
AU2003286238B2 (en) Ranging apparatus
US7924441B1 (en) Fast and high-precision 3D tracking and position measurement with MEMS micromirrors
US20090262363A1 (en) Contour sensor incorporating mems mirrors
US9013711B2 (en) Contour sensor incorporating MEMS mirrors
EP3435026A1 (en) Dual-pattern optical 3d dimensioning
KR20160147766A (en) 3d laser scanner
US20150109261A1 (en) Projection apparatus
WO2013111376A1 (en) Interface device and method for driving interface device
WO2021032298A1 (en) High resolution optical depth scanner
JP2014170136A (en) Projector and electronic device with projector function
TWI696945B (en) Module, electrical device and process to operate a module
CN115552313A (en) Optical scanning device, object recognition device, and optical scanning method
JP2020060377A (en) Multi-image projector and electronic device having multi-image projector
US20220146686A1 (en) Laser emission apparatus and lidar-based surround sensor having a laser emission apparatus
JP2008046022A (en) Optical measurement method and optical measuring instrument
WO2023052763A1 (en) Calibration of actuation mechanism
CN112825139A (en) Structure light emission module and image acquisition device
WO2016084226A1 (en) Three-dimensional shape measurement device, three-dimensional shape measurement method, structure production system, structure production method, and three-dimensional shape measurement program