KR20170127842A - 3차원 스캐너 - Google Patents

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KR20170127842A
KR20170127842A KR1020160058564A KR20160058564A KR20170127842A KR 20170127842 A KR20170127842 A KR 20170127842A KR 1020160058564 A KR1020160058564 A KR 1020160058564A KR 20160058564 A KR20160058564 A KR 20160058564A KR 20170127842 A KR20170127842 A KR 20170127842A
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손재혁
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주식회사 디엠에스
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Abstract

본 발명에 일 실시예에 따른 3차원 스캐너는, 카메라로 3차원 스캔 대상물의 3차원 영상 정보를 획득하는 데이터 획득부; 상기 데이터 획득부의 카메라의 초점을 조절할 수 있는 초점 조정용 구동부; 및 상기 초점 조정용 구동부를 제어하는 프로그램을 탑재한 구동 소프트웨어부;을 포함한다. 또한, 상기 구동 소프트웨어부는, 상기 구동 소프트웨어부를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 구분하여 표시한다.

Description

3차원 스캐너{THREE DIMENSIONAL SCANNER}
본 발명은 3차원 스캐너에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 구동 소프트웨어부를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 자동으로 구분하여 표시하는 것이 가능한 3차원 스캐너에 관한 것이다.
3차원 스캐너는 실제 물체나 환경을 분석하기 위한 장치로서, 그 형상과 색상 등과 같은 외관에 대한 정보를 수집하는 것으로서, 수집된 데이터는 3차원 디지털 모델을 구성하는데 사용된다.
이와 같은 3차원 스캐너는 접촉식 3차원 스캐너, TOF(Time of Flight) 방식의 3차원 스캐너, 광 삼각법 방식의 3차원 레이저 스캐너, 핸드헬드(handheld) 3차원 스캐너, 구조광(Structred Light) 방식의 3차원 스캐너, 백색광(white light) 방식의 3차원 스캐너 등이 있다.
관련하여, 도 1은 종래 2개의 레이저 포인터(laser pointer)를 이용하여 3차원 스캔 대상물의 초점을 조절하는 3차원 스캐너를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 카메라를 이용한 3차원 스캐너의 경우, 3차원 스캐너에 사용되는 카메라 선정시 초점 거리가 이미 고정되어 있다. 이로 인해서 3차원 스캐너를 이동시켜 스캔 대상물과의 거리를 조절하여 초점을 조절하게 된다. 이 경우, 도 1에 도시된 것처럼, 3차원 스캐너의 운영자가 스캔 대상물과의 초점 거리를 알 수 있도록 2개의 레이저 포인터(laser pointer)를 사용한다.
도 1에 도시된 것처럼, 3차원 스캔 대상물이 점선 위치에 있는 경우 2개의 레이저 포인트가 표시되어 정확한 3차원 스캔이 진행되지 않아서, 3차원 스캐너의 운영자가 스캔 대상물과의 초점 거리를 조절하도록 유도한다. 3차원 스캔 대상물이 실선의 위치에 있는 경우에는, 2개의 레이저 포인트가 겹쳐져 한 개로 보이게 되면, 정확한 3차원 스캔이 가능하다는 것을 표시한다.
하지만, 이와 같은 방식은 3차원 스캐너의 운영자가 레이저 포인트가 2개로 표시되는지 레이저 포인트가 1개로 겹쳐지는지를 육안으로 확인하여야 하고, 2개로 표시되는 경우라면 레이저 포인트가 1개로 겹쳐져질 수 있도록, 스캔 대상물의 초점 거리를 인력(人力)으로 조절하는 여러 가지 불편함과 번거로움을 가지고 있었다.
또한, 종래에 3차원 스캔 대상물의 크기와 스캔 작업공간에 따라, 3차원 스캔 작업 진행이 불가능한 경우가 발생한다. 3차원 스캔 작업 전 라이브(Live) 화면 상태에서 3차원 스캔 후 결과 확인이 불가능하여 반복 세팅(setting) 작업이 필요한 불편함을 갖고 있었다. 위의 라이브(Live) 화면이란, 3차원 스캐너도 카메라의 일종이므로, 3차원 스캔 작업 전 카메라에서 촬영된 영상이 구동 소프트웨어를 통해 PC화면에 표시되는 화면을 말한다.
대한민국 공개특허 제2016-0020140호(2016.02.23 공개), 발명의 명칭 : 3차원 스캐너용 제어 장치 (Control device for 3d scanner)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 구동 소프트웨어부를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 자동으로 구분하여 표시하는 것이 가능한 3차원 스캐너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 일 실시예에 따른 3차원 스캐너는, 카메라로 3차원 스캔 대상물의 3차원 영상 정보를 획득하는 데이터 획득부; 상기 데이터 획득부의 카메라의 초점을 조절할 수 있는 초점 조정용 구동부; 및 상기 초점 조정용 구동부를 제어하는 프로그램을 탑재한 구동 소프트웨어부;을 포함한다.
또한, 상기 구동 소프트웨어부는, 상기 구동 소프트웨어부를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 구분하여 표시한다.
일례로, 상기 스캔 가능 영역 및 상기 스캔 불가능 영역이, 서로 다른 색상으로 구분하여 표시될 수 있다.
또한, 상기 구동 소프트웨어부는, 터치 스크린 방식의 디스플레이부를 포함하여, 상기 구동 소프트웨어부의 조정 인자 또는 입력 인자를 입력 받을 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 스캐너는,
첫째, 구동 소프트웨어부를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 자동으로 구분하여 표시하는 것이 가능하다.
도 1은 종래 2개의 레이저 포인터를 이용하여 3차원 스캔 대상물의 초점을 조절하는 3차원 스캐너를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 스캐너의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 스캐너의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 이하에서는, 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 3차원 스캐너는 데이터 획득부(100), 초점 조정용 구동부(200), 및 구동 소프트웨어부(300)를 포함한다.
먼저, 데이터 획득부(100)는 카메라로 3차원 스캔 대상물의 3차원 영상 정보를 획득한다. 3차원 스캔 대상물은 컵, 볼펜, 액자 등 우리 일상 주위에서 흔히 볼 수 있는 생활용품이거나, 또는 살아있는 애완견 등 애완동물일 수도 있다. 3차원 영상 정보는 3차원 스캔 대상물의 x축, y축, z축 상의 좌표 정보와 색상 정보 등으로 나올 수 있으며, 전체 3차원 영상 정보는 3차원 모델 형태일 수 있다. 3차원 영상 정보는 3차원 프린터(3D printer)와 연계되어 애완동물을 출력하는 형태도 가능하다.
다음으로, 초점 조정용 구동부(200)는 상술한 데이터 획득부의 카메라의 초점을 조절할 수 있다. 초점 조정용 구동부(200)는 데이터 획득부의 카메라가 초점이 맞춰져서 3차원 영상 정보를 정확히 검출할 수 있도록 만드는 장치이다. 3차원 스캐너의 크기가 작은 경우 초점 조정을 위하여 피에조(piezo) 소자를 이용할 수도 있으며, 3차원 스캐너의 크기가 큰 경우 초점 조정을 위하여, x축, y축, z축 상으로 이동할 수 있는 모터나 회전체 등으로 구성될 수 있다. 또한, 3차원 스캔 대상물의 크기에 따라 거리 값을 조절하여 최적 스캔 위치로 제어한다.
다음으로, 구동 소프트웨어부(300)는 초점 조정용 구동부를 제어하는 프로그램을 탑재한다. 초점 조정을 위하여 x축, y축, z축 상으로 이동할 수 있는 모터나 회전체 등을 제어하는 소프트웨어(프로그램)로 이루어진다.
이와 같은 구동 소프트웨어부(300)는, 구동 소프트웨어부(300)를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 구분하여 표시한다. 위의 라이브(Live) 화면이란, 3차원 스캐너도 카메라의 일종이므로, 3차원 스캔 작업 전 카메라에서 촬영된 영상이 구동 소프트웨어를 통해 PC화면에 표시되는 화면을 말한다.
일례로, 상기 스캔 가능 영역 및 상기 스캔 불가능 영역이, 서로 다른 색상으로 구분하여 표시될 수 있다. 구체적으로는 스캔 가능 영역을 파란 색으로 표시하고, 스캔 불가능 영역을 붉은 색으로 표시하여 3차원 스캐너 운영자가 직관적으로 라이브 화면을 보는 것만으로도 스캔 가능 영역과 스캔 불가능 영역을 구분할 수 있도록 할 수 있다.
디스플레이부가 터치 스크린 방식으로 구동되어, 구동 소프트웨어부(300)의 조정 인자나 입력 인자를 입력 받는 것도 가능하다.
또한, 격자 패턴을 상기 3차원 스캔 대상물에 투사하는 격자 패턴 투사부를 더 포함하고, 상기 데이터 획득부가 획득한 상기 격자 패턴의 형태 및 기저장하고 있는 격자 패턴의 형태에 따른 3차원 대상물의 3차원 영상 정보를 비교한 결과값을, 상기 구동 소프트웨어부가 상기 구동 소프트웨어부의 조정 인자를 조정하고, 상기 초점 조정용 구동부를 제어하는데 이용하는 것도 가능하다.
구체적으로, 3차원 스캔 대상물에 동일하게 반복되는 격자 패턴을 투사하여, 투사되는 형태와 기저장된 격자 패턴의 형태와 곡률 등 3차원 대상물의 3차원 영상 정보를 비교하고, 그 비교한 결과값을 이용하여 구동 소프트웨어를 조정하거나 초점 조정을 위해서 행할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
100... 데이터 획득부
200... 초점 조정용 구동부
300... 구동 소프트웨어부

Claims (5)

  1. 카메라로 3차원 스캔 대상물의 3차원 영상 정보를 획득하는 데이터 획득부;
    상기 데이터 획득부의 카메라의 초점을 조절할 수 있는 초점 조정용 구동부; 및
    상기 초점 조정용 구동부를 제어하는 프로그램을 탑재한 구동 소프트웨어부;를 포함하는,
    3차원 스캐너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 소프트웨어부는,
    상기 구동 소프트웨어부를 통해서 PC 화면에 전달되어 표시되는 라이브(live) 화면에서, 3차원 스캔이 가능한 스캔 가능 영역 및 3차원 스캔이 불가능한 스캔 불가능 영역을 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는,
    3차원 스캐너.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스캔 가능 영역 및 상기 스캔 불가능 영역이, 서로 다른 색상으로 구분하여 표시되는 것을 특징으로 하는,
    3차원 스캐너.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 소프트웨어부는, 터치 스크린 방식의 디스플레이부를 포함하여, 상기 구동 소프트웨어부의 조정 인자 또는 입력 인자를 입력받는 것을 특징으로 하는,
    3차원 스캐너.
  5. 제 4 항에 있어서,
    동일하게 반복되는 격자 패턴을 상기 3차원 스캔 대상물에 투사하는 격자 패턴 투사부를 더 포함하고,
    상기 데이터 획득부가 획득한 상기 격자 패턴의 형태 및 기저장하고 있는 격자 패턴의 형태에 따른 3차원 대상물의 3차원 영상 정보를 비교한 결과값을, 상기 구동 소프트웨어부가 상기 구동 소프트웨어부의 조정 인자를 조정하고, 상기 초점 조정용 구동부를 제어하는데 이용하는,
    3차원 스캐너.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102159000B1 (ko) 2019-05-07 2020-09-23 오스템임플란트 주식회사 3d 스캐닝 장치 및 방법

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