KR20180043514A - 포터블 스캐너 및 그 스캐닝 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초점 정밀도를 높일 수 있는 포터블 스캐너 및 그것을 이용한 스캐닝 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너는, 피사체로부터 3차원 이미지를 생성하는 포터블 스캐너로서, 피사체와의 설정된 초점 거리에 대한 현재의 초점 상태를 판단하여, 사용자가 인식 가능하도록 출력하는 초점상태 출력부를 포함한다.

Description

포터블 스캐너 및 그 스캐닝 방법{PORTABLE SCANNER AND SCANNING METHOD}
본 발명은 초점 정밀도를 높일 수 있는 포터블 스캐너 및 그것을 이용한 스캐닝 방법에 관한 것이다.
3D 스캐너는 피사체에 패턴 광을 조사하고, 패턴 광이 조사된 피사체의 2차원 이미지를 촬영하여 3차원 이미지를 생성하는 장치로서, 다양한 분야에 응용, 적용되어 개발되고 있다.
이러한 3D 스캐너는 피사체와의 거리가 일정하게 유지되어야 하므로 고정식으로 제작되었다.
이에 따라, 종래의 3D 스캐너는 부피가 크고 휴대가 불편한 문제점이 있었다.
한편, 휴대용으로 3D 스캐너를 제작하는 경우, 스캐닝시 피사체로부터 일정하게 초점을 유지할 수 없어, 정밀도가 낮아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피사체를 설정된 초점 거리에서 일정하게 스캐닝할 수 있는 포터블 스캐너 및 이를 이용한 스캐닝 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너는, 피사체로부터 3차원 이미지를 생성하는 포터블 스캐너로서, 피사체와의 설정된 초점 거리에 대한 현재의 초점 상태를 판단하여, 사용자가 인식 가능하도록 출력하는 초점상태 출력부를 포함한다.
초점상태 출력부는 상기 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사하는 제1 발광부; 상기 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지하는 감지부; 상기 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단하는 초점상태 판단부를 포함할 수 있다.
초점상태 판단부는 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우 제1 초점 상태로 판단하고, 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우 제2 초점 상태로 판단하며, 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우 제3 초점 상태로 판단할 수 있다.
또는, 초점상태 판단부는 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 다른 경우 제1 초점 상태로 판단하고, 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우 제2 초점 상태로 판단할 수 있다.
초점상태 출력부는, 판단된 초점 상태를 사용자가 인식 가능하도록 상기 피사체에 가시광선으로 출력하는 제2 발광부를 더 포함할 수 있다.
제2 발광부는, 초점 상태를 미리 설정된 문자, 기호, 또는 서로 다른 색상 중 적어도 하나의 형태로 출력할 수 있다.
여기서, 제1 발광부에서 조사되는 각도 및 감지부에서 감지하는 각도는 설정된 초점 거리에 따라 조정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너는, 상기 피사체에 설정된 패턴 광을 조사하는 제3 발광부; 상기 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영하는 촬영부; 및 상기 피사체에 대해 서로 다른 방향에서 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 상기 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너는, 촬영부에 의해 촬영되는 이미지 데이터를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 촬영부에 의해 촬영되는 이미지 데이터와 함께 상기 초점 상태를 표시부에 표시하도록 제어할 수 있으며, 상기 초점 상태를 미리 설정된 문자, 기호, 또는 서로 다른 색상 중 적어도 하나의 형태로 표시부에 표시하도록 제어할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너는, 상기 포터블 스캐너의 몸체에 착탈 가능하게 결합되어, 상기 포터블 스캐너를 일정 높이에서 고정시키는 지지대를 더 포함할 수 있다. 지지대는, 결합된 포터블 스캐너의 몸체가 상하좌우로 회전 가능하게 하는 회전부를 구비할 수 있다.
일례로, 피사체는 가발제작을 위해 설정된 패턴이 형성되고 사용자 머리에 씌울 수 있는 헤드망일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캐닝 방법은, 피사체와의 설정된 초점 거리에 대한 현재의 초점 상태를 판단하고, 사용자가 인식 가능하도록 표시부에 출력하는 단계; 상기 설정된 초점 거리에서 피사체에 대해 설정된 패턴 광을 순차적으로 조사하면서, 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영하는 단계; 및 피사체에 대해 서로 다른 방향에서 상기 촬영하는 단계를 반복하여 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 상기 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 출력하는 단계는 상기 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사하는 단계; 상기 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지하는 단계; 및 상기 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력하는 단계는, 판단된 초점 상태를 사용자가 인식 가능하도록 상기 피사체에 가시광선으로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 초점 상태를 표시하여 피사체를 설정된 초점 거리에서 일정하게 스캐닝할 수 있으므로, 높은 정밀도를 유지할 수 있다.
또한, 스캐너 몸체와 지지대를 분리 가능하게 제작하여, 휴대가 용이한 장점이 있다.
보다 구체적인 본 발명의 효과는 실시예를 통해 아래에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너를 나타내는 블록도이다.
도 2는 초점상태를 판단하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 2의 제1 발광부에 의해 조사된 광선을 나타내는 예시도이다.
도 4는 도 2의 감지부에 의해 감지된 광선의 위치를 나타내는 예시도로서, 도 4(a)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우의 광선의 위치를 나타내고, 도 4(b)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우의 광선의 위치를 나타내며, 도 4(c)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우의 광선의 위치를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 스캐닝 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 초점상태 출력부에 의해 초점상태를 판단하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 포터블 스캐너 몸체와 지지대를 나타내는 예시도이다.
도 8은 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리에서 피사체를 촬영한 예이다.
도 9는 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리보다 짧은 거리에서 피사체를 촬영한 예이다.
도 10은 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리보다 긴 거리에서 피사체를 촬영한 예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 스캐너를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포터블 스캐너는, 피사체로부터 3차원 이미지를 생성하는 장치로서, 초점상태 출력부(10), 제3 발광부(20), 촬영부(30), 제어부(40) 및 표시부(50)를 포함할 수 있다.
먼저, 초점상태 출력부(10)는 피사체와의 설정된 초점 거리(또는, 초점 거리 범위)에 대한 현재의 초점 상태를 판단하여, 사용자가 인식 가능하도록 출력하는 구성이다.
초점상태 출력부(10)는 제1 발광부(11), 감지부(13), 초점상태 판단부(15)를 포함할 수 있다. 제1 발광부(11)는 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사한다. 감지부(13)는 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지한다. 초점상태 판단부(15)는 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단한다.
일례로, 초점상태 판단부(15)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우 제1 초점 상태(즉, Short 상태)로 판단하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우 제2 초점 상태(즉, 정상적인 Focus 상태)로 판단하며, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우 제3 초점 상태(즉, Long 상태)로 판단할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초점상태 출력부(10)가 초점 상태를 판단하는 원리를 설명하기로 한다. 도 2는 초점상태를 판단하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도 3은 도 2의 제1 발광부에 의해 조사된 광선을 나타내는 예시도이다. 도 4는 도 2의 감지부에 의해 감지된 광선의 위치를 나타내는 예시도로서, 도 4(a)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우의 광선의 위치를 나타내고, 도 4(b)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우의 광선의 위치를 나타내며, 도 4(c)는 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우의 광선의 위치를 나타낸다.
먼저, 도 2에서와 같이, 초점상태 출력부(10)의 제1 발광부(10)가 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선(L)을 조사한다. 이로 인해, 제1 발광부(10)와 피사체의 거리에 따라 피사체에 조사되는 광선의 위치가 달라지게 된다. 여기서, 제1 발광부(11)와 감지부(13)의 자세(또는 각도)는 포터블 스캐너에서 설정한 초점 거리에 따라 미리 조절될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 (a)에서와 같이, 피사체의 표면이 설정된 초점거리보다 짧은 거리에 위치한 경우, 초점용 광선은 설정된 초점 거리에 위치한 경우보다 우측인 A 부분에 조사된다.
또한, 도 2의 (b)에서와 같이, 피사체의 표면이 설정된 초점거리에 위치한 경우, 초점용 광선은 설정된 B 부분에 조사된다.
또한, 도 2의 (c)에서와 같이, 피사체의 표면이 설정된 초점거리 보다 먼 거리에 위치한 경우, 초점용 광선은 설정된 초점 거리에 위치한 경우보다 좌측인 C 부분에 조사된다.
여기서, 초점용 광선은 도 3에서와 같이, 촬영하고자 하는 영역(즉, 표시 영역)에 대해 수직의 레드 라인 형태로 피사체에 조사될 수 있다.
한편, 감지부(13)는 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지한다. 이때, 감지되는 레드 라인은 도 4에서와 같이 초점 거리에 따라 수평 위치가 달라진다.
예를 들어, 도 4의 (a)에서와 같이, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우, 감지된 레드 라인(즉, 초점용 광선)의 위치는 위치 판단 영역에서 설정된 초점 거리 부분보다 왼쪽(Short 방향)으로 위치하게 된다. 또한, 피사체와의 거리가 짧아질수록 감지되는 레드 라인은 왼쪽으로 이동하게 된다.
또한, 도 4의 (b)에서와 같이, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우, 감지된 레드 라인(즉, 초점용 광선)의 위치는 위치 판단 영역에서 설정된 초점 거리 부분에 위치하게 된다.
또한, 도 4의 (c)에서와 같이, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우, 감지된 레드 라인의 위치는 위치 판단 영역에서 설정된 초점 거리 부분보다 오른쪽(Long 방향)으로 위치하게 된다. 또한, 피사체와의 거리가 멀어질수록 감지되는 레드 라인은 오른쪽으로 이동하게 된다.
본 실시예에서는 피사체 거리가 설정된 초점 거리보다 짧으면 레드 라인이 왼쪽으로 이동하고, 피사체 거리가 설정된 초점 거리보다 길면 레드 라인이 오른쪽으로 이동하는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 발광부(11)와 감지부(13)의 위치에 따라서 좌우방향이 변경될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
이와 같이, 초점상태 판단부(15)는 피사체와의 거리에 따라 초점 상태를 판단할 수 있다. 일례로, 제1 발광부(11)는 스캐너의 프로젝터에 포함되는 구성일 수 있으며, 감지부(13)는 스캐너의 카메라에 포함되는 구성일 수 있다.
또는, 다른 예로서, 초점상태 판단부(15)는, 피사체와의 거리에 따라 설정된 초점 상태인지 아닌지만 판단할 수도 있다. 예를 들면, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 다른 경우 제1 초점 상태로 판단하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우 제2 초점 상태로 판단할 수 있다.
또한, 초점상태 출력부(10)는 제2 발광부(17)를 더 포함할 수 있다. 제2 발광부(17)는 초점상태 판단부(15)에서 판단된 초점 상태를 사용자가 인식 가능하도록 피사체에 가시광선으로 출력한다.
일례로, 제2 발광부(17)는 초점 상태를 미리 설정된 문자, 기호, 또는 서로 다른 색상 중 적어도 하나의 형태로 출력할 수 있다. 예로써, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우, "SHORT" 문자를 출력하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우, "FOCUS" 문자를 출력하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우, "LONG" 문자를 출력할 수 있다. 또는, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우, 빨간색(R)의 "SHORT" 문자를 출력하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우, 녹색(G)의 "FOCUS" 문자를 출력하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우, 파란색(B)의 "LONG" 문자를 출력할 수 있다.
또 다른 예로, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 다른 경우, "×" 기호를 출력하고, 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우, "○" 기호를 출력할 수 있다.
이에 따라, 초점상태 출력부(10)에 의해 초점 상태를 표시하여 피사체를 설정된 초점 거리에서 일정하게 스캐닝할 수 있으므로, 높은 정밀도를 유지할 수 있다. 특히, 복수의 2차원 이미지 데이터를 합성하여 하나의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 스캐너의 경우, 2차원 이미지 데이터를 일정한 초점 거리에서 획득할 수 있으므로 보다 효과적이다.
또 다른 실시예로서, 초점상태 출력부(10)는 다른 구성 및 다른 초점상태 판단원리를 통해 초점상태를 판단할 수도 있다. 예를 들면, TOF(Time of Flight) 기법을 이용하여 초점거리를 확인하고 초점상태를 판단할 수 있다. 일례로, 초점상태 출력부(10)는 근적외선, 초음파, 레이저 등의 설정된 신호를 발생시켜 피사체에 출력하는 신호 발생부와, 상기 피사체로부터 반사되어 오는 신호를 감지하는 감지부와, 감지 신호의 수신 시간을 이용하여 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단하는 초점상태 판단부를 구비할 수 있다.
이어서, 다시 도 1을 참고하여, 포터블 스캐너의 나머지 구성을 설명하기로 한다.
제3 발광부(20)는 피사체의 3차원 이미지를 생성하기 위해서 피사체에 대해 N개의 설정된 패턴 광(예로서, 구조화된 광선 패턴: Structured Light Pattern)을 순차적으로 조사하는 구성이다. 제3 발광부(20)는 일반적으로 포터블 스캐너의 프로젝터가 되는 구성이다.
촬영부(30)는 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영하는 구성이다. 촬영부(30)는 일반적으로 포터블 스캐너의 카메라가 되는 구성이다.
제어부(40)는 초점상태 출력부(10), 제3 발광부(20), 촬영부(30) 및 표시부(50)를 제어하는 구성으로서, 피사체에 대해 서로 다른 방향(예로서, 피사체의 전후좌우 방향)에서 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 처리부이다. 여기서, 제3 발광부(20), 촬영부(30) 및 제어부(40)를 이용하여, 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 것은 공지된 기술이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 표시부(50)는 촬영부에 의해 촬영되는 2차원 이미지 데이터를 표시하는 구성이다. 일례로, 표시부(50)는 터치 패널 등으로 구현될 수 있다.
여기서, 제어부(40)는 촬영부(30)에 의해 촬영되는 2차원 이미지 데이터와 함께 초점 상태를 표시부(50)에 표시하도록 제어할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 포터블 스캐너는 사용자의 조작 신호를 입력할 수 있는 입력부를 더 포함할 수 있다.
이어서, 도 8 내지 도 10을 이용하여, 표시부를 통해 피사체의 이미지 데이터와 함께 초점 상태가 표시된 예를 설명하기로 한다. 도 8은 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리에서 피사체를 촬영한 예이다. 도 9는 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리보다 짧은 거리에서 피사체를 촬영한 예이다. 도 10은 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리보다 긴 거리에서 피사체를 촬영한 예이다.
먼저, 도 8에서와 같이, 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리에서 피사체를 촬영한 경우, 표시부는 표시 영역(S) 내에 피사체 이미지를 표시한다. 이때, 피사체에 조사된 초점용 광선(L)은 표시 영역(S) 중 설정된 관심 영역(region of interest 즉, 위치 판단 영역)(미도시) 내의 설정된 초점 거리 기준선(R)과 위치가 일치하거나 거의 유사하게 된다. 여기서, 표시 영역(S)은 사용자가 피사체를 카메라 중심 부분에 위치하도록 유도하기 위해 참고가 되는 표시 영역이다. 한편, 표시부는 도 8의 우측 상단부에 표시된 수치(156) 및 색상 블록(녹색 □)와 같이, 초점상태 판단부에 의해 판단된 현재의 초점 상태를 수치로 표시할 수도 있고, 또한, 현재의 초점 상태를 색상 블록(예로써, 정상의 초점 상태를 나타내는 녹색)으로 표시할 수도 있다. 또한, 피사체에 표시된 "FOCUS" 기호와 같이, 제2 발광부(17)를 통해 현재의 초점 상태를 가시광선으로 출력할 수도 있다.
도 9에서와 같이, 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리보다 짧은 거리에서 피사체를 촬영한 경우, 피사체에 조사된 초점용 광선(L)은 표시 영역(S) 중 설정된 관심 영역(즉, 위치 판단 영역)(미도시) 내의 설정된 초점 거리 기준선(R) 보다 왼쪽에 위치하게 된다. 마찬가지로, 표시부는 도 9의 우측 상단부에 표시된 수치(174) 및 색상 블록(빨간색 □)과 같이, 초점상태 판단부에 의해 판단된 현재의 초점 상태를 수치로 표시할 수 있고, 또한, 현재의 초점 상태를 색상 블록(예로써, 짧은 초점 거리 상태를 나타내는 빨간색)으로 표시할 수 있다. 또한, 피사체에 표시된 "SHORT" 기호와 같이, 제2 발광부(17)를 통해 현재의 초점 상태를 가시광선으로 출력할 수도 있다.
또한, 도 10에서와 같이, 포터블 스캐너가 설정된 초점 거리보다 긴 거리에서 피사체를 촬영한 경우, 피사체에 조사된 초점용 광선(L)은 표시 영역(S) 중 설정된 관심 영역(즉, 위치 판단 영역)(미도시) 내의 설정된 초점 거리 기준선(R)보다 오른쪽에 위치하게 된다. 마찬가지로, 표시부는 도 10의 우측 상단부에 표시된 수치(156) 및 색상 블록(파란색 □)과 같이, 초점상태 판단부에 의해 판단된 현재의 초점 상태를 수치로 표시할 수 있고, 또한, 현재의 초점 상태를 색상 블록(예로써, 긴 초점 거리 상태를 나타내는 파란색)으로 표시할 수 있다. 또한, 피사체에 표시된 "LONG" 기호와 같이, 제2 발광부(17)를 통해 현재의 초점 상태를 가시광선으로 출력할 수도 있다.
표시부에 표시되는 초점 상태는 미리 설정된 문자, 기호, 또는 서로 다른 색상 등의 형태로 표시될 수 있다.
이에 따라, 사용자가 표시부를 통해 현재의 초점 상태를 확인하여 설정된 정확한 초점 거리에서 촬영하도록 유도할 수 있다. 뿐만 아니라, 사용자는 피사체에 조사된 초점 상태를 나타내는 광선을 확인하여, 우선적으로 대략적인 초점 위치를 판단할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 포터블 스캐너에서, 제1 발광부(11), 제2 발광부(17) 및 제3 발광부(20)는 하나의 프로젝터로서 구현될 수 있다. 또한, 감지부(13) 및 촬영부(30)는 하나의 카메라부로서 구현될 수 있다. 또한, 초점상태 판단부(15), 제어부(40), 표시부(50), 입력부는 하나의 데이터 처리장치로서 구현될 수 있다. 또한, 표시부와 입력부는 터치 패널로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 포터블 스캐너는, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지대(60)를 더 포함할 수 있다. 지지대(60)는 포터블 스캐너의 몸체(100)에 착탈 가능하게 결합되어, 포터블 스캐너를 일정 높이에서 고정시킨다. 지지대(60)는, 결합된 포터블 스캐너의 몸체(100)가 상하좌우로 회전 가능하게 하는 회전부(65)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 스캐너 몸체와 지지대를 분리 가능하게 제작할 수 있으므로, 휴대가 용이한 장점이 있다.
피사체는 가발제작을 위해 설정된 패턴이 형성되고 사용자 머리에 씌울 수 있는 헤드망일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 포터블 스캐너는 가발 제작을 위한 스캐너로서 이용될 수 있다.
이어서, 도 5 및 도 6을 이용하여, 본 발명에 따른 3D 스캐닝 방법을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 스캐닝 방법을 나타내는 순서도이다. 또한, 도 6은 초점상태 출력부에 의해 초점상태를 판단하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 초점상태 출력부(10)가 피사체와의 설정된 초점 거리에 대한 현재의 초점 상태를 판단하여 사용자가 인식 가능하도록 표시부(50)에 출력한다(S10). 이어서, 제3 발광부(20)가 설정된 초점 거리에서 피사체에 대해 N개의 설정된 패턴 광을 조사하면서, 촬영부(30)를 통해 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영한다(S20). 단계 S10과 단계 S20을 피사체에 대해 서로 다른 방향에서 반복 실시하여, 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성한다(S30).
출력하는 단계(S10)는, 구체적으로 도 6에서와 같은, 판단 과정을 거칠 수 있다. 먼저, 초점상태 출력부(10)의 제1 발광부(11)가 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사한다(S11). 이어서, 초점상태 출력부(10)의 감지부(13)가 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지한다(S13). 이어서, 초점상태 출력부(10)의 초점상태 판단부(15)가 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단한다(S15). 추가로, 판단된 초점 상태는 제2 발광부(17)에 의해 사용자가 인식 가능하도록 피사체에 가시광선으로 출력될 수 있다.
본 발명에 의하면, 초점 상태를 표시하여 피사체를 설정된 초점 거리에서 일정하게 스캐닝할 수 있으므로, 높은 정밀도를 유지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 초점상태 출력부 11: 제1 발광부
13: 감지부 15: 초점상태 판단부
17: 제2 발광부 20: 제3 발광부
30: 촬영부 40: 제어부
50: 표시부 60: 지지대

Claims (15)

  1. 피사체로부터 3차원 이미지를 생성하는 포터블 스캐너에 있어서,
    피사체와의 설정된 초점 거리에 대한 현재의 초점 상태를 판단하여 사용자가 인식 가능하도록 출력하는 초점상태 출력부를 포함하며,
    상기 초점상태 출력부는,
    상기 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사하는 제1 발광부;
    상기 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지하는 감지부;
    상기 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단하는 초점상태 판단부; 및
    판단된 초점 상태를 사용자가 인식 가능하도록 상기 피사체에 가시광선으로 출력하되, 상기 초점 상태를 미리 설정된 문자, 기호, 또는 서로 다른 색상 중 적어도 하나의 형태로 출력하는 제2 발광부를 구비하는 포터블 스캐너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초점상태 판단부는,
    상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 짧은 경우 제1 초점 상태로 판단하고, 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우 제2 초점 상태로 판단하며, 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리보다 긴 경우 제3 초점 상태로 판단하는 포터블 스캐너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초점상태 판단부는,
    상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 다른 경우 제1 초점 상태로 판단하고, 상기 피사체와의 거리가 설정된 초점 거리와 같은 경우 제2 초점 상태로 판단하는 포터블 스캐너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피사체에 설정된 패턴 광을 조사하는 제3 발광부;
    상기 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 피사체에 대해 서로 다른 방향에서 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 상기 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 제어부
    를 더 포함하는 포터블 스캐너.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 촬영부에 의해 촬영되는 이미지 데이터를 표시하는 표시부
    를 더 포함하는 포터블 스캐너.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 촬영부에 의해 촬영되는 이미지 데이터와 함께 상기 초점 상태를 표시부에 표시하도록 제어하는 포터블 스캐너.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포터블 스캐너의 몸체에 착탈 가능하게 결합되어, 상기 포터블 스캐너의 몸체를 일정 높이에서 고정시키는 지지대를 더 포함하는 포터블 스캐너.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지대는, 결합된 포터블 스캐너의 몸체가 상하좌우로 회전 가능하게 하는 회전부를 구비하는 포터블 스캐너.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 피사체는, 가발제작을 위해 설정된 패턴이 형성되고 사용자 머리에 씌울 수 있는 헤드망인 포터블 스캐너.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광부에서 조사되는 각도 및 상기 감지부에서 감지하는 각도는 설정된 초점 거리에 따라 조정되는 포터블 스캐너.
  11. 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사하는 제1 발광부;
    상기 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지하는 감지부;
    상기 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단하는 초점상태 판단부;
    상기 피사체에 설정된 패턴 광을 조사하는 제3 발광부;
    상기 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부에 의해 촬영되는 이미지 데이터를 표시하는 표시부; 및
    상기 피사체에 대해 서로 다른 방향에서 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 상기 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하되, 상기 촬영부에 의해 촬영되는 이미지 데이터와 함께 상기 초점 상태를 표시부에 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 포터블 스캐너.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 초점 상태를 미리 설정된 문자, 기호, 또는 서로 다른 색상 중 적어도 하나의 형태로 표시부에 표시하도록 제어하는 포터블 스캐너.
  13. 피사체와의 설정된 초점 거리에 대한 현재의 초점 상태를 판단하고, 사용자가 인식 가능하도록 표시부 및 상기 피사체 중 적어도 하나에 출력하는 단계;
    상기 설정된 초점 거리에서 상기 피사체에 대해 설정된 패턴 광을 순차적으로 조사하면서, 상기 패턴 광이 조사된 피사체를 촬영하는 단계; 및
    피사체에 대해 서로 다른 방향에서 상기 촬영하는 단계를 반복하여 촬영된 복수의 2차원 이미지 데이터를 이용하여 상기 피사체의 3차원 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 스캐닝 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 피사체의 표면에 대해 소정 각도로 비스듬히 초점용 광선을 조사하는 단계;
    상기 피사체에 조사된 초점용 광선의 위치를 감지하는 단계; 및
    상기 피사체의 관심 영역에서 감지된 초점용 광선의 위치에 따라 설정된 초점 거리에 대한 초점 상태를 판단하는 단계를 포함하는 스캐닝 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는,
    판단된 초점 상태를 사용자가 인식 가능하도록 상기 피사체에 가시광선으로 출력하는 단계를 더 포함하는 스캐닝 방법.
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