TWM511167U - 掃描裝置 - Google Patents

Description

掃描裝置

本新型創作是有關於一種掃描裝置。

立體掃描裝置是一種用來偵測並分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀資料（如顏色、表面反照率等性質）的儀器，其蒐集到的資料常被用來進行三維重建計算，以在虛擬世界中建立實際物體的數位模型。

目前習用的立體掃描機，大都將立體物件放置於平台上，而再以多個掃描模組對所述立體事件以多個不同視角進行影像擷取的動作。

惟，目前以多視角進行掃描的設計，雖然可擷取到掃描物之立體數據，然而由於掃描物與掃描裝置係僅在同一水平高度進行掃描，故而立體物件的頂部並不易被掃描到，且若立體物件沿著垂直方向存有造型分佈時，更容易造成數據上的較大差異。另一方面，立體物件的底部也因立設於平台，容易受平台干擾而無法順利地被掃描。

基於上述，使用者勢必以多個視角擷取不同的立體影像之後，再設法將這些立體影像予以結合，然此舉需耗費較長時間以將多個不同視角的立體影像予以結合，且又容易讓結合後的立體影像的精度失準。

據此，如何在立體掃描過程中能無死角地對立體物件進行掃描，且因此減少所需擷取的立體影像，以利後續降低因結合而產生的精度失準問題，便成為相關人員所需考慮解決的。

本新型創作提供一種掃描裝置，其搭配以相關的移動構件，而能以各種角度對立體物件進行掃描。

本新型創作的掃描裝置，用以掃描立體物件而建構出所述立體物件的立體影像。掃描裝置包括基座、平台、延伸臂以及掃描模組。平台可移動地設置於基座上，立體物件放置於平台上。延伸臂設置於基座，且延伸臂從平台的下方延伸至平台的上方。掃描模組可移動地組裝於延伸臂以掃描位於平台上的立體物件。

在本新型創作的一實施例中，上述的延伸臂具有弧形軌道，且掃描模組可移動地設置於弧形軌道。

在本新型創作的一實施例中，上述弧形軌道的相對兩端分別位於平台的正上方與平台的正下方。

在本新型創作的一實施例中，上述的平台為透光材質，且掃描模組所產生的光線波長位於透光材質所允許穿透之光線波長的範圍之內。

在本新型創作的一實施例中，上述的平台以中心軸而可旋轉地組裝於基座上。

在本新型創作的一實施例中，上述延伸臂的相對兩端位於中心軸上。

在本新型創作的一實施例中，還包括滾珠軸承，設置在上述的基座上，且平台可轉動地承載於滾珠軸承上。

在本新型創作的一實施例中，上述的滾珠軸承具有面對延伸臂的缺口。

基於上述，本新型創作藉由設置延伸臂於基座上，且使延伸臂能從平台的下方延伸到平台的上方，並進而將掃描模組可移動地組裝於延伸臂上，因此能使掃描模組沿著延伸臂移動而使立體物件的頂部與底部均位在掃描模組的掃描範圍內。據此，掃描模組便能以各種不同角度對平台上的立體物件進行掃描，從而克服現有掃描裝置的掃描死角，以達到對立體物件進行全境掃描的效果。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本新型創作一實施例的一種掃描裝置的示意圖。圖2是圖1的掃描裝置的剖視圖。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，掃描裝置100可針對立體物件200進行三維建模（three dimensional model construction, 3D model construction），以建立關聯於立體物件200的數位立體模型，使用者能藉由對立體物件200的數位立體模型予以進一歩地分析或將其複製而重新建構另一個立體物件。

在此，掃描裝置100包括基座110、平台120、延伸臂130以及掃描模組140，其中掃描模組140包含光源142與影像擷取單元144（在此不因圖示而限制其數量與配置的位置，其端賴設計需求而能予以適當地改變），而光源142例如是採用發光二極體或雷射，藉由所產生光線在立體物件200產生反射後，再以影像擷取單元144進行擷取並紀錄，從而形成當下立體物件200的立體影像。

平台120可動地設置在基座110上，延伸臂130設置於基座110的底部，且延伸臂130從平台120的下方（基座110的底部）繞過平台120而延伸至平台120的上方。掃描模組140可移動地組裝於延伸臂130。因此，當立體物件200放置於平台120後，掃描模組140便能沿著延伸臂130來回移動而對立體物件200進行掃描。

進一歩地說，延伸臂130具有弧形軌道132，其跨越於平台120的相對側，亦即，弧形軌道132上彼此相對的第一端E1、第二端E2分別是在平台120的正上方與正下方。如此一來，當掃描模組140沿著弧形軌道132移動至第一端E1時，掃描模組140正位於平台120的正上方，即等同於掃描模組140是位於立體物件200的正上方，因此能有效地掃描到立體物件200的頂部。

再者，圖3是圖1的掃描裝置的局部構件爆炸圖，在此省略延伸臂130的局部，以利於辨識其他構件。請同時參考圖1至圖3，在本實施例中，平台120是以中心軸C1而可旋轉地組裝於基座110上。在此並未限制平台120的轉動機構，其可依現有技術而以齒輪組或皮帶等作為驅使平台120以中心軸C1轉動的手段。

另外，掃描裝置100還包括滾珠軸承150，其設置在基座110上，且平台120是可轉動地承載於滾珠軸承150上，藉此當平台120以中心軸C1轉動時，能因滾珠軸承150的存在而降低平台120與基座110之間的摩擦。

進一歩地說，請參考圖2與圖3，其中在圖2以虛線繪示平台120，以利於辨識被其覆蓋的滾珠軸承150。在本實施例中，基座110包括本體112、位於本體112上且朝向延伸臂130延伸的懸階114，以及位於懸階114上的溝槽116。滾珠軸承150組裝至懸階114，以使其滾珠的部分落於溝槽116，因此可使滾珠的部分在溝槽116自由滾動，故而得以讓承載其上的平台120得以中心軸C1樞轉。

另需一提的是，本實施例的平台120是以透光材質所製成，進一歩地說，掃描模組140的光源142所產生的光線波長，實質上是位於前述透光材質所允許穿透之光線波長的範圍之內。如此一來，光源142所產生的光線便能無礙地穿過平台120，進而照射到立體物件200的反射光線也能穿過平台120而為影像擷取單元144所接收。

基於上述，請再參考圖1與圖2，當立體物件200置於平台120上後，隨著平台120以中心軸C1旋轉，掃描模組140便同時沿弧形軌道132來回移動而對立體物件200進行掃描。正由於延伸臂130之弧形軌道132的相對兩端（前述第一端E1與第二端E2）均位於中心軸C1上，且平台120以透光材質所製成，因此無論掃描模組移至第一端E1或第二端 E2，均能無礙地對立體物件200進行掃描動作，因而能一次性地得到立體物件200的完整立體影像，而無須如同前述需以多個立體影像加以結合。舉例來說，當掃描模組移至第一端E1時是位於立體物件200的正上方，而當掃描模組移至第二端E2實是位於立體物件200的正下方，且平台120為可透光，因此均不受到任何結構上的阻礙。此舉不但有效節省結合立體影像的時間，且無須因此產生精度失準的問題。

另一方面，如圖3所示，基座110的懸階114以及設置其上的滾珠軸承150分別具有同面對延伸臂130的缺口V1、V2，因而使懸階114與滾珠軸承150均具備弧形輪廓，其中所述弧形輪廓具有240度的圓周角，其係依據掃描模組140的掃描路徑而對應設計。據此，無論掃描模組140在弧形軌道132上的任意位置，均能對立體物件200發射掃描光線並接收反射光線，不會有結構上的阻礙而導致掃描路徑中斷。

綜上所述，在本新型創作的上述實施例中，藉由設置延伸臂於基座上，且使延伸臂能從平台的下方延伸到平台的上方，並進而將掃描模組可移動地組裝於延伸臂上，因而讓掃描模組的掃描範圍能涵括立體物件，亦即掃描模組能無死角地對立體物件的任意部分進行掃描，其中，也由於平台為透光材質所製成，因此當掃描模組沿弧形軌道移至平台下方時，光源所發射的光線仍能穿透平台而傳至立體物件，由立體物件反射的光線也能穿透平台而傳至影像擷取單元。

如此一來，掃描模組便能對立體物件進行一次性的全境掃描，從而克服現有掃描裝置的掃描死角，也因此避免需以多個立體影像進行結合而可能造成精度失準的情形。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧掃描裝置
110‧‧‧基座
112‧‧‧本體
114‧‧‧懸階
116‧‧‧溝槽
120‧‧‧平台
130‧‧‧延伸臂
132‧‧‧弧形軌道
140‧‧‧掃描模組
142‧‧‧光源
144‧‧‧影像擷取單元
150‧‧‧滾珠軸承
200‧‧‧立體物件
C1‧‧‧中心軸
E1‧‧‧第一端
E2‧‧‧第二端
V1、V2‧‧‧缺口

圖1是依據本新型創作一實施例的一種掃描裝置的示意圖。 圖2是圖1的掃描裝置的剖視圖。 圖3是圖1的掃描裝置的局部構件爆炸圖。

100‧‧‧掃描裝置

110‧‧‧基座

120‧‧‧平台

130‧‧‧延伸臂

132‧‧‧弧形軌道

140‧‧‧掃描模組

142‧‧‧光源

144‧‧‧影像擷取單元

200‧‧‧立體物件

C1‧‧‧中心軸

Claims (8)

1. 一種掃描裝置，用以掃描一立體物件而建構出該立體物件的立體影像，該掃描裝置包括： 一基座； 一平台，可動地設置於該基座上，該立體物件放置於該平台上； 一延伸臂，設置於該基座，且該延伸臂從該平台的下方延伸至該平台的上方；以及 一掃描模組，可移動地組裝於該延伸臂以掃描位於該平台上的該立體物件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的掃描裝置，其中該延伸臂具有一弧形軌道，該掃描模組可移動地設置於該弧形軌道。
3. 如申請專利範圍第2項所述的掃描裝置，其中該弧形軌道的相對兩端分別位於該平台的正上方與正下方。
4. 如申請專利範圍第1項所述的掃描裝置，其中該平台為透光材質，且該掃描模組所產生的光線波長位於該透光材質所允許穿透之光線波長的範圍之內。
5. 如申請專利範圍第1項所述的掃描裝置，其中該平台以一中心軸而可旋轉地組裝於該基座上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的掃描裝置，其中該延伸臂的相對兩端位於該中心軸上。
7. 如申請專利範圍第5項所述的掃描裝置，還包括： 一滾珠軸承，設置在該基座上，且該平台可轉動地承載於該滾珠軸承上。
8. 如申請專利範圍第7項所述的掃描裝置，其中該滾珠軸承具有面對該延伸臂的一缺口。