KR100374408B1 - 입체 물체 스캐너 및 그 스캐너를 이용한 3ｄ 이미지출력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 물체를 스캐닝하여 3차원 영상을 구현할 수 있는 입체 물체 스캐너 및 그 스캐너를 이용한 3D 이미지 출력장치에 관한 것이다.

본 발명은 입체 물체의 형상을 입체적으로 스캐닝할 수 있는 장치로써, 전후 수평 이동할 수 있는 무빙 플레이트의 좌우 및 투명 재치대를 경계로 상하에 각각 레이저빔 출력장치와 촬상장치를 고정 설치하고, 상기 무빙 플레이트를 수평이동할 수 있는 구동장치를 구비하고, 상기 투명 재치대상에 입체 물체를 재치한 상태에서 상기 무빙 플레이트를 전후로 수평 이동하면서 상기 촬상장치를 이용하여 입체물체를 촬영하여, 촬영된 입체물체의 정보의 데이터를 분석하여 3D 영상을 컴퓨터상에서 구현할 수 있는 입체 물체 3D 스캐너를 제시한다.

본 발명에 의하면, 구조가 복잡한 입체 물체를 촬영하여 3D 이미지로 재현할 수 있다.

Description

입체 물체 스캐너 및 그 스캐너를 이용한 3Ｄ 이미지 출력장치{3D Scanner and 3D Image Apparatus using thereof}

본 발명은 입체 물체를 스캐닝하여 3차원 영상을 구현할 수 있는 입체 물체 스캐너에 관한 것이다.특히, 내부에 전후로 수평이동할 수 있는 부재에 복수개의 레이저빔 출력장치와 촬상장치를 설치하여 입체 물체 재치대 상에 위치하는 물체를 촬영하여 3D 영상을 구현할 수 있는 스캐너에 관한 것이다.

일반적인 2D 스캐너는 문서나 그림등을 재치하는 평면 유리판 하부에 CCD 카메라와 광원을 설치하고 CCD 카메라를 수평이동시켜 스캐닝하는 구조로 되어 있다.

그러나 최근에는 2D 영상뿐만 아니라 입체 물건을 스캐닝하여 그 3D 이미지를 다양한 용도로 활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.종래의 3D 스캐너 장치는 하나 또는 두개의 촬상장치를 이용하여 입체 물체의 부분 부분을 분할하여 촬영한 후, 이를 합성하는 방법으로 사용되고 있다.

그러나 상기 종래의 3D 스캐너 장치는 입체 피사체를 부분 부분으로 촬영하여야 하므로 외형이 커지고, 고가의 장비를 사용하여야 한다는 단점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 레이저빔 출력장치와 촬상장치를 최적 배치하여 입체 피사체의 외형을 구분하여 촬영함으로써 간편하게 입체 물체에 대한 3D 이미지를 스캐닝할 수 있는 입체 물체 스캐너를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 입체 물체 스캐너를 이용하여 3D 이미지를 출력할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로, 스캐너장치를 실장시키기 위한 스캐너 몸체플레이트와, 상기 스캐너 몸체 플레이트 내에 동력장치에 의해 전후로 수평이동 할 수 있는 무빙 플레이트와, 상기 무빙플레이트의 좌우, 상하에 투명재치대를 경계로하여 레이저빔 출력장치 및 촬상장치를 설치하고, 상기 투명재치대에 위치한 입체 피사체를 상기 무빙 플레이트의 수평이동에 따라 상기 무빙 플레이트에 고정 설치되어 있는 촬상장치로 스캐닝하여 3D 이미지를 얻을 수 있는 입체 물체 스캐너가 제시된다.

상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로, 상기 입체 물체 스캐너의 동력부를 제어하기 위한 모터구동부와, 상기 스캐너로부터 촬상한 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리부와, 상기 모터드라이브의 동작을 제어하고, 상기 데이터 처리부로부터 촬상이미지 데이터를 인가받아 3D 이미지처리하여 출력하기 위한 출력부로 이루어지는 3D 이미지 출력장치가 제시된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 대한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 대한 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 대한 내부 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에의 작용을 설명하기 위한 내부 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에의 작용을 설명하기 위한 내부 평면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예 중 입체물체를 촬상하는 영역을 설명하기 위한 개념도이다.

도 7은 본 발명의 3D 이미지 출력장치의 실시예에 대한 개략적인 구성도이다.

< 도면의 주요부에 대한 설명 >

1 : 스캐너 몸체 2 : 개구부

3 : 덮개부 4 : 힌지부

5 : 통공부 6 : 투명 재치대

10 : 몸체 플레이트 11 : 무빙플레이트

12a, 12b, 12c, 12d : 레이저빔 출력장치

13a, 13b, 13c, 13d : 촬상장치(CCD 카메라)

14 : 동력부 15 : 투명 재치대

16a, 16b, 16c, 16d : 슬라이딩 홈부

17a, 17b, 17c, 17d : 가이드 리브

18a, 18b : 칸막이 19a, 19b : 통공

20a, 20b, 20c, 20d : 브라켓

30 : 3D 스캐너 40 : 모터 구동부

50 : 데이터 처리부 60 : 출력부

이하에서는 상기 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예인 입체 물체 스캐너의 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전면과 상면에 개구부(2)가 형성된 스캐너 몸체(1)와, 상기 스캐너 몸체(1)의 내부 소정 위치에 설치되어 입체 피사체를 재치시키기 위한 투명 재치대(6)와, 상기 상면 개구부의 양측 경계에 힌지부(4)로 결합되고 통공부(5)가 형성되어 있는 한 쌍의 덮개부(3)를 구비하고, 상기 투명 재치대(6)의 양측 상하부에 광원과 촬상장치와 동력부를 구비하고, 상기 동력부의 구동에 의해 상기 촬상장치가 수평이동하면서 상기 피사체를 스캐닝하는 구조로 되어 있다.

상기 구성에서 전면의 개구부(2)는 피사체의 위치를 외부에서 확인할 수 있고, 또한 피사체가 사람의 신체 일부인 경우 밀폐된 공간에 신체를 넣었을 때의 심리적 거부감을 줄이기 위한 것이다.

상기 상면에 형성된 개구부(2)는 피사체를 상기 투명 재치대(6)에 용이하게 재치시킬 수 있도록 형성한 것이고, 상기 개구부(2)의 양 가장자리에 힌지부(4)로 결합되는 한 쌍의 덮개부(3)는 피사체를 재치한 상태에서 외부의 빛을 차단하기 위한 것이고, 상기 덮개부(3)에 형성된 양측의 통공부(5)는 피사체가 인간의 발 또는 손 등인 경우 재치되는 부위를 제외하고 외부로부터의 빛을 차단하기 위해 형성된 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 대한 내부 전체 구성을 개략적으로 설명하기 위한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 스캐너 장치를 실장시키기 위한 하우징에 해당하는 몸체 플레이트(10)와, 상기 몸체 플레이트(10)의 내측에 근접하여 설치되고 동력장치의 구동에 의해 전후 수평으로 이동할 수 있는 무빙 플레이트(11)와, 상기 몸체 플레이트(10)의 양측 상하 소정 위치에 고정 설치되는 가이드 리브(17a)(17b)(17c)(17d)와, 상기 무빙 플레이트(11)의 외측에 설치되어 상기 가이드 리브를 삽입하여 전후로 슬라이딩 될 수 있도록 설치되는 슬라이딩 홈부(16a0(16b)(16c)(16d)와, 상기 무빙 플레이트(11)를 전후 수평이동시키기 위한 동력부(14)와, 상기 무빙 플레이트(11)와 분리되어 무빙 플레이트의 높이 방향으로 소정위치에 고정 설치되는 투명 재치대(15)와, 상기 투명 재치대(15)를 경계로 하여 상기 무빙플레이트(11)의 양 내측의 상하 소정위치에 고정 설치되는 레이저빔 출력장치(12a)(12b)(12c)(12d) 및 촬상장치(13a)(13b)(13c)(13d)를 포함하여 이루어진다.

도 3은 상기 도 2의 구성을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 요부 투시도이다.이하에서는 도 2와 동일한 구성요소에 대한 부호는 동일한 부호를 사용하여 설명하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 미도시된 전후면, 상면과 양 측벽 및 저면이 일체로 구성되고 상기 양 측벽의 내측 상하, 좌우에 수평방향으로 고정 설치되는 가이드 리브(17a)(17b)(17c)(17d)를 포함하는 몸체 플레이트(10)와, 상기 몸체 플레이트(10)의 내측에 근접 설치되며 양 측벽을 갖고, 양측벽의 외측에 상기 가이드리브와 대응되는 위치에 상기 가이드 리브를 삽입하여 전후로 슬라이딩 될 수 있는 슬라이딩 홈부(16a)(16b)(16c)(16d)를 구비한 무빙 플레이트(11)와, 상기 무빙 플레이트(11)의 양 측면의 내측 상단과 하단에 브라켓(20a)(20b)(20c)(20d)에 의해 각각 고정 설치되는 레이저빔 출력장치(12a)(12b)(12c)(12d) 및 촬상장치(13a)(13b)(13c)(13d)와, 상기 무빙 플레이트의 높이 방향으로 소정 위치에 설치되는 투명 재치대(15)와, 상기 투명 재치대(15) 양 측단에 각각 설치되고 상기 레이저빔 출력장치 및 촬상장치의 빔 및 촬상각도에 대응하는 통공(19a)(19b)이 수평방향으로 형성된 칸막이(18a)(18b)와, 상기 무빙 플레이트(11)의 하단에 설치되어 상기 무빙 플레이트(11)를 수평 이동시킬 수 있도록 동력을 전달하는 동력부(14)로 구성되어 있다.

상기에서 무빙 플레이트(11)에 고정 설치되는 브라켓은 상기 레이저빔 출력장치 및 촬상장치가 상기 투명 재치대상의 고정된 위치를 투사하고 촬영할 수 있도록 상기 레이저빔 출력장치 및 촬상장치를 고정할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 상하, 좌우에 설치되는 4쌍의 레이저빔 출력장치 및 촬상장치는 상기 투명 재치대(15)의 일정위치 및 일정 범위를 투사하고 촬영할 수 있는 각도 및 위치에 설치된다.

또한, 상기 칸막이(18a)(18b)에 형성되어 있는 통공(19a)(19b)은 상기 레이저빔 출력장치 및 촬상장치의 수평 이동 경로에 맞게 상기 레이저빔 및 촬상 각도를 수용할 수 있는 높이와 폭으로 형성되어 있다.

도 4 및 도 5는 상기 본 발명의 실시예에 대한 구성의 이해를 돕기 위한 단면도 및 평면도이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 대한 구성을 참조하여 본 발명의 실시예의 작용을 설명하기로 한다.

도 1에서, 입체 피사체, 예를 들면 사람의 발을 상기 몸체 플레이트(10)의 상면 개구부(2)를 통하여 상기 투명 재치대(6)에 재치하고, 상기 덮개부(3)를 덮어서 덮개부의 통공부(5)가 발목을 감싸도록 위치시킨다.이와 같은 상태에서 도 4를 참조하면, 상기 하부의 양측 레이저빔 출력장치(12c)(12d)와 촬상장치(13c)(13d)는 상기 투명 재치대(15)의 저면으로 투영되는 피사체의 저부를 촬영할 수 있도록 위치하고 있다.또한, 투명 재치대상에 재치되어 있는 피사체의 측부 및 상부를 촬영할 수 있도록 상기 레이저빔 출력장치(12a)(12b) 및 촬상장치(13a)(13b)가 위치하고 있다.

상기와 같은 상태에서 도 5를 참조하면, 동력부(15)의 구동에 의하여 상기 무빙 플레이트(11)가 수평으로 이동하면서 피사체를 향하여 레이저빔을 투사하고, 촬상장치로 피사체 전체를 촬영한다.

본 발명에서는 피사체, 예를 들면 발의 전체 형상을 얻기 위해서 4개의 촬상장치를 이용한다.즉 발 위면의 오른쪽과 왼쪽, 발 바닥면 형상을 나타내는 폼의 오른쪽, 왼쪽 부분의 측정으로 이루어진다.이와 같이 나누어 측정함으로써 입체 피사체의 가려지는 부분을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명에 의해 입체 피사체를 스캐닝할 경우, 촬상장치가 스캐닝할수 있는 영역을 도시한 것이다.

이와 같이, 입체 피사체를 4 영역으로 구분하여 각각 스캐닝함으로써, 3D 이미지를 얻기 위한 불필요한 과정을 제거할 수 있고, 용이하게 입체 물체를 스캐닝할 수 있다.

도 7은 상기 본 발명의 입체 물체 스캐너를 이용하여 3D 이미지를 출력하기 위한 장치의 개략적인 구성도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 입체 물체 스캐너(30)와, 상기 입체 물체 스캐너(30)의 수평 이동을 구동시키기 위한 스캐너의 모터로 구성되는 동력부(14)를 제어하기 위한 모터 구동부(40)와, 상기 입체 물체 스캐너(30)로부터 촬영한 영상 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리부(50)와, 상기 모터 구동부(40)를 제어하고 상기 데이터 처리부(50)로부터 영상 데이터를 인계받아 3D 이미지를 처리하여 출력하기 위한 출력부(60)로 구성된다.

상기 스캐너(30)로부터 얻어진 각각의 4개 영상 데이터는 데이터 처리부(50)에서 데이터 처리되어 상기 출력장치(60)인 컴퓨터로 인가되어 컴퓨터 이미지 코디네이터 과정을 거쳐 모니터상에 3D 이미지로 디스플레이된다.

이상에서 설명한 본 발명의 입체 물체 스캐너를 이용하여 예를 들면, 사람의 발을 스캐닝하여 얻어진 3D 이미지를 활용하여, 사용자가 원하는 신발의 모델 이미지와 결합하여 사용자가 원하는 신발의 모델과 크기를 모델링하는데 유용하게 활용할 수 있다.

상기 본 발명의 입체 물체 스캐너 및 이를 이용한 3D 이미지 출력장치는 상기에서 설명한 실시예 및 예를 들은 활용분야 뿐만 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 범주의 실시예 및 활용분야가 포함됨은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전후 수평 이동할 수 있는 무빙 플레이트의 좌우 및 투명 재치대를 경계로 상하에 각각 레이저빔 출력장치와 촬상장치를 고정 설치하고, 상기 무빙 플레이트를 수평이동할 수 있는 구동장치를 구비하고, 상기 투명 재치대상에 입체 물체를 재치한 상태에서 상기 무빙 플레이트를 전후로 수평 이동하면서 상기 촬상장치를 이용하여 입체물체를 스캐닝함으로써, 촬영된 입체물체의 정보의 데이터를 분석하여 3D 영상을 컴퓨터상에서 구현할 수 있는 효과가 있고, 각각 4개의 레이저빔 출력장치와 촬상장치를 이용하여 입체 물체의 각 부위를 분리하여 스캐닝함으로써, 3D 이미지를 얻는데 데이터 처리를 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 입체 물체의 형상을 입체적으로 스캐닝할 수 있는 장치에 있어서,

   전면과 상면에 개구부가 형성된 스캐너 몸체와,

   상기 스캐너 몸체의 내부 소정 위치에 설치되어 입체 피사체를 재치시키기 위한 투명 재치대와,

   상기 상면 개구부의 양측 경계에 힌지부로 결합되고 개구부를 덮었을 때 통공이 형성되도록 통공부가 있는 한 쌍의 덮개부와,

   상기 스캐너 몸체의 내측에 근접하여 설치되고 수평으로 이동할 수 있는 무빙 플레이트와,

   상기 투명 재치대를 경계로 하여 상기 무빙 플레이트의 양측 상하부에 각각 설치되는 레이저빔 출력장치와 촬상장치와,

   상기 무빙 플레이트를 수평이동시키기 위한 동력부를 구비하고,

   상기 동력부의 구동에 의해 상기 무빙 플레이트가 수평 이동함으로써, 상기 레이저빔 출력장치 및 촬상장치가 수평이동하면서 상기 피사체를 스캐닝하는 것을 특징으로 하는 입체 물체 스캐너.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체 플레이트는 양측 상하 소정 위치에 각각 고정 설치되는 가이드 리브를 구비하고, 상기 무빙 플레이트에는 상기 가이드 리브에 대응되는 각각의 위치에 상기 가이드 리브를 삽입하여 전후로 슬라이딩 될 수 있도록설치되는 슬라이딩 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 물체 스캐너.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 레이저빔 출력장치 및 촬상장치는 상기 무빙 플레이트 내부의 양측 상하에 고정 설치되는 브라켓에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 입체 물체 스캐너.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 입체물체 스캐너는 상기 스캐닝 대상 물체를 양측, 상하에서 동시에 투사 및 촬상함으로써, 분리된 촬상 데이터를 위치시키고 합성하는 절차를 단순화한 구성인 것을 특징으로 하는 입체물체 스캐너.
7. 일방향으로 수평이동이 가능한 무빙 플레이트와 상기 무빙 플레이트의 내측 좌우, 상하에 각각 설치되는 레이저빔 출력장치 및 촬상장치를 포함하는 입체 물체스캐너와,

   상기 입체 물체 스캐너의 수평 이동을 구동시키기 위한 스캐너의 모터로 구성되는 동력부를 제어하기 위한 모터 구동부와,

   상기 스캐너로부터 촬영한 영상 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리부와,

   상기 모터 구동부를 제어하고 상기 데이터 처리부로부터 영상 데이터를 인가받아 3D 이미지를 처리하여 출력하기 위한 출력부를 구비하고,

   상기 스캐너로부터 얻어진 각각의 4개 영상 데이터는 데이터 처리부에서 데이터 처리되어 상기 출력장치인 컴퓨터로 인가되어 컴퓨터 이미지 코디네이터 과정을 거쳐 모니터상에 3D 이미지로 출력되는 것을 특징으로 하는 입체 물체 스캐너를 이용한 3D 이미지 출력장치.