KR101141451B1

KR101141451B1 - 3차원 공간 스캔 장치

Info

Publication number: KR101141451B1
Application number: KR1020080111888A
Authority: KR
Inventors: 이백규; 박길한; 김홍기; 나광렬
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2012-05-04
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: US20100118362A1; KR20100052966A; US8072665B2

Abstract

본 발명은 반사미러가 회전 및 틸팅되는 구조를 가져 이동물체의 수평방향뿐만 아니라 수직방향까지 스캔하여 주변의 장애물과의 거리를 검출함으로써 공간적인 데이터의 확보가 가능한 3차원 공간 스캔 장치를 제공한다.

Description

3차원 공간 스캔 장치{Three-Dimensional Space Scanner}

본 발명은 3차원 공간 스캔 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사미러가 회전 및 틸팅되는 구조를 가져 이동물체의 수평방향뿐만 아니라 수직방향까지 스캐닝함으로써 공간적인 데이터를 확보할 수 있는 3차원 공간 스캔 장치에 관한 것이다.

이동형 로봇과 같이 자율주행(보행)하는 장치는 레이저 또는 초음파 등을 사용하여 주변 물체를 감지하고 주변 물체와의 거리를 측정함으로써 장치의 위치를 인식하여 이동방향을 결정하게 된다.

레이저의 경우 물체와의 거리를 가장 정밀하게 측정하는 방법으로 알려져 있으며, 물체로부터 반사되는 레이저를 감지하여 주행시간을 계산함으로써 거리를 측정하게 된다.

이러한 레이저 거리측정 방식을 채용하는 기존의 자율주행 장치는 2차원의 수평면을 따라서 직선방향으로 조사되는 레이저를 스캔하는 것으로서, 레이저 조사장치가 위치하는 특정 높이에 대해서만 그 주변에 위치하는 물체를 감지하고, 거리 를 측정할 수밖에 없다.

즉, 레이저가 조사되는 위치에 한정되어 그와 동일한 수평면상에 위치하는 물체만을 감지할 수 있을 뿐이며, 그 이외의 범위에 대해서는 스캔이 불가능하여 특정 수평면상에 대한 거리정보만을 얻게 되는 단점이 있다.

그러나, 보다 정밀한 주행동작과 다양한 동작을 수행할 수 있는 자율주행 장치에 대한 소비자의 요구가 증가함에 따라 기존의 특정 수평 선상에 대한 거리정보만으로는 충분한 안정성과 기능성을 확보하기가 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 이동물체의 수평방향뿐만 아니라 수직방향까지 스캔하여 주변의 장애물과의 거리를 검출함으로써 공간적인 데이터의 확보가 가능한 3차원 공간 스캔 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치는, 회전력을 발생시키는 회전구동부; 반사미러가 틸팅되도록 구비되며, 상기 회전구동부의 회전력에 의해 회전하는 미러 홀더; 및 상기 미러 홀더의 상부측에 배치되어 프레임을 따라 수직왕복이동을 하며, 로드를 매개로 연결된 상기 반사미러를 틸팅시키는 틸팅 구동부;를 포함하며, 상기 틸팅 구동부는, 내부에 중앙홀을 관통형성하며 상기 프레임의 가이드홈을 따라 수직왕복이동을 하는 외부 플레이트; 레이저광이 통과할 수 있도록 중심부에 광홀을 관통형성하며 상기 중앙홀에 삽입되어 회전가능하게 결합되는 내부 플레이트; 및 일단부는 상기 내부 플레이트와 힌지결합되고 타단부는 상기 반사미러와 힌지결합되는 로드;를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 로드는 상기 반사미러의 일단부와 힌지연결되며, 상기 틸팅 구동부의 수직이동거리에 따라 상기 반사미러가 틸팅될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 로드의 수직이동거리의 범위에 따라 상기 반사미러의 틸팅범위가 결정될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 내부 플레이트 및 상기 로드는 상기 외부 플레이트와 함께 수직왕복이동할 수 있다.

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한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치는, 회전력을 발생시키는 회전구동부; 반사미러가 틸팅되도록 구비되며, 상기 회전구동부의 회전력에 의해 회전하는 미러 홀더; 외주면상에 가이드홈이 형성되며, 상기 미러 홀더의 상부측에 배치되어 회전운동을 하는 캠; 및 상기 가이드홈과 연결되어 상기 가이드홈의 경로를 따라 수직왕복이동을 하며, 로드를 매개로 연결된 상기 반사미러를 틸팅시키는 틸팅 구동부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 캠을 회전운동시키기 위한 구동력을 제공하는 캠 모터를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치는 상기 회전구동부, 미러 홀더, 캠 및 틸팅 구동부를 지지하는 프레임을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 로드는 상기 반사미러의 일단부와 힌지연결되며, 상기 틸팅 구동부의 수직이동거리에 따라 상기 반사미러가 틸팅될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 로드의 수직이동거리의 범위에 따라 상기 반사미러의 틸팅범위가 결정될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 틸팅 구동부는, 상기 가이드홈과 연결되는 걸림돌기를 내주면에 구비하여 상기 캠의 회전시 상기 가이드홈의 경로를 따라서 수직왕복이동을 하는 가이드부; 레이저광이 통과할 수 있도록 중심부에 광홀을 관통형성하며, 상기 가이드부와 회전가능하게 결합되는 플레이트; 및 일단부는 상기 플레이트와 힌지결합되고, 타단부는 상기 반사미러와 힌지결합되는 로드;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 플레이트는 상기 가이드부의 하단부 내주면을 따라 함몰형성되는 요홈 내에 외주면이 삽입되어 회전가능하게 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 가이드부는 내주면의 지름 크기가 상기 캠의 지름보다 큰 크기의 원통형 구조로 형성되며, 상기 캠의 수직방향을 따라서 상하 왕복이동을 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 상기 로드는 수직왕복이동을 하며 상기 반사미러를 틸팅 구동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 3차원 공간 스캔 장치는 반사미러를 회전 및 틸팅시킬 수 있어 수평방향뿐만 아니라 수직방향까지 레이저를 조사하여 입체적으로 스캐닝함으로 써 주변의 장애물과의 거리를 검출하여 3차원의 공간적인 데이터의 확보가 가능하다.

본 발명에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 실시예에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 회전구동부 및 미러 홀더를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 틸팅 구동부를 나타내는 결합사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치는 회전구동부(100), 미러 홀더(200), 틸팅 구동부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 회전 구동부(100)는 본 발명에 따른 3차원 공간 스캔 장치에서 반사미러(M)를 수평방향으로 360도 연속 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 것으로서, 전원 공급시 수직회전축(102)을 회전시키는 회전모터(101)가 하부측에 구비된다. 상기 회전모터(101)는 보호를 위해 케이스 내에 구비되는 것이 바람직하다.

상기 수직회전축(102)은 일단부가 상기 회전모터(101)와 결합되고, 타단부는 상기 미러 홀더(200)와 결합되어 상기 회전모터(101)의 회전력을 상기 미러 홀더(200)로 전달한다.

한편, 상기 미러 홀더(200)는 상기 수직회전축(102)과 축연결되어 상기 회전 구동부(100)의 회전력에 의해 소정 방향으로 회전하는 회전부재이다.

도면에서와 같이 상기 미러 홀더(200)는 실질적으로 중심부에 상기 수직회전축(102)이 축연결되는 수평부(201)와 상기 수평부(201)의 좌우 양끝단부에서 직상방향으로 연장되는 측벽(202)으로 이루어져, 전체적으로 각진 "U"자 형태를 이룬다.

그리고, 상기 미러 홀더(200)의 내부에는 상기 좌우 양측벽(202)을 연결하는 수평회전축(203)을 기준으로 상기 반사미러(M)가 틸팅가능하도록 구비한다.

즉, 상기 미러 홀더(200)를 가로지르며 상기 미러 홀더(200)의 일측벽과 반대측벽을 연결하는 수평회전축(203)을 따라 상기 반사미러(M)가 힌지결합됨으로써, 상기 반사미러(M)가 일정한 각도로만 고정되지 않고 다양한 각도로 틸팅되는 구조를 가지도록 한다.

이러한 반사미러(M)는 레이저 조사장치(미도시)에서 조사되는 레이저광을 자율주행장치의 주변영역으로 반사시키는 한편, 장애물 등에 반사되어 되돌아오는 레이저광을 수광하여 광검출기(미도시)측으로 재반사시키는 기능을 수행한다.

따라서, 상기 반사미러(M)는 상기 미러 홀더(200) 내에서 상기 미러 홀더(200)와 함께 일정한 속도로 연속회전하며, 자율주행장치의 주변영역을 따라 360도 연속 스캐닝하는 것이 가능하다.

또한, 상기 반사미러(M)가 45도의 각도로 고정되지 않고 다양한 각도 범위내에서 틸팅되어 수직방향으로 스캔함으로써, 종래의 특정 높이에 따른 수평선상에 대한 2차원 거리데이터뿐만 아니라 수직거리까지 포함하는 3차원 공간데이터를 얻는 것이 가능하다.

한편, 상기 틸팅 구동부(300)는 상기 미러 홀더(200)의 상부측에 배치되어 프레임(350)을 따라 수직왕복이동을 하며, 로드(340)를 매개로 힌지연결된 상기 반사미러(M)를 틸팅시킨다.

도 3, 도 4a 및 도 4b에서와 같이 상기 틸팅 구동부는 외부 플레이트(310), 내부 플레이트(320), 로드(340)를 포함하여 구성된다.

상기 외부 플레이트(310)는 외주면에 구비되는 축(301)을 통해 상기 프레임(350)과 연결되어 지지되며, 상기 프레임(350)의 가이드홈(351)을 따라 수직왕복이동을 한다.

그리고, 상기 외부 플레이트(310)는 내부에 중앙홀(311)을 관통형성하며, 상기 중앙홀(311)의 내주면을 따라 요홈(312)을 함몰형성한다.

따라서, 상기 내부 플레이트(320)가 상기 중앙홀(311)에 삽입되어 회전가능하게 결합되도록 한다.

상기 내부 플레이트(320)의 원활한 회전을 위해 상기 요홈(312)과 상기 내부 플레이트(320)의 외주면 사이에는 베어링(330)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 내부 플레이트(320)는 상기 레이저 조사장치(미도시)에서 조사되는 레이저광이 통과하여 상기 반사미러(M)에 의해 반사될 수 있도록 중심부에 광홀(321)을 관통형성한다.

그리고, 상기 로드(340)는 일단부가 상기 내부 플레이트(320)와 힌지결합되고, 타단부는 상기 반사미러(M)와 힌지결합되어 상기 틸팅 구동부(300)의 수직이동거리에 따라 상기 반사미러(M)가 틸팅되도록 한다.

특히, 상기 로드(340)의 수직이동거리의 범위에 따라 상기 반사미러(M)의 틸팅범위가 결정되는 것으로, 수직이동거리를 조절하여 상기 반사미러의 틸팅범위를 임의로 조정하는 것이 가능하다.

이와 같이 상기 내부 플레이트(320) 및 로드(340)는 상기 외부 플레이트(310)의 중앙홀(311) 내에서 상기 로드와 연결된 반사미러(M)와 함께 회전하며, 상기 외부 플레이트와 함께 수직왕복이동을 함으로써 상기 반사미러를 틸팅 구동시킨다.

상기 틸팅 구동부가 상기 반사미러의 상부측에 소정의 높이로 배치되도록 상기 외부 플레이트(310)를 지지하는 상기 프레임(350)에는 상기 외부 플레이트를 수직왕복이동시키는 구동모터(360)가 구비된다.

도 4a에서는 상기 구동모터(360)가 상기 외부 플레이트(310)와 벨트(체인)연결(361)을 통해 연결되어 상기 외부 플레이트를 이동시키는 것으로 도시하고 있다.

그러나, 이에 한정하지 않고 도 4b에서와 같이 링크연결을 통해 수직왕복이동시키는 것 또한 가능하다.

도 5를 참조하여 본 발명에 따른 반사미러가 회전 및 틸팅가능하게 구비되는 구조에 대해 설명한다.

도 5a 내지 도 5c는 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치의 작동상태를 단계적으로 나타내는 개략도이다.

도 5a에서와 같이 상기 외부 플레이트(310)가 프레임(350)의 가이드홈을 따라 하부측으로 이동하여 상기 틸팅 구동부(300)의 이동경로의 가장 낮은 위치에 놓이게 되는 경우, 상기 반사미러(M)는 상기 로드(340)에 의해 직하부 방향으로 밀려 상기 반사미러(M)의 기울기(θ)는 수평면을 기준으로 45도 이하가 된다.

다음으로, 도 5b에서와 같이 상기 외부 플레이트(310)가 프레임의 가이드홈을 따라 상부측으로 이동하여 상기 틸팅 구동부의 이동경로의 중간위치에 놓이게 되는 경우, 상기 반사미러(M)는 로드(340)에 의해 직상부 방향으로 이끌려 상기 반사미러(M)의 기울기(θ)는 수평면을 기준으로 45도 내외의 범위를 이루게 된다.

다음으로, 도 5c에서와 같이 상기 외부 플레이트(310)가 프레임의 가이드홈을 따라 상부측으로 이동하여 상기 틸팅 구동부의 이동경로의 가장 높은 위치에 놓이게 되는 경우, 상기 반사미러(M)는 상기 로드(340)에 의해 직상부 방향으로 이끌려 상기 반사미러(M)의 기울기(θ)는 수평면을 기준으로 45도 이상이 된다.

상기 틸팅 구동부(300)의 가장 낮은 위치와 가장 높은 위치는 상기 반사미러의 틸팅범위에 따라서 조정이 가능하며, 상기 가장 낮은 위치와 가장 높은 위치 범위는 상기 미러 홀더(200)의 위치보다 높은 상부에서 결정되도록 하여 상기 틸팅 구동부(300)가 상기 미러 홀더보다 하부로 이동하지 않도록 한다.

이러한 반사미러(M)의 틸팅운동은 기울기가 0 < θ < 90의 범위 내에서 상기 틸팅 구동부(300)가 수직왕복운동을 함으로써 반복적으로 수행되며, 상기 로 드(340)의 길이조절을 통해 기울기의 범위를 조절하는 것이 가능하다.

또한, 상기 반사미러(M)의 회전운동은 상기 수직회전축(102)이 연속회전운동을 함으로써 동일하게 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 3차원 공간 스캔 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 6에 도시된 다른 실시예에 있어서도 3차원 공간 스캔 장치를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예의 경우와 실질적으로 동일하다.

다만, 틸팅 구동부의 구체적인 구성에 있어서는 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예가 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예의 경우와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 중복되는 부분에 관한 설명을 생략하고 틸팅 구동부에 관한 구성과 동작을 위주로 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치는 회전구동부(100), 미러 홀더(200), 캠(400), 틸팅 구동부(500)를 포함하여 구성된다.

상기 회전구동부(100)는 전원 공급시 회전하는 회전모터(101)와 수직회전축(102)으로 이루어져 상기 회전모터(101)의 회전력을 상기 수직회전축(102)을 통해 상기 미러 홀더(200)로 전달한다.

그리고, 상기 미러 홀더(200)는 내부에 상기 반사미러(M)가 틸팅가능하도록 구비하여 상기 수직회전축(102)을 통해 연속회전을 한다.

도 7에서와 같이, 상기 캠(400)은 상기 틸팅 구동부(500)를 수직왕복이동시키기 위한 것으로 외주면상에 가이드홈(420)이 함몰형성되며, 상기 미러 홀더(200)의 상부측에 배치어되어 회전운동을 한다.

도 6에서는 상기 캠(400)의 상부측 외주면에 기어(410)를 형성하여 이와 치합되는 캠 모터(561)를 통해 상기 캠(400)을 회전운동시키기 위한 구동력을 제공하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정하지 않고 체인연결을 통해 구동력을 제공하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 틸팅 구동부(500)는 상기 캠(400)의 가이드홈(420)과 연결되어 상기 가이드홈(420)의 경로를 따라 수직왕복이동을 하며, 로드(530)를 매개로 힌지연결된 상기 반사미러(M)를 틸팅시킨다.

도 7b에서와 같이 상기 틸팅 구동부(500)는 가이드부(510), 플레이트(520), 로드(530)를 포함하여 구성된다.

상기 가이드부(510)는 상기 가이드홈(420)과 연결되는 걸림돌기(511)를 내주면에 구비하여 상기 캠(400)의 회전시 상기 가이드홈(420)의 경로를 따라서 수직왕복이동을 하는 원통형 부재이다.

도면에서와 같이 상기 가이드부(510)는 내주면의 지름 크기가 상기 캠(400)의 지름보다 큰 크기의 원통형 구조로 형성되며, 상기 캠(400)의 외주면을 따라서 수직방향으로 왕복이동을 한다.

따라서, 상기 캠(400)이 회전하는 경우 상기 가이드홈(420)에 끼워져 결합하 는 상기 걸림돌기(511)는 상기 가이드홈(420)의 경로를 따라서 상방향 또는 하방향으로 이동하여 상기 가이드부(510)가 수직왕복이동하도록 한다.

그리고, 상기 가이드부(510)의 수직이동거리는 상기 캠(400)의 크기 및 상기 가이드홈(420)의 경로길이 조정을 통해 조절이 가능하다.

바람직하게는 상기 가이드부(410)는 일정한 경로를 따라서 수직왕복이동할 수 있도록 안내하는 한쌍의 가이드봉(540)과 연결된다.

한편, 상기 플레이트(520)는 상기 가이드부(510)와 회전가능하게 결합되어 상기 가이드부(510)와 함께 일체로 수직왕복이동을 한다.

도면에서와 같이 상기 플레이트(520)는 상기 가이드부(510)의 하단부 내주면을 따라 함몰형성되는 요홈(513) 내에 외주면이 삽입되어 회전가능하게 결합되며, 바람직하게는 베어링(521)을 상기 요홈(513)과 상기 플레이트(520)의 외주면 사이에 구비하여 원활한 회전운동이 가능하도록 한다.

그리고, 상기 플레이트(520)는 상기 레이저 조사장치(미도시)에서 조사되는 레이저광이 통과하여 상기 반사미러(M)에 의해 반사될 수 있도록 중심부에 광홀(522)을 관통형성한다.

한편, 상기 로드(530)는 일단부가 상기 플레이트(520)와 힌지결합되고, 타단부는 상기 반사미러(M)와 힌지결합되어 상기 틸팅 구동부(500)의 수직이동거리에 따라 상기 반사미러(M)가 틸팅되도록 한다.

특히, 상기 로드(530)의 수직이동거리의 범위에 따라 상기 반사미러(M)의 틸 팅범위가 결정되는 것으로, 수직이동거리를 조절하여 상기 반사미러(M)의 틸팅범위를 임의로 조정하는 것이 가능하다.

이와 같이 상기 플레이트(520) 및 로드(530)는 상기 가이드부(510) 내에서 상기 로드(530)와 연결된 반사미러(M)와 함께 회전하며, 상기 가이드부(510)와 함께 수직왕복이동을 함으로써 상기 반사미러(M)를 틸팅 구동시킨다.

그리고, 상기 회전구동부(100), 미러 홀더(200), 캠(400) 및 틸팅 구동부(500)는 프레임(560)을 통해 지지되어 작동을 한다.

도 8을 참조하여 본 발명에 따른 반사미러가 회전 및 틸팅가능하게 구비되는 구조에 대해 설명한다.

도 8a 내지 도 8c는 도 6에 도시된 3차원 공간 스캔 장치의 작동상태를 단계적으로 나타내는 개략도이다.

도 8a에서와 같이 상기 캠(400)이 소정 방향으로 회전하면, 상기 캠(400)의 가이드홈(420)을 따라 상기 가이드부(510)가 하부측으로 이동하여 상기 틸팅 구동부(500)의 이동경로의 가장 낮은 위치에 놓이게 된다.

이때, 상기 반사미러(M)는 상기 로드(420)에 의해 직하부 방향으로 밀려 상기 반사미러(M)의 기울기(θ)는 수평면을 기준으로 45도 이하가 된다.

다음으로, 도 8b에서와 같이 상기 캠(400)이 회전을 하면, 상기 캠(400)의 가이드홈(420)을 따라 상기 가이드부(510)가 상부측으로 이동하여 상기 틸팅 구동부의 이동경로의 중간위치에 놓이게 된다.

이때, 상기 반사미러는 상기 로드에 의해 직상부 방향으로 이끌려 상기 반사 미러(M)의 기울기(θ)는 수평면을 기준으로 45도 내외의 범위를 이루게 된다.

다음으로, 도 8c에서와 같이 상기 캠(400)이 회전을 하면, 상기 캠(400)의 가이드홈(420)을 따라 상기 가이드부(510)가 상부측으로 이동하여 상기 틸팅 구동부(500)의 이동경로의 가장 높은 위치에 놓이게 된다.

이때, 상기 반사미러(M)는 상기 로드(420)에 의해 직상부 방향으로 이끌려 상기 반사미러(M)의 기울기(θ)는 수평면을 기준으로 45도 이상이 된다.

상기 틸팅 구동부(500)의 가장 낮은 위치와 가장 높은 위치는 상기 반사미러의 틸팅범위에 따라서 조정이 가능하며, 상기 가장 낮은 위치와 가장 높은 위치 범위는 상기 미러 홀더(200)의 위치 보다 높은 상부에서 결정되도록 하여 상기 틸팅 구동부(500)가 상기 미러 홀더(200)보다 하부로 이동하지 않도록 한다.

이러한 반사미러(M)의 틸팅운동은 기울기가 0 < θ < 90의 범위 내에서 상기 캠(400)이 연속회전운동을 하여 상기 틸팅구동부(500)가 수직왕복운동을 함으로써 반복적으로 수행되며, 상기 로드(530)의 길이조절을 통해 기울기(θ)의 범위를 조절하는 것이 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따른 반사미러는 종래와 같이 45도로 고정되어 있지 않고, 틸팅가능한 구조를 통해 다양한 각도의 범위에 대한 정보를 스캔하여 공간적인 데이터 확보가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 회전구동부 및 미러 홀더를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 틸팅 구동부를 나타내는 결합사시도이다.

도 4a는 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 틸팅 구동부를 구동시키는 구동모터를 나타내는 사시도이다.

도 4b는 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 틸팅 구동부를 구동시키는 구동모터의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 1에 도시된 3차원 공간 스캔 장치의 작동상태를 단계적으로 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 공간 스캔 장치를 나타내는 사시도이다.

도 7은 도 6에 도시된 3차원 공간 스캔 장치에서 틸팅 구동부를 구동시키는 구동모터를 나타내는 사시도이다.

도 8은 도 6에 도시된 3차원 공간 스캔 장치의 작동상태를 단계적으로 나타내는 개략도이다.

Claims

회전력을 발생시키는 회전구동부;

반사미러가 틸팅되도록 구비되며, 상기 회전구동부의 회전력에 의해 회전하는 미러 홀더; 및

상기 미러 홀더의 상부측에 배치되어 프레임을 따라 수직왕복이동을 하며, 로드를 매개로 연결된 상기 반사미러를 틸팅시키는 틸팅 구동부;

를 포함하며,

상기 틸팅 구동부는,

내부에 중앙홀을 관통형성하며, 상기 프레임의 가이드홈을 따라 수직왕복이동을 하는 외부 플레이트;

레이저광이 통과할 수 있도록 중심부에 광홀을 관통형성하며, 상기 중앙홀에 삽입되어 회전가능하게 결합되는 내부 플레이트; 및

일단부는 상기 내부 플레이트와 힌지결합되고, 타단부는 상기 반사미러와 힌지결합되는 로드;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제1항에 있어서,

상기 로드는 상기 반사미러의 일단부와 힌지연결되며, 상기 틸팅 구동부의 수직이동거리에 따라 상기 반사미러가 틸팅되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 로드의 수직이동거리의 범위에 따라 상기 반사미러의 틸팅범위가 결정되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 내부 플레이트 및 상기 로드는 상기 외부 플레이트와 함께 수직왕복이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
회전력을 발생시키는 회전구동부;

반사미러가 틸팅되도록 구비되며, 상기 회전구동부의 회전력에 의해 회전하는 미러 홀더;

외주면상에 가이드홈이 형성되며, 상기 미러 홀더의 상부측에 배치되어 회전운동을 하는 캠; 및

상기 가이드홈과 연결되어 상기 가이드홈의 경로를 따라 수직왕복이동을 하며, 로드를 매개로 연결된 상기 반사미러를 틸팅시키는 틸팅 구동부;

를 포함하는 3차원 공간 스캔 장치.
제6항에 있어서,

상기 캠을 회전운동시키기 위한 구동력을 제공하는 캠 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제6항에 있어서,

상기 회전구동부, 미러 홀더, 캠 및 틸팅 구동부를 지지하는 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제6항에 있어서,

상기 로드는 상기 반사미러의 일단부와 힌지연결되며, 상기 틸팅 구동부의 수직이동거리에 따라 상기 반사미러가 틸팅되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스 캔 장치.
제6항 또는 제9항에 있어서,

상기 로드의 수직이동거리의 범위에 따라 상기 반사미러의 틸팅범위가 결정되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제6항에 있어서, 상기 틸팅 구동부는,

상기 가이드홈과 연결되는 걸림돌기를 내주면에 구비하여 상기 캠의 회전시 상기 가이드홈의 경로를 따라서 수직왕복이동을 하는 가이드부;

레이저광이 통과할 수 있도록 중심부에 광홀을 관통형성하며, 상기 가이드부와 회전가능하게 결합되는 플레이트; 및

일단부는 상기 플레이트와 힌지결합되고, 타단부는 상기 반사미러와 힌지결합되는 로드;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제11항에 있어서,

상기 플레이트는 상기 가이드부의 하단부 내주면을 따라 함몰형성되는 요홈 내에 외주면이 삽입되어 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제11항에 있어서,

상기 가이드부는 내주면의 지름 크기가 상기 캠의 지름보다 큰 크기의 원통형 구조로 형성되며, 상기 캠의 수직방향을 따라서 상하 왕복이동을 하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.
제11항에 있어서,

상기 로드는 수직왕복이동을 하며 상기 반사미러를 틸팅 구동시키는 것을 특징으로 하는 3차원 공간 스캔 장치.