[go: up one dir, main page]

KR102845316B1 - Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor - Google Patents

Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor

Info

Publication number
KR102845316B1
KR102845316B1 KR1020230108918A KR20230108918A KR102845316B1 KR 102845316 B1 KR102845316 B1 KR 102845316B1 KR 1020230108918 A KR1020230108918 A KR 1020230108918A KR 20230108918 A KR20230108918 A KR 20230108918A KR 102845316 B1 KR102845316 B1 KR 102845316B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
point
camera module
movement
scanning device
moving part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020230108918A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20250027943A (en
Inventor
이상열
김광훈
조영호
김무경
Original Assignee
가이아비전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가이아비전 주식회사 filed Critical 가이아비전 주식회사
Priority to KR1020230108918A priority Critical patent/KR102845316B1/en
Publication of KR20250027943A publication Critical patent/KR20250027943A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102845316B1 publication Critical patent/KR102845316B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2518Projection by scanning of the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20Image signal generators
    • H04N13/204Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/207Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
    • H04N13/221Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor using the relative movement between cameras and objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/54Revolving an optical measuring instrument around a body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치는, 모터에 의해 구동되는 회전축과, 회전축에 연결되며, 피사체를 향하는 카메라 모듈이 안내되는 안내 경로가 제공되는 본체와, 소정의 이동 경로를 따라 피사체 둘레를 회전하는 이동부와, 이동부에 연결되며, 안내 경로를 따라 안내되는 카메라 모듈의 하방 이동을 복수 개의 이동 제한 지점에서 금지하는 측면부를 포함한다. 이동부가 소정의 각도만큼 회전하면, 카메라 모듈의 이동 금지가 해제되어 카메라 모듈이 다음 이동 제한 지점으로 하방 이동한다.A 3D scanning device according to the present invention comprises a rotating shaft driven by a motor, a main body connected to the rotating shaft and provided with a guide path along which a camera module facing a subject is guided, a moving unit that rotates around the subject along a predetermined movement path, and a side unit connected to the moving unit and prohibiting downward movement of the camera module guided along the guide path at a plurality of movement restriction points. When the moving unit rotates by a predetermined angle, the movement prohibition of the camera module is released, and the camera module moves downward to the next movement restriction point.

Description

단일 모터로 구동되는 2축 3D 스캔 시스템{Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor}Two-Axis 3D Scanning System Driven by Single Motor

본 발명은 3D 스캐닝 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 단일 모터로 구동되는 2축 3D 스캔 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D scanning device, and more particularly, to a two-axis 3D scanning system driven by a single motor.

3D 스캐너(3-Dimension Scanner)란, 센서를 통해 물체의 형태와 치수에 관한 정보를 수집하고, 실제 물체를 디지털 형태로 변환하는데 사용되는 장치이다. 현실의 물체를 컴퓨터상의 3D 모델로 구성하여 산업, 연구 및 개발 분야에 사용되며, 기계공학분야에서는 이미 3D 스캐너를 사용한 연구가 활발하게 진행되고 있다.A 3D scanner (3-Dimensional Scanner) is a device used to collect information about an object's shape and dimensions through sensors and to convert the physical object into a digital form. It is used in industry, research, and development by creating 3D models of real-world objects on a computer. Research using 3D scanners is already actively underway in the field of mechanical engineering.

3차원 스캐너의 스캔방식에 따라 3차원 스캐너는 접촉식 3D 스캐너와, 비접촉식 3D 스캐너로 분류된다.Depending on the scanning method of the 3D scanner, 3D scanners are classified into contact 3D scanners and non-contact 3D scanners.

접촉식 3D 스캐너는 탐촉자로 불리는 프로브(Probe)를 측정하고자 하는 물체에 직접 접촉시켜 측정하는 방식이다. 비파괴(Non-destructive) 방식인 CMM(Coordinate Measuring Machine)이 대표적인 방식이며, 직접 접촉해서 정보를 얻기에 매우 정밀하고 대부분의 제조업에서 사용해온 방식이다. 하지만, 스캔하려는 물체에 표면에 접촉해야 하므로, 물체의 변형 및 오염을 줄 수 있다는 단점이 존재한다.Contact 3D scanners measure by placing a probe, also known as a probe, directly into contact with the object being measured. A representative non-destructive method is the Coordinate Measuring Machine (CMM). Because it obtains information through direct contact, it offers high precision and has been used in most manufacturing industries. However, because it requires contact with the surface of the object being scanned, it carries the disadvantage of potentially deforming or contaminating the object.

비접촉(Non-contact)식 3D 스캐너는 접촉식 3D 스캐너와 다르게 물체를 변형시키거나 오염시키지 않으면서 측정할 수 있다는 장점이 있다. 비접촉식 방식에는 초음파, 전파 및 광학정식 방식을 사용하는 반사(Reflective)식 방식과 산업용 CT같은 방사성 물질을 사용하는 투과(Transmissive)방식이 존재한다. 특히, 반사식 3D 스캐너는 다른 방식에 비해 안전하고 비교적 낮은 비용으로 제작할 수 있다는 장점이 있다.Non-contact 3D scanners, unlike contact scanners, offer the advantage of being able to measure objects without deforming or contaminating them. Non-contact methods include reflective methods, which utilize ultrasound, radio waves, and optical methods, and transmissive methods, which utilize radioactive materials like industrial CT scanners. Reflective 3D scanners, in particular, offer the advantages of being safer and more cost-effective than other methods.

[선행기술문헌][Prior Art Literature]

Verim, O. and Yumurtaci, M., “Application of reverse engineering approach on a damaged mechanical part”, International Advanced Researches and Engineering Journal, Vol. 4, No. 1, 2020, pp. 021-028Verim, O. and Yumurtaci, M., “Application of reverse engineering approach on a damaged mechanical part”, International Advanced Researches and Engineering Journal, Vol. 4, No. 1, 2020, pp. 021-028

본 발명은 모터와 카메라를 하나씩 사용하여 스캔에 사용되는 부품을 최소화해서 앞서 언급한 제작 비용과 피해 위험요소를 최소화하고, 도 7의 구면좌표계 좌표인 (r, θ, )중, θ와 의 각도를 모터의 작동만으로 제어할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention minimizes the parts used for scanning by using one motor and one camera, thereby minimizing the manufacturing cost and risk of damage mentioned above, and (r, θ, ) among θ and The purpose is to provide a device that can control the angle of a motor only by operating the motor.

본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치는, 모터에 의해 구동되는 회전축과, 회전축에 연결되며, 피사체를 향하는 카메라 모듈이 안내되는 안내 경로가 제공되는 본체와, 소정의 이동 경로를 따라 피사체 둘레를 회전하는 이동부와, 이동부에 연결되며, 안내 경로를 따라 안내되는 카메라 모듈의 하방 이동을 복수 개의 이동 제한 지점에서 금지하는 측면부를 포함한다. 이동부가 소정의 각도만큼 회전하면, 카메라 모듈의 이동 금지가 해제되어 카메라 모듈이 다음 이동 제한 지점으로 하방 이동한다.A 3D scanning device according to the present invention comprises a rotating shaft driven by a motor, a main body connected to the rotating shaft and provided with a guide path along which a camera module facing a subject is guided, a moving unit that rotates around the subject along a predetermined movement path, and a side unit connected to the moving unit and prohibiting downward movement of the camera module guided along the guide path at a plurality of movement restriction points. When the moving unit rotates by a predetermined angle, the movement prohibition of the camera module is released, and the camera module moves downward to the next movement restriction point.

상기 소정의 이동 경로는, 제1 지점과 제2 지점 사이에서 제3 지점을 중심으로 연장하는 원호인 제1 부분과, 제2 지점부터는 제3 지점까지의 거리가 증가하도록 제4 지점까지 연장하는 제2 부분과, 제4 지점과 제1 지점을 연결하는 제3 부분을 포함할 수 있다.The above-described predetermined movement path may include a first portion that is an arc extending from a first point and a second point with a third point as the center, a second portion that extends from the second point to a fourth point such that the distance to the third point increases, and a third portion that connects the fourth point and the first point.

이동부가 제2 부분을 따라 이동할 때에, 측면부가 이동 제한 지점에서 카메라 모듈의 이동 금지가 해제되는 방향으로 이동할 수 있다.When the moving part moves along the second part, the side part can move in a direction in which the movement prohibition of the camera module is released at the movement restriction point.

본체와 측면부는 탄성 부재로 연결될 수 있으며, 이동부가 제2 부분을 따라 이동할 때에 탄성 부재가 신장되어 측면부가 본체로부터 멀어지는 방향으로 당겨질 수 있다.The main body and the side portion may be connected by an elastic member, and when the moving portion moves along the second portion, the elastic member may be stretched so that the side portion may be pulled away from the main body.

이동부가 제3 부분을 따라 이동할 때에 카메라 모듈이 다음 이동 제한 지점으로 하방 이동할 수 있다.As the moving part moves along the third section, the camera module can move downward to the next movement limit point.

본체는, 카메라 모듈이 피사체를 향하도록 하는 보조 안내 경로를 더 포함할 수 있다.The body may further include an auxiliary guidance path for directing the camera module toward the subject.

측면부는, 복수 개의 이동 제한 지점에서 카메라 모듈의 하방 이동을 제한하는 복수 개의 걸림판을 포함할 수 있다.The side portion may include a plurality of catch plates that limit downward movement of the camera module at a plurality of movement limiting points.

측면부에는, 걸림판 사이에 제공되는 중간 멈춤부와, 중간 멈춤부 사이에 제공되는 경사부가 형성될 수 있다.On the side, an intermediate stop provided between the catch plates and a slope provided between the intermediate stop parts can be formed.

본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치에 의하면, 단일 모터(5)의 작동에 의해서 구면 좌표계에서 카메라가 일정한 단위 각도(θ, ) 단위로 피사체를 촬영할 수 있다.According to the 3D scanning device of the present invention, the camera is rotated by a constant unit angle (θ,) in a spherical coordinate system by the operation of a single motor (5). ) can be used to take pictures of subjects.

도 1은 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 일부 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 일부 분해 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 일부 측면도.
도 5는 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 작동 과정을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 이동부(30)가 안내되는 경로를 도시한 도면.
도 7은 구면 좌표계를 표시한 도면.
Figure 1 is a perspective view of a 3D scanning device according to the present invention.
Figure 2 is a partially exploded perspective view of a 3D scanning device according to the present invention.
Figure 3 is a partially exploded side view of a 3D scanning device according to the present invention.
Figure 4 is a side view of a part of a 3D scanning device according to the present invention.
Figure 5 is a drawing illustrating the operation process of a 3D scanning device according to the present invention.
Figure 6 is a drawing showing a path along which a moving part (30) of a 3D scanning device according to the present invention is guided.
Figure 7 is a drawing showing a spherical coordinate system.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 자세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 명세서에서는 본 발명의 설명에 필요한 최소한의 구성요소만을 설명하며, 본 발명의 본질과 관계가 없는 구성요소는 언급하지 아니한다. 그리고 언급되는 구성요소만을 포함하는 배타적인 의미로 해석되어서는 아니되며 언급되지 않은 다른 구성요소도 포함할 수 있는 비배타적인 의미로 해석되어야 한다.This specification describes only the minimum components necessary to explain the present invention, and does not mention components irrelevant to the essence of the present invention. Furthermore, the description should not be interpreted as exclusive, encompassing only the mentioned components, but rather as non-exclusive, encompassing other components not mentioned.

본 명세서에서 사용되는 “제1”, “제2” 또는 그와 유사한 표현들은 같거나 유사한 구성요소를 구분적으로 표현하기 위해서 또는 본 발명을 구성하는 구성요소 또는 단계들의 명칭을 구분하기 위해 사용되며, 순서를 의미하거나 복수임을 의미하는 것이 아니다.The expressions “first,” “second,” or similar used in this specification are used to distinguish between the same or similar components or to distinguish the names of components or steps constituting the present invention, and do not imply an order or plurality.

본 명세서에서 "연결"이라 함은 두 구성요소가 직접 연결되는 것 뿐만 아니라 두 구성요소 사이에 추가적인 다른 구성요소가 개재(介在)하여 연결되는 것도 포함하는 것으로 정의된다.In this specification, “connection” is defined to include not only a direct connection between two components, but also a connection where an additional component is interposed between the two components.

본 명세서에서 설명하는 예시적인 실시예는 본 명세서에 개시(開示)되는 장치의 구조, 기능, 제작 및 용도와 방법의 원리에 대한 전반적인 이해를 제공한다. 이러한 하나 이상의 실시예가 첨부 도면에 도시되어 있다. 당업자라면 여기에 구체적으로 기재되고 첨부 도면에 도시되어 있는 장치 및 방법이 비제한적이고 예시적인 실시예이며 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 의해서 정의된다는 점을 이해할 것이다. 하나의 예시적인 실시예와 관련되어 도시되고 설명되는 특징은 다른 실시예의 특징과도 결합될 수 있다. 그러한 수정(modification) 또는 변경(variation)은 본 발명의 권리범위에 포함되도록 의도된다.The exemplary embodiments described herein provide a general understanding of the structure, function, fabrication, and use of the devices and methods disclosed herein. One or more such embodiments are illustrated in the accompanying drawings. Those skilled in the art will appreciate that the devices and methods specifically described herein and illustrated in the accompanying drawings are non-limiting and exemplary embodiments, and that the scope of the present invention is defined by the claims. Features illustrated and described in connection with one exemplary embodiment may be combined with features of other embodiments. Such modifications or variations are intended to fall within the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치는, 프레임(1)과, 모터(5)에 의해 구동되는 회전축(10)과, 회전축(10)에 연결되는 본체(20)와, 모터(5)가 작동하면 본체(20)와 함께 이동하는 측면부(40)와, 측면부(40)에 연결되며 모터(5)의 작동에 의해 소정의 이동 경로(100)을 따라 피사체 둘레를 회전하는 이동부(30)를 포함한다. 이동 경로(100)는 슬롯의 형태로 제공될 수 있다.FIG. 1 is a perspective view of a 3D scanning device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the 3D scanning device according to the present invention includes a frame (1), a rotation shaft (10) driven by a motor (5), a main body (20) connected to the rotation shaft (10), a side part (40) that moves together with the main body (20) when the motor (5) is operated, and a moving part (30) that is connected to the side part (40) and rotates around a subject along a predetermined movement path (100) by the operation of the motor (5). The movement path (100) may be provided in the form of a slot.

이동 경로(100)는 상하측에 각각 제공될 수 있으며, 이동부(30)는 연결부(35)에 의해 측면부(40)에 연결되는 로드(32)와, 로드(32)의 상하측에 제공되며 이동 경로(100)에 삽입되어 이동 경로(100)를 따라 안내되는 레그(leg)를 포함하는 상측 플레이트(31)와 하측 플레이트(33)를 포함할 수 있다.A moving path (100) may be provided on each of the upper and lower sides, and the moving part (30) may include an upper plate (31) and a lower plate (33) including a rod (32) connected to a side part (40) by a connecting part (35), and legs provided on the upper and lower sides of the rod (32) and inserted into the moving path (100) to guide along the moving path (100).

본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치에는 피사체를 올려 둘 수 있는 테이블(55)를 포함하는 피사체 지지부(50)가 제공될 수 있다.The 3D scanning device according to the present invention may be provided with a subject support unit (50) including a table (55) on which a subject can be placed.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 본체(20), 이동부(30) 및 측면부(40)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2에는 이동부(30)의 로드(32)쪽에서 봤을 때 오른쪽 부분의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 왼쪽 부분은 도 2의 오른쪽 부분과 대칭이므로 왼쪽 부분의 구성에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIGS. 2 to 4, the configuration of the main body (20), the moving part (30), and the side part (40) of the 3D scanning device according to the present invention will be described. FIG. 2 shows an exploded perspective view of the right part when viewed from the load (32) side of the moving part (30), and since the left part is symmetrical with the right part of FIG. 2, a description of the configuration of the left part is omitted.

본체(20)는 한쌍의 부재(20a, 20b)로 구성되는 것으로 도시되어 있지만 하나의 단일체로 구성될 수도 있다. 회전축(10)에 제2 본체부(20b)가 연결되고, 제1 본체부(20a)는 결합공(23a)를 통과하는 체결부재 예를 들어 나사 등을 통해서 제2 본체부(20b)에 결합될 수 있다.The main body (20) is illustrated as being composed of a pair of members (20a, 20b), but may also be composed of a single body. A second main body part (20b) is connected to a rotation shaft (10), and the first main body part (20a) can be connected to the second main body part (20b) through a fastening member, such as a screw, passing through a connecting hole (23a).

본체(20)에는, 카메라 모듈(200)의 주 안내 경로(25)와, 카메라 모듈(200)이 피사체를 향하도록 하는 보조 안내 경로(27)가 제공된다. 그리고 후술하는 측면부(40)의 걸림판(45a, 45b, 45c)이 슬라이딩할 수 있는 슬롯(22a, 22b, 22c)이 제공될 수 있다.The main body (20) is provided with a main guide path (25) of the camera module (200) and an auxiliary guide path (27) that directs the camera module (200) toward the subject. In addition, slots (22a, 22b, 22c) through which the engaging plates (45a, 45b, 45c) of the side portion (40) described later can slide may be provided.

카메라 모듈(200)은, 본체(20)와 측면부(40)에 끼워져서 주 안내 경로 (25)를 따라서 이동하는 가동부(210)를 포함할 수 있다.The camera module (200) may include a movable part (210) that is fitted into the main body (20) and the side part (40) and moves along the main guide path (25).

측면부(40)는, 주 안내 경로(25)를 따라서 안내되는 카메라 모듈(200), 좀 더 구체적으로는 카메라 모듈(200)의 가동부(210)가 복수 개의 이동 제한 지점에서 하방으로 이동하는 것을 금지하기 위해, 복수 개의 걸림판(45a, 45b, 45c)과 복수 개의 중간 멈춤부(47a, 47b)가 측면부(40)에 제공될 수 있다. 최종 멈춤부(48)는, 카메라 모듈(200)이 더 이상 하방 이동하지 않고 피사체의 촬영을 종료하는 구간에서 가동부(210)가 배치되는 지점이다. 중간 멈춤부(47a, 47b)의 하방쪽에는 경사부(49a, 49b)가 이어질 수 있다. 경사부(49a, 49b)를 따라서 후술하는 바와 같이 가동부(210)가 하방으로 이동할 수 있다.The side portion (40) may be provided with a plurality of catch plates (45a, 45b, 45c) and a plurality of intermediate stop portions (47a, 47b) to prevent the camera module (200) guided along the main guide path (25), more specifically, the movable portion (210) of the camera module (200), from moving downward at a plurality of movement restriction points. The final stop portion (48) is a point where the movable portion (210) is placed in a section where the camera module (200) no longer moves downward and ends shooting of the subject. An inclined portion (49a, 49b) may be connected to the lower side of the intermediate stop portions (47a, 47b). The movable portion (210) can move downward along the inclined portions (49a, 49b), as described below.

설명 및 도시의 편의를 위해 예시적으로 걸림판과 멈춤부가 세 개 제공되는 실시예가 도시되어 있지만, 걸림판과 멈춤부의 개수는 필요에 따라 다른 개수로 설정될 수 있다.For the sake of illustration and convenience, an embodiment is shown in which three catch plates and stops are provided, but the number of catch plates and stops may be set to a different number as needed.

고정부재(43, 44)는 본체(20)의 양 측면에 제공되는 한쌍의 측면부(40)를 서로 연결하며, 본체(20)와는 결합되지 않는다. 또한, 본체(20)의 양측에 제공되는 한쌍의 측면부(40)는 연결부(35)에 의해 로드(32)에 연결된다.The fixed member (43, 44) connects a pair of side portions (40) provided on both sides of the main body (20) to each other and is not coupled to the main body (20). In addition, a pair of side portions (40) provided on both sides of the main body (20) are connected to a load (32) by a connecting portion (35).

탄성 부재(60)는 측면부(40)와 본체(20) 사이에 제공되어 측면부(40)가 본체(20)에 대해서 측면에서 봤을 때 좌우 방향으로 탄성 거동을 할 수 있도록 한다. 탄성부재는 상측과 하측에 각각 제공될 수 있으며, 그 개수는 필요에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 탄성 부재(60)는 예를 들어 스프링일 수 있다.An elastic member (60) is provided between the side portion (40) and the main body (20) so that the side portion (40) can elastically move in the left and right directions when viewed from the side with respect to the main body (20). The elastic members may be provided on the upper and lower sides, respectively, and the number of the elastic members may be appropriately set as needed. The elastic member (60) may be, for example, a spring.

도 6에는 본 발명에 의한 이동부(30)의 이동을 안내하는 이동 경로(100)가 도시되어 있다. 설명 및 도시의 편의상 상측 플레이트(31)가 이동 경로(100)를 따라 이동하는 궤적을 표시하기 위해 도 6에서 상측 플레이트(31)를 이동 경로(100) 내에 배치되는 원으로 표시한다. 하측 플레이트(33)는 상측 플레이트(31)와 같은 궤적을 따라 이동하므로 상측 플레이트(31)의 이동 경로 설명으로 갈음한다.FIG. 6 illustrates a movement path (100) that guides the movement of a moving part (30) according to the present invention. For convenience of explanation and illustration, the upper plate (31) is represented as a circle positioned within the movement path (100) in FIG. 6 to indicate the trajectory along which the upper plate (31) moves along the movement path (100). Since the lower plate (33) moves along the same trajectory as the upper plate (31), the description is replaced with the movement path description of the upper plate (31).

상측 플레이트(31)가 이동 경로(100)를 따라서 이동하고, 상측 플레이트(31)의 이동에 따라 이동부(30)가 이동한다. 좀 더 구체적으로는, 모터(5)가 작동하면 회전축(10)이 회전함으로써 본체(20) 및 측면부(40)가 회전을 하고, 측면부(40)에 연결부(35)로 연결되어 있는 이동부(30)가 회전을 하는데, 이동부(30)의 상측 플레이트(31)와 하측 플레이트(33)가 이동 경로(100)에 구속되어 있으므로 이동부(30)의 움직임은 이동 경로(100)에 따르게 된다. 본 명세서에서는 상측 플레이트(31)의 이동이 곧 이동부(30)의 이동인 것으로 설명한다.The upper plate (31) moves along the movement path (100), and the moving part (30) moves according to the movement of the upper plate (31). More specifically, when the motor (5) operates, the rotation shaft (10) rotates, causing the main body (20) and the side part (40) to rotate, and the moving part (30) connected to the side part (40) by the connecting part (35) rotates. Since the upper plate (31) and the lower plate (33) of the moving part (30) are constrained to the movement path (100), the movement of the moving part (30) follows the movement path (100). In this specification, the movement of the upper plate (31) is described as the movement of the moving part (30).

이동 경로(100)는 제1 지점(101)과 제2 지점(102) 사이에서 제3 지점(103)을 중심으로 연장하는 원호인 제1 부분(110)과, 제2 지점부(102)부터는 상측 플레이트(31)와 제3 지점(103)사이의 거리가 증가하도록 제4 지점(104)까지 연장하는 제2 부분(120)과, 제4 지점(104)과 제1 지점(101)을 연결하는 제3 부분(130)을 포함한다. 제4 지점(104)에서 상측 플레이트(31)와 제3 지점(103) 사이의 거리는 최대가 될 수 있다.The movement path (100) includes a first portion (110) which is an arc extending from a first point (101) to a second point (102) with a third point (103) as the center, a second portion (120) which extends from the second point (102) to a fourth point (104) such that the distance between the upper plate (31) and the third point (103) increases, and a third portion (130) which connects the fourth point (104) to the first point (101). The distance between the upper plate (31) and the third point (103) at the fourth point (104) can be maximized.

제2 지점(102)까지의 각도(α)는 예를 이어, 270도일 수 있지만 설계 사양에 따라서 이 각도는 다르게 설정될 수도 있다.The angle (α) to the second point (102) may be, for example, 270 degrees, but this angle may be set differently depending on the design specifications.

이동부(30)가 제1 부분(110)을 따라서 이동할 때에는 반지름이 일정한 원호를 따라서 이동하지만, 이동부(30)가 제2 부분(120)을 따라 이동할 때에는 상측 플레이트(31)와 제3 지점(103)간의 거리가 증가하기 때문에 제2 부분(120)을 따라 이동할 때에 이동부(30)는 측면부(40)를 이동부(30)쪽으로 당기게 된다. 측면부(40)는 본체(20)와 탄성 부재(60)에 의해서 연결되어 있으며, 상측 플레이트(31)가 제2 부분(120)을 따라 이동할 때에 측면부(40)는 본체(20)로부터 멀어지는 방향으로 당겨지게 된다.When the moving part (30) moves along the first part (110), it moves along an arc with a constant radius, but when the moving part (30) moves along the second part (120), the distance between the upper plate (31) and the third point (103) increases, so when moving along the second part (120), the moving part (30) pulls the side part (40) toward the moving part (30). The side part (40) is connected to the main body (20) by an elastic member (60), and when the upper plate (31) moves along the second part (120), the side part (40) is pulled in a direction away from the main body (20).

상측 플레이트(31)가 제2 부분(120)을 지나 제3 부분(130)을 지나가게 되면 제2 부분(120)을 지나면서 당겨져 있던 탄성 부재(60)가 원래 위치로 복귀하면서 측면부(40)는 본체(20)쪽으로 복귀하게 된다.When the upper plate (31) passes through the second part (120) and the third part (130), the elastic member (60) that was pulled while passing through the second part (120) returns to its original position, and the side part (40) returns toward the main body (20).

도 5를 참조하여 본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치의 작동에 대해서 설명한다.The operation of the 3D scanning device according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

모터(5)가 작동해서 회전축(10)이 회전하기 시작하면 본체(20) 및 측면부(40)는 피사체 주위를 회전한다. 이때, 이동부(30)는 이동 경로(100)의 제1 부분(110)을 따라서 이동한다. 제1 부분(110)을 따라서 이동부(30)가 이동할 때에는, 본체(20)와 측면부(40)의 상대 위치는 변하지 않으며, 그 이동 도중에 일정 각도 단위로 카메라 모듈(200)의 카메라가 피사체를 촬영한다. 3D 스캐닝을 위해 피사체를 촬영하는 방법은 공지되어 있는 방법을 사용할 수 있다.When the motor (5) operates and the rotation axis (10) begins to rotate, the main body (20) and the side part (40) rotate around the subject. At this time, the moving part (30) moves along the first part (110) of the movement path (100). When the moving part (30) moves along the first part (110), the relative positions of the main body (20) and the side part (40) do not change, and the camera of the camera module (200) photographs the subject at a certain angle during the movement. A known method can be used to photograph the subject for 3D scanning.

소정의 각도(α)만큼 제1 부분(110)을 따라서 이동부(30)가 이동한 후, 제2 부분(120)에 상측 플레이트(31)가 진입해서 진행하면 상측 플레이트(31)와 제3 지점(103) 사이의 거리가 증가하는 방향으로 이동하므로, 이동부(30)는 측면부(40)를 도 5(a)의 화살표 A 방향으로 당기게 된다. 이때 측면부(40)와 본체(20)를 연결하는 탄성 부재 예를 들어, 스프링(60)은 신장된다. 카메라 모듈(200)의 카메라는 이동부(30)가 제2 부분(120)을 따라 이동하는 동안에도 일정 각도 단위로 피사체를 촬영할 수 있다.After the moving part (30) moves along the first part (110) by a predetermined angle (α), when the upper plate (31) enters and moves along the second part (120), the distance between the upper plate (31) and the third point (103) increases, so that the moving part (30) pulls the side part (40) in the direction of arrow A of Fig. 5(a). At this time, an elastic member, for example, a spring (60) connecting the side part (40) and the main body (20) is extended. The camera of the camera module (200) can capture a subject at a predetermined angle even while the moving part (30) moves along the second part (120).

상측 플레이트(31)가 제2 부분(120)의 끝지점 즉 제4 지점(104)에 도달하면 측면부(40)가 최대로 당겨지게 되며, 카메라 모듈(200)의 가동부(210)가 놓여 있는 걸림판(45a) 역시 A 방향으로 최대한 이동하여 도 5(b)에 도시된 상태가 되고, 가동부(210)는 하방으로 즉, B 방향으로 이동한다. 가동부(210)는 B 방향으로 이동하여 도 5(c)에 도시된 바와 같이 중간 멈춤부(47a)에 일시적으로 머무른다.When the upper plate (31) reaches the end point of the second part (120), i.e., the fourth point (104), the side part (40) is pulled to the maximum, and the catch plate (45a) on which the movable part (210) of the camera module (200) is placed also moves to the maximum in the A direction to become the state shown in Fig. 5(b), and the movable part (210) moves downward, i.e., in the B direction. The movable part (210) moves in the B direction and temporarily stays at the middle stop (47a) as shown in Fig. 5(c).

제4 지점(104)에 도달한 상측 플레이트(31)는 탄성 부재(60)의 복원력에 의해 제1 지점(101)으로 복귀하는데, 이때 측면부(40)가 본체(20)쪽으로 즉 도 5(d)의 C 방향으로 복귀한다. 이렇게 되면, 중간 멈춤부(47a)에 놓여 있는 가동부(210)가 본체(20)에 밀려서 C 방향의 반대 방향(도 5(a)의 A 방향)으로 밀리고, 상측 플레이트(31)가 제1 지점(101)으로 복귀하면서, 경사부(49a)를 따라서 아래쪽으로 이동하고, 다음번 걸림판(45b)에 놓여서 하방 이동이 금지된다.The upper plate (31) that has reached the fourth point (104) returns to the first point (101) by the restoring force of the elastic member (60), and at this time, the side part (40) returns toward the main body (20), that is, in the direction C of Fig. 5(d). In this case, the movable part (210) placed on the intermediate stop part (47a) is pushed by the main body (20) in the opposite direction of the direction C (direction A of Fig. 5(a)), and the upper plate (31) returns to the first point (101), moves downward along the inclined part (49a), and is placed on the next catch plate (45b) so that downward movement is prohibited.

그리고 상기 과정을 최종 멈춤부(48)에 가동부(210)가 도달할 때까지 반복한다. 각각의 걸림판(45a, 45b, 45c)에 가동부(210)가 걸려서 카메라 모듈(200)이 정지되어 있는 상태에서, 카메라 모듈(200)이 피사체 주위를 회전하면서 촬영하는 것은 도 7의 구면 좌표계에서 단계적으로 변하는 각각의 각도(θ)별로 피사체 주위를 360도 돌면서 촬영하여 2D 이미지를 획득하는 것이다. 본 발명의 3D 스캐닝 장치에 의해 촬영된 2D 이미지는, 2D 이미지로부터 3D 모델로 합성하는 다양한 공지 기술에 의해서 3D 모델로 구성될 수 있다.And the above process is repeated until the movable part (210) reaches the final stop part (48). When the movable part (210) is caught on each of the catch plates (45a, 45b, 45c) and the camera module (200) is stopped, the camera module (200) rotates around the subject and takes pictures, which means taking pictures by rotating 360 degrees around the subject at each angle (θ) that changes stepwise in the spherical coordinate system of FIG. 7 to obtain a 2D image. The 2D image taken by the 3D scanning device of the present invention can be configured into a 3D model by various known techniques for synthesizing a 3D model from a 2D image.

본 발명에 의한 3D 스캐닝 장치에 의하면, 단일 모터(5)의 작동에 의해서 구면 좌표계에서 카메라가 일정한 단위 각도(θ, ) 단위로 피사체를 촬영할 수 있다.According to the 3D scanning device of the present invention, the camera is rotated by a constant unit angle (θ,) in a spherical coordinate system by the operation of a single motor (5). ) can be used to take pictures of subjects.

이상 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되며 전술한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그리고 특허청구범위에 기재된 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및 수정도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.While the present invention has been described with reference to the attached drawings, the scope of the present invention is determined by the claims described below and should not be construed as being limited to the aforementioned embodiments and/or drawings. It should also be clearly understood that improvements, modifications, and variations apparent to those skilled in the art, as defined in the claims, are also included within the scope of the present invention.

5: 모터 10: 회전축
20: 본체 30: 이동부
40: 측면부 60: 탄성 부재
100: 이동 경로 200: 카메라 모듈
5: Motor 10: Rotating shaft
20: Body 30: Moving part
40: Side part 60: Elastic member
100: Movement path 200: Camera module

Claims (8)

모터에 의해 구동되는 회전축과,
회전축에 연결되며, 피사체를 향하는 카메라 모듈이 안내되는 안내 경로가 제공되는 본체와,
소정의 이동 경로를 따라 피사체 둘레를 회전하는 이동부와,
이동부에 연결되며, 안내 경로를 따라 안내되는 카메라 모듈의 하방 이동을 복수 개의 이동 제한 지점에서 금지하는 측면부를 포함하며,
이동부가 소정의 각도만큼 회전하면, 카메라 모듈의 이동 금지가 해제되어 카메라 모듈이 다음 이동 제한 지점으로 하방 이동하는,
3D 스캐닝 장치.
A rotating shaft driven by a motor,
A body connected to a rotation axis and provided with a guide path along which a camera module directed toward a subject is guided,
A moving part that rotates around the subject along a predetermined movement path,
A side portion connected to the moving part and configured to prohibit downward movement of the camera module guided along the guidance path at multiple movement restriction points,
When the moving part rotates by a certain angle, the movement prohibition of the camera module is released and the camera module moves downward to the next movement restriction point.
3D scanning device.
청구항 1에 있어서,
상기 소정의 이동 경로는, 제1 지점과 제2 지점 사이에서 제3 지점을 중심으로 연장하는 원호인 제1 부분과, 제2 지점부터는 제3 지점까지의 거리가 증가하도록 제4 지점까지 연장하는 제2 부분과, 제4 지점과 제1 지점을 연결하는 제3 부분을 포함하는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 1,
The above-described predetermined movement path includes a first portion which is an arc extending from a first point and a second point with a third point as the center, a second portion which extends from the second point to a fourth point so that the distance to the third point increases, and a third portion which connects the fourth point and the first point.
3D scanning device.
청구항 2에 있어서,
이동부가 제2 부분을 따라 이동할 때에, 측면부가 이동 제한 지점에서 카메라 모듈의 이동 금지가 해제되는 방향으로 이동하는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 2,
When the moving part moves along the second part, the side part moves in the direction where the movement prohibition of the camera module is released at the movement restriction point.
3D scanning device.
청구항 3에 있어서,
본체와 측면부는 탄성 부재로 연결되어 있으며,
이동부가 제2 부분을 따라 이동할 때에 탄성 부재가 신장되어 측면부가 본체로부터 멀어지는 방향으로 당겨지는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 3,
The main body and side parts are connected by an elastic member,
When the moving part moves along the second part, the elastic member is stretched and the side part is pulled away from the main body.
3D scanning device.
청구항 3에 있어서,
이동부가 제3 부분을 따라 이동할 때에 카메라 모듈이 다음 이동 제한 지점으로 하방 이동하는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 3,
When the moving part moves along the third part, the camera module moves downward to the next movement limit point.
3D scanning device.
청구항 1에 있어서,
본체는, 카메라 모듈이 피사체를 향하도록 하는 보조 안내 경로를 더 포함하는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 1,
The body further includes an auxiliary guidance path for directing the camera module toward the subject.
3D scanning device.
청구항 1에 있어서,
측면부는, 복수 개의 이동 제한 지점에서 카메라 모듈의 하방 이동을 제한하는 복수 개의 걸림판을 포함하는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 1,
The side section includes a plurality of catch plates that limit downward movement of the camera module at a plurality of movement limiting points.
3D scanning device.
청구항 7에 있어서,
측면부에는, 걸림판 사이에 제공되는 중간 멈춤부와, 중간 멈춤부 사이에 제공되는 경사부가 형성되어 있는,
3D 스캐닝 장치.
In claim 7,
On the side, an intermediate stop provided between the catch plates and a slope provided between the intermediate stop parts are formed.
3D scanning device.
KR1020230108918A 2023-08-21 2023-08-21 Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor Active KR102845316B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230108918A KR102845316B1 (en) 2023-08-21 2023-08-21 Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230108918A KR102845316B1 (en) 2023-08-21 2023-08-21 Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20250027943A KR20250027943A (en) 2025-02-28
KR102845316B1 true KR102845316B1 (en) 2025-08-12

Family

ID=94823253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230108918A Active KR102845316B1 (en) 2023-08-21 2023-08-21 Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102845316B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120200860A1 (en) 2006-05-22 2012-08-09 Gaspardo & Associates, Inc. Non-contact scanning system
US20160212412A1 (en) 2013-09-18 2016-07-21 Matter and Form Inc. Device, system and method for three-dimensional modeling
US20190132496A1 (en) 2017-10-31 2019-05-02 Wearobo, Inc. Object photographing system using spiral rail
KR102527833B1 (en) 2022-09-06 2023-04-28 이성진 Apparatus for measuring 3d metal

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190012502A (en) * 2017-07-27 2019-02-11 주식회사 엘로이즈 Three-dimension scanner

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120200860A1 (en) 2006-05-22 2012-08-09 Gaspardo & Associates, Inc. Non-contact scanning system
US20160212412A1 (en) 2013-09-18 2016-07-21 Matter and Form Inc. Device, system and method for three-dimensional modeling
US20190132496A1 (en) 2017-10-31 2019-05-02 Wearobo, Inc. Object photographing system using spiral rail
KR102527833B1 (en) 2022-09-06 2023-04-28 이성진 Apparatus for measuring 3d metal

Also Published As

Publication number Publication date
KR20250027943A (en) 2025-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10859847B2 (en) Aperture module and camera module including the same
US9557575B2 (en) Image stabilization apparatus, optical apparatus, and imaging apparatus
US8023165B2 (en) Lens device comprising a displaceable lens and laser scanning system
JPS63238761A (en) Self-aligning device of raster input scanner
EP2206465A1 (en) Examination method, examination apparatus and examination program
JP2009044856A (en) Piezoelectric motor and camera device
US20210152810A1 (en) Adaptive 3d-scanner with variable measuring range
KR20220133231A (en) 3D optical measurement mobile instrument for ropes with rope attachment
JPH08136961A (en) Camera shake correction device
US20240318768A1 (en) Rotation mechanism with sliding joint
KR102845316B1 (en) Two-Axis 3D Scanning System Which is Driven by Single Motor
US10001368B2 (en) Image measurement apparatus, image measurement method, information processing apparatus, information processing method, and program
US9554010B2 (en) Image reading apparatus and reflecting mirror unit
JP7046596B2 (en) Lens barrel and optical equipment
KR20220133232A (en) 3D optical measuring mobile device for ropes with lighting device
US20170285364A1 (en) Image stabilization apparatus, lens apparatus having image stabilization apparatus, and image pickup apparatus having image stabilization apparatus
KR101698449B1 (en) The projector module mounted to the mobile for the 3D scanning
JP3713818B2 (en) Image blur correction device
CN112710672A (en) Appearance inspection device
WO2005083398A1 (en) Multidirectional simultaneous observation optical system, image reader, image reading method and multidirectional simultaneous observation optical system complex
JP6862303B2 (en) Optical measuring device
JP4882574B2 (en) Round bar imaging device and round bar measuring device
JP2005274510A (en) Apparatus and method for measuring eccentricity
JP4057197B2 (en) Optical spot diameter measuring device for scanning optical system
US20250138391A1 (en) Optical image stabilization apparatus, lens apparatus, and image capturing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601