KR102728254B1 - Hand-held scanner - Google Patents
Hand-held scanner Download PDFInfo
- Publication number
- KR102728254B1 KR102728254B1 KR1020210184287A KR20210184287A KR102728254B1 KR 102728254 B1 KR102728254 B1 KR 102728254B1 KR 1020210184287 A KR1020210184287 A KR 1020210184287A KR 20210184287 A KR20210184287 A KR 20210184287A KR 102728254 B1 KR102728254 B1 KR 102728254B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- unit
- axis
- hand
- prism
- 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
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 71
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 17
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 210000004195 gingiva Anatomy 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0012—Optical design, e.g. procedures, algorithms, optimisation routines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring 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
- G01B11/2518—Projection by scanning of the object
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
길이 방향의 본체; 및 상기 본체의 내부에 구비되고, 광을 출력하는 광학 엔진부를 포함하고, 상기 광학 엔진부는, 적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광을 제1 축을 따라 조사하는 조명부; 상기 조명부로부터 조사되는 광을 제1 축과 평행한 제2 축을 따라 투사하는 투사부를 포함하고, 상기 제1 축과 상기 제2 축의 방향은 같은 방향인, 핸드-헬드 스캐너가 제공된다.A hand-held scanner is provided, comprising: a body having a longitudinal direction; and an optical engine section provided inside the body and outputting light, wherein the optical engine section includes: an illumination section that irradiates light generated from at least one light source along a first axis; and a projection section that projects light irradiated from the illumination section along a second axis parallel to the first axis, wherein the directions of the first axis and the second axis are the same.
Description
본 개시는 핸드-헬드 스캐너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 핸드-헬드 스캐너의 광학 엔진부에 관한 것이다.The present disclosure relates to a hand-held scanner, and more particularly, to an optical engine section of a hand-held scanner.
사용자가 구강 스캐너를 이용하여 대상체를 스캔할 때 비교적 오랜 시간 동안 구강 스캐너를 파지해야 하기 때문에, 구강 스캐너의 구조, 크기, 무게는 주요 사양에 포함될 수 있다.Since the user must hold the oral scanner for a relatively long period of time when scanning an object using the oral scanner, the structure, size, and weight of the oral scanner may be included in the main specifications.
구강 스캐너는, 두 가지 이상의 패턴을 투영하기 위해서 광변조기(spatial light modulator)를 사용할 수 있다. 광변조기는 투과형과 반사형으로 구분될 수 있다. 투과형에 비해 반사형이 효율과 대비가 높은 편이지만, 광경로에 의해 광학 엔진부의 부피와 모양이 제한될 수 있다.Oral scanners can use spatial light modulators to project two or more patterns. Light modulators can be divided into transmissive and reflective types. Reflective types tend to have higher efficiency and contrast than transmissive types, but the volume and shape of the optical engine section can be limited by the light path.
따라서, 형상 요소에 높은 자유도가 부여되는 구강 스캐너의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop an oral scanner that provides a high degree of freedom in shape elements.
사용자가 파지하기 용이한 구조를 갖는 핸드-헬드 스캐너를 제공하고자 한다.The present invention aims to provide a hand-held scanner having a structure that is easy for a user to grasp.
핸드-헬드 스캐너의 광학 엔진부의 내부 구조를 경량화함으로써, 휴대와 파지가 용이한 핸드-헬드 스캐너를 제공하고자 한다.By making the internal structure of the optical engine section of a hand-held scanner lighter, we aim to provide a hand-held scanner that is easy to carry and hold.
미광을 차단하여 구강 스캐너에서 높은 패턴 선명도를 제공함으로써 획득된 이미지의 품질/선명도를 우수하게 하고자 한다.The aim is to improve the quality/clarity of acquired images by blocking stray light and providing high pattern definition in the intraoral scanner.
일실시예에 따라, 길이 방향의 본체; 및 상기 본체의 내부에 구비되고, 광을 출력하는 광학 엔진부를 포함하고, 상기 광학 엔진부는, 적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광을 제1 축을 따라 조사하는 조명부; 상기 조명부로부터 조사되는 광을 상기 제1 축과 평행한 제2 축을 따라 투사하는 투사부를 포함하고, 상기 제1 축과 상기 제2 축의 방향은 같은 방향인, 핸드-헬드 스캐너가 제공된다.According to one embodiment, a hand-held scanner is provided, including: a longitudinal body; and an optical engine unit provided inside the body and configured to output light, wherein the optical engine unit includes: an illumination unit configured to irradiate light generated from at least one light source along a first axis; and a projection unit configured to project light irradiated from the illumination unit along a second axis parallel to the first axis, wherein the first axis and the second axis are in the same direction.
일실시예에 따라, 상기 조명부는, 복수의 광원들을 포함하고, 상기 복수의 광원들 중 제1 광원은, 상기 제1 축 상에 배치되고, 상기 복수의 광원들 중 상기 제1 광원을 제외한 광원은, 상기 제1 축과 상기 제2 축 사이에 발생된 공간에 배치될 수 있다.According to one embodiment, the lighting unit includes a plurality of light sources, a first light source among the plurality of light sources is disposed on the first axis, and light sources other than the first light source among the plurality of light sources can be disposed in a space generated between the first axis and the second axis.
일실시예에 따라, 상기 조명부는, 제1 광을 조사하는 제1 광원, 제2 광을 조사하는 제2 광원, 및 제3 광을 조사하는 제3 광원을 포함하는 복수의 광원들; 상기 제1 광을 통과시키고 상기 제2 광을 반사하여 상기 제2 광의 경로를 상기 제1 축으로 변경하는 제1 필터; 및 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 통과시키고 상기 제3 광을 반사하여 상기 제3 광의 경로를 상기 제1 축으로 변경하는 제2 필터를 포함하는 광원부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the lighting unit may further include a light source unit including a plurality of light sources including a first light source emitting a first light, a second light source emitting a second light, and a third light source emitting a third light; a first filter transmitting the first light and reflecting the second light to change a path of the second light to the first axis; and a second filter transmitting the first light and the second light and reflecting the third light to change a path of the third light to the first axis.
일실시예에 따라, 상기 조명부는, 상기 적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광이 상기 광이 조사되는 면 상에 균일한 분포를 갖도록 하는 균일화부; 및 상기 균일화부에서 출력되는 광을 상기 프리즘부로 전달하는 릴레이부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the lighting unit may further include a uniformization unit that allows light generated from the at least one light source to have a uniform distribution on a surface on which the light is irradiated; and a relay unit that transmits light output from the uniformization unit to the prism unit.
일실시예에 따라, 상기 릴레이부는, 상기 균일화부에서 출력되는 광이 광변조부로 집광되도록 하는 릴레이 렌즈 및 미러를 포함하고, 상기 릴레이 렌즈는, 광축과 수직이고, 상기 미러는, 상기 제1 축을 기준으로 미리 설정된 각도로 배치될 수 있다.According to one embodiment, the relay unit includes a relay lens and a mirror that focus light output from the homogenizing unit onto a light modulation unit, wherein the relay lens is perpendicular to an optical axis, and the mirror can be positioned at a preset angle with respect to the first axis.
일실시예에 따라, 상기 릴레이 렌즈는 복수 개이고, 상기 릴레이 렌즈 중 적어도 하나는 네거티브 렌즈일 수 있다.In one embodiment, the relay lenses may be plural, and at least one of the relay lenses may be a negative lens.
일실시예에 따라, 상기 미리 설정된 각도는, 30도 이상 60도 이하의 범위를 가질 수 있다.According to one embodiment, the preset angle may have a range of 30 degrees or more and 60 degrees or less.
일실시예에 따라, 상기 프리즘부는, 상기 조명부로부터 수신되는 광의 각도를 변경하여 광변조부로 전달하는 제1 프리즘; 및 상기 제1 프리즘으로부터 수신되는 광을 상기 광변조부로 전달하고, 상기 광변조부로부터 반사되는 광을 상기 투사부로 전달하는 제2 프리즘을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the prism unit may include a first prism that changes the angle of light received from the lighting unit and transmits the same to the light modulation unit; and a second prism that transmits light received from the first prism to the light modulation unit and transmits light reflected from the light modulation unit to the projector.
일실시예에 따라, 상기 제1 프리즘은, 미리 설정된 각도의 꼭지각을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first prism may include a vertex angle of a preset angle.
일실시예에 따라, 상기 미리 설정된 각도는, 10도 이상 25도 이하의 범위를 가질 수 있다.In one embodiment, the preset angle may have a range of 10 degrees or more and 25 degrees or less.
일실시예에 따라, 상기 제1 프리즘의 상기 꼭지각을 포함하는 제1 영역에 대한 굴절각과 상기 제1 프리즘에서 상기 제1 영역을 포함하지 않는 제2 영역에 대한 굴절각이 다를 수 있다.In one embodiment, the angle of refraction for a first region including the vertex angle of the first prism and the angle of refraction for a second region of the first prism not including the first region may be different.
일실시예에 따라, 상기 제1 프리즘의 상기 꼭지각을 포함하는 영역에 상기 광을 흡수하는 물질이 코팅될 수 있다.According to one embodiment, a material that absorbs light may be coated on an area including the vertex angle of the first prism.
일실시예에 따라, 상기 광학 엔진부는, 상기 프리즘부를 통해 소정 각도로 입사된 광을 반사함으로써, 상기 반사광을 생성하는 DMD(Digital micro-mirror device)를 포함하는 광변조부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the optical engine unit may further include an optical modulation unit including a DMD (Digital micro-mirror device) that generates reflected light by reflecting light incident at a predetermined angle through the prism unit.
일실시예에 따라, 상기 구강 스캐너는, 상기 제2 축에 따라 투사되는 투사광을 반사하여 대상체로 조사하는 반사 부재를 더 포함하고, 상기 반사 부재의 광축은, 상기 제2 축과 수직일 수 있다.According to one embodiment, the oral scanner further includes a reflective member that reflects the projection light projected along the second axis and irradiates the reflection light onto the target object, and an optical axis of the reflective member can be perpendicular to the second axis.
일실시예에 따라, 상기 구강 스캐너는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 팁 케이스를 더 포함하고, 상기 팁 케이스에는 소정 방향으로 개구되는 개구부 및 상기 개구부에 인접하는 상기 반사 부재가 구비될 수 있다.According to one embodiment, the oral scanner further includes a tip case that can be inserted and withdrawn into the oral cavity, and the tip case may be provided with an opening that opens in a predetermined direction and the reflective member adjacent to the opening.
사용자가 파지하기 용이한 구조를 갖는 핸드-헬드 스캐너를 제공할 수 있다.A hand-held scanner having a structure that is easy for a user to grasp can be provided.
핸드-헬드 스캐너의 광학 엔진부의 내부 구조를 경량화함으로써, 휴대와 파지가 용이한 핸드-헬드 스캐너를 제공할 수 있다.By making the internal structure of the optical engine section of a hand-held scanner lightweight, a hand-held scanner that is easy to carry and hold can be provided.
미광을 차단하여 구강 스캐너에서 높은 패턴 선명도를 제공함으로써 획득된 이미지의 품질/선명도를 우수하게 제공할 수 있다.It can provide excellent quality/clarity of acquired images by blocking stray light and providing high pattern definition in the oral scanner.
본 개시는, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일실시예에 따라, 핸드-헬드 스캐너의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 일실시예에 따라, 구강 스캐너와 다른 기술 분야에서 이용되는 광학 엔진부의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a은 일실시예에 따라, 핸드-헬드 스캐너의 광학 엔진부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3b은 일실시예에 따라, 도 3a에서 설명한 광학 엔진부의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라, 프리즘부 및 광변조부의 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 일실시예에 따라, 투사부에 미광이 유입되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b 및 도 5c는 일실시예에 따라, 투사부에 미광의 유입을 차단하기 위한 프리즘부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따라, 투사부의 광축과 반사부재의 광축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.The present disclosure can be readily understood by the combination of the following detailed description and the accompanying drawings, in which reference numerals refer to structural elements.
FIG. 1 is a drawing for explaining the appearance of a hand-held scanner according to one embodiment.
FIGS. 2A and 2B are drawings for explaining the internal structure of an optical engine unit used in an oral scanner and other technical fields according to one embodiment.
FIG. 3a is a block diagram illustrating the configuration of an optical engine section of a hand-held scanner, according to one embodiment.
FIG. 3b is a drawing for explaining the internal structure of the optical engine unit described in FIG. 3a according to one embodiment.
FIG. 4 is a drawing for explaining the structure and operation of a prism section and a light modulation section according to one embodiment.
FIG. 5a is a drawing for explaining a case where stray light enters a projection unit according to one embodiment.
FIGS. 5b and 5c are drawings for explaining a prism section for blocking the inflow of stray light into a projector section according to one embodiment.
FIG. 6 is a drawing for explaining the relationship between the optical axis of a projector and the optical axis of a reflective member, according to one embodiment.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below may be modified and implemented in various different forms. In order to more clearly explain the features of the embodiments, detailed descriptions of matters that are widely known to those skilled in the art to which the embodiments below belong will be omitted.
한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.Meanwhile, when it is said in this specification that a certain configuration is "connected" to another configuration, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "connected with another configuration in between." In addition, when it is said that a certain configuration "includes" another configuration, this means that, unless specifically stated otherwise, it does not exclude other configurations but may include other configurations as well.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Additionally, terms including ordinal numbers, such as "first" or "second," used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
명세서 전체에서, "핸드-헬드 스캐너"는 대상체와 관련된 이미지 데이터를 획득하는 장치를 의미할 수 있다. 핸드-헬드 스캐너는 구강의 치료에 이용되는 구강과 관련된 이미지 데이터를 획득하는 스캐너를 의미할 수 있다. 예를 들면, 핸드-헬드 스캐너는 구강 내에 인입 할 수 있는 형태를 가지는 스캐너(scanner)가 될 수 있다. 여기서, 핸드-헬드 스캐너는 한 손으로 잡아서 휴대 가능한 형태를 가질 수 있다. Throughout the specification, a "hand-held scanner" may mean a device that acquires image data related to a subject. A hand-held scanner may mean a scanner that acquires image data related to an oral cavity used for oral treatment. For example, a hand-held scanner may be a scanner having a form that can be inserted into an oral cavity. Here, the hand-held scanner may have a form that can be held and carried with one hand.
"대상체(object)"는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등), 대상체 상에 부착 가능하거나 대상체 내에 삽입 가능한 인공 구조물, 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 치아, 치은, 구강의 적어도 일부 영역, 및/또는 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 브라켓 및 와이어를 포함하는 교정 장치, 임플란트, 인공 치아, 인레이 및 온레이 등을 포함하는 치아 수복물, 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등), 인공 구조물이 부착된 치아 또는 치은 등을 포함할 수 있다. 또한 대상체는 임프레션 모형/석고 모형 등을 포함할 수 있다.An "object" is a subject of a photograph, which may include a human, an animal, or a part thereof. For example, the object may include a part of the body (such as an organ or system), an artificial structure attachable on or insertable into the object, or a phantom. For example, the object may include a tooth, a gingiva, at least a portion of the oral cavity, and/or an artificial structure insertable into the oral cavity (for example, an orthodontic device including a bracket and a wire, an implant, an artificial tooth, a dental restoration including an inlay and an onlay, an orthodontic assistive tool inserted into the oral cavity, etc.), a tooth or gingiva to which an artificial structure is attached, etc. In addition, the object may include an impression model/plaster model, etc.
도 1은 일실시예에 따라, 핸드-헬드 스캐너(10)의 외관을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a drawing for explaining the appearance of a hand-held scanner (10) according to one embodiment.
도 1에 도시된 핸드-헬드 스캐너(10)는 펜 타입의 형상을 가진다. 핸드-헬드 스캐너(10)는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 팁 케이스(11) 및 구강 스캔을 위한 구성들을 포함하는 본체(13)를 포함할 수 있다.The hand-held scanner (10) illustrated in Fig. 1 has a pen-type shape. The hand-held scanner (10) may include a tip case (11) that can be inserted and withdrawn into the oral cavity and a main body (13) that includes components for oral scanning.
도 1에 도시된 바와 같이, 사용자는, 핸드-헬드 스캐너(10)를 엄지와 검지로 감싸 쥐어 핸드-헬드 스캐너(10)를 파지할 수 있다. 이 경우, 사용자가 장시간 동안 핸드-헬드 스캐너(10)를 파지하게 되면, 손목에 무리가 가해지고, 피로도가 높아질 수 있다. 따라서, 핸드-헬드 스캐너(10)는 사용자가 파지하기 용이하면서도 컴팩트(compact)하게 설계될 필요가 있다.As shown in Fig. 1, a user can hold the hand-held scanner (10) by wrapping the hand-held scanner (10) around the thumb and index finger. In this case, if the user holds the hand-held scanner (10) for a long time, the user's wrist may be strained and fatigue may increase. Therefore, the hand-held scanner (10) needs to be designed to be compact while being easy for the user to hold.
구체적으로, 핸드-헬드 스캐너(10)에서 본체의 길이 방향이 길거나, 높이 방향이 높게 되면, 사용자가 핸드-헬드 스캐너(10)를 파지하기 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 핸드-헬드 스캐너(10)의 내부 구조를 경량화함으로써, 휴대와 파지가 용이한 핸드-헬드 스캐너(10)를 제공할 수 있다.Specifically, if the length of the main body of the hand-held scanner (10) is long or the height is high, it may not be easy for a user to hold the hand-held scanner (10). Therefore, by making the internal structure of the hand-held scanner (10) lightweight, a hand-held scanner (10) that is easy to carry and hold can be provided.
도 2a 및 도 2b는 일실시예에 따라, 핸드-헬드 스캐너와 다른 기술 분야에서 이용되는 광학 엔진부의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 2A and 2B are drawings for explaining the internal structure of an optical engine unit used in a hand-held scanner and other technical fields, according to one embodiment.
도 2a를 참고하면, 광학 엔진부는, 복수의 광원들(21R, 21G, 21B), 복수의 렌즈들(221, 222), 복수의 필터들(231, 232), 균일화부(24), 릴레이부(251, 252), 프리즘부(262), 광변조부(27) 및 투사부(28)를 포함할 수 있다. 도 2a에 도시된 구성 요소 모두가 광학 엔진부의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 2a에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 광학 엔진부가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 광학 엔진부가 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2a, the optical engine unit may include a plurality of light sources (21R, 21G, 21B), a plurality of lenses (221, 222), a plurality of filters (231, 232), a homogenizing unit (24), a relay unit (251, 252), a prism unit (262), a light modulating unit (27), and a projector unit (28). Not all of the components illustrated in FIG. 2a are essential components of the optical engine unit. The optical engine unit may be implemented by more components than the components illustrated in FIG. 2a, and may also be implemented by fewer components.
도 2a에 도시된 바와 같이, 복수의 광원들(21R, 21G, 21B)에 의해 출력되는 광은 조명축(201) 및 투사축(202)에 따라 조사될 수 있다. 여기서, 조명축(201)과 투사축(202)은 수직 관계일 수 있다. As illustrated in Fig. 2a, light output by multiple light sources (21R, 21G, 21B) can be irradiated along the illumination axis (201) and the projection axis (202). Here, the illumination axis (201) and the projection axis (202) can be in a vertical relationship.
도 2a에 도시된 광학 엔진부의 내부 구조가 핸드-헬드 스캐너(10)에 적용되면, 조명축(201)과 투사축(202)이 수직이기 때문에 펜 타입 형상이 아니고 소형화가 어렵다. 따라서, 도 2에 도시된 광학 엔진부의 내부 구조가 핸드-헬드 스캐너(10)에 적용되면, 핸드-헬드 스캐너(10)에 대한 사용자의 휴대 및 파지가 용이하지 않을 수 있다.If the internal structure of the optical engine part illustrated in Fig. 2a is applied to a hand-held scanner (10), it is difficult to miniaturize because the illumination axis (201) and the projection axis (202) are vertical, and it is not a pen-type shape. Accordingly, if the internal structure of the optical engine part illustrated in Fig. 2 is applied to a hand-held scanner (10), it may not be easy for a user to carry and hold the hand-held scanner (10).
도 2b를 참고하면, 광학 엔진부는, 복수의 광원들(11R, 11G, 11B), 복수의 렌즈들(121, 122), 복수의 필터들(131, 132), 균일화부(14), 릴레이부(151, 152, 153), 프리즘부(162), 광변조부(17) 및 투사부(18)를 포함할 수 있다. 도 2b에 도시된 구성 요소 모두가 광학 엔진부의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 2b에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 광학 엔진부가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 광학 엔진부가 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2b, the optical engine unit may include a plurality of light sources (11R, 11G, 11B), a plurality of lenses (121, 122), a plurality of filters (131, 132), a homogenizing unit (14), a relay unit (151, 152, 153), a prism unit (162), a light modulation unit (17), and a projector unit (18). Not all of the components illustrated in FIG. 2b are essential components of the optical engine unit. The optical engine unit may be implemented by more components than the components illustrated in FIG. 2b, and may also be implemented by fewer components.
도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 광원들(11R, 11G, 11B)에 의해 출력되는 광은 조명축(101) 및 투사축(102)에 따라 조사될 수 있다. 여기서, 조명축(101)과 투사축(102)은 평행할 수 있다. 릴레이부(152)는 미러 또는 프리즘 일 수 있고, 조명축(101)에 따른 광의 경로를 투사축(102)의 방향으로 꺾어줄 수 있다. As illustrated in FIG. 2B, light output by multiple light sources (11R, 11G, 11B) can be irradiated along an illumination axis (101) and a projection axis (102). Here, the illumination axis (101) and the projection axis (102) can be parallel. The relay unit (152) can be a mirror or a prism, and can bend the path of light along the illumination axis (101) in the direction of the projection axis (102).
도 2b에 도시된 광학 엔진부의 내부 구조가 핸드-헬드 스캐너(10)에 적용되면, 핸드-헬드 스캐너(10) 내의 조명축(101)과 투사축(102)이 평행하기 때문에, 도 2a에 도시된 광한 엔진부의 내부 구조가 핸드-헬드 스캐너(10)에 적용된 경우보다, 소형화 및 펜 타입이 가능하다. 그러나, 조명축(101)과 투사축(102)의 방향이 반대 방향으로 조명축과 투사축 사이에 광원들(11G, 11B)의 공간 확보가 어려워 광원들은 조명축(101)의 상단에 배치되었기 때문에, 광학 엔진부의 높이가 높아지게 되고, 사용자는 핸드-헬드 스캐너(10)를 파지하기 용이하지 않을 수 있다.When the internal structure of the optical engine part illustrated in FIG. 2B is applied to a hand-held scanner (10), since the illumination axis (101) and the projection axis (102) in the hand-held scanner (10) are parallel, miniaturization and a pen type are possible compared to when the internal structure of the optical engine part illustrated in FIG. 2A is applied to the hand-held scanner (10). However, since the directions of the illumination axis (101) and the projection axis (102) are opposite to each other, it is difficult to secure space for the light sources (11G, 11B) between the illumination axis and the projection axis, and the light sources are placed at the top of the illumination axis (101), so the height of the optical engine part becomes high, and it may not be easy for a user to hold the hand-held scanner (10).
따라서, 사용자가 휴대하고 파지하기 용이한 핸드-헬드 스캐너(10)의 구조 설계가 필요하다. 예를 들면, 릴레이부와 프리즘부의 구조에 의해 조명부와 투사부 사이에 발생된 공간에 광원을 배치함으로써, 광학 엔진부를 경량화할 수 있다. 도 3a 내지 도 9에서는, 사용자가 파지하기 용이하고, 광학 엔진부의 내부 구조를 경량화한 핸드-헬드 스캐너(10)를 설명한다.Therefore, a structural design of a hand-held scanner (10) that is easy for a user to carry and hold is required. For example, the optical engine unit can be made lightweight by arranging a light source in the space created between the lighting unit and the projector unit by the structure of the relay unit and the prism unit. In FIGS. 3A to 9, a hand-held scanner (10) that is easy for a user to hold and has a lightweight internal structure of the optical engine unit is described.
도 3a은 일실시예에 따라, 핸드-헬드 스캐너(10)의 광학 엔진부(300)의 구성을 도시한 블록도이다.FIG. 3a is a block diagram illustrating the configuration of an optical engine unit (300) of a hand-held scanner (10) according to one embodiment.
도 3a을 참고하면, 핸드-헬드 스캐너(10)의 광학 엔진부(300)는, 조명부(1010), 프리즘부(1020), 광변조부(1030) 및 투사부(1040)를 포함할 수 있다. 또한, 조명부(1010)는, 광원부(910), 균일화부(920), 릴레이부(930)를 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 구성 요소 모두가 광학 엔진부(300)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 3a에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 광학 엔진부(300)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 광학 엔진부(300)가 구현될 수 있다. 이하, 상기 구성 요소들에 대해 살펴본다.Referring to FIG. 3a, the optical engine unit (300) of the hand-held scanner (10) may include a lighting unit (1010), a prism unit (1020), a light modulation unit (1030), and a projector unit (1040). In addition, the lighting unit (1010) may include a light source unit (910), a homogenizer unit (920), and a relay unit (930). Not all of the components illustrated in FIG. 3a are essential components of the optical engine unit (300). The optical engine unit (300) may be implemented by more components than the components illustrated in FIG. 3a, and may also be implemented by fewer components. Hereinafter, the above components will be described.
핸드-헬드 스캐너(10)는, 길이 방향의 본체 내부에 광학 엔진부(300)를 포함할 수 있고, 상기 광학 엔진부(300)는, 광을 출력할 수 있다.The hand-held scanner (10) may include an optical engine unit (300) inside the longitudinal body, and the optical engine unit (300) may output light.
예를 들면, 광학 엔진부(300)는, 조명부(1010), 프리즘부(1020) 및 투사부(1040)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명부(1010)는, 적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광을 제1 축을 따라 조사할 수 있다. 제1 축은 조명축을 나타낼 수 있다. 프리즘부(1020)는, 조명부(1010)로부터 광을 수신하고, 광의 경로를 변경할 수 있다. 투사부(1040)는, 변경된 경로에 기초하여 생성되는 반사광을 제1 축과 평행한 제2 축을 따라 투사할 수 있다. 제2 축은 투사축을 나타낼 수 있다.For example, the optical engine unit (300) may include a lighting unit (1010), a prism unit (1020), and a projector unit (1040). For example, the lighting unit (1010) may irradiate light generated from at least one light source along a first axis. The first axis may represent an illumination axis. The prism unit (1020) may receive light from the lighting unit (1010) and change a path of the light. The projector unit (1040) may project reflected light generated based on the changed path along a second axis parallel to the first axis. The second axis may represent a projection axis.
예를 들면, 조명부(1010)는, 광원부(910)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원부(910)는 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 복수의 광원들 중 제1 광원은, 제1 축 상에 배치되고, 복수의 광원들 중 제1 광원을 제외한 광원은, 제1축과 제2축 사이에 발생된 공간에 배치될 수 있다. 제1 축과 제2 축은 평행하고, 제1 축과 제2 축의 방향은 같은 방향일 수 있다. 제1 축과 제2 축의 위치 관계에 의해, 조명부(101)와 투사부(1040) 사이에 공간이 형성될 수 있다. 조명부(1010)와 투사부(1040) 사이에 발생된 공간에 광원이 배치됨으로써, 광학 엔진부(300)의 높이가 높아지는 것을 방지할 수 있다. 복수의 광원들이 배치되는 구조는 도 3b에서 설명한다.For example, the lighting unit (1010) may include a light source unit (910). For example, the light source unit (910) may include a plurality of light sources. A first light source among the plurality of light sources may be arranged on a first axis, and light sources other than the first light source among the plurality of light sources may be arranged in a space generated between the first axis and the second axis. The first axis and the second axis may be parallel, and the directions of the first axis and the second axis may be in the same direction. A space may be formed between the lighting unit (101) and the projector (1040) by the positional relationship between the first axis and the second axis. By arranging the light source in the space generated between the lighting unit (1010) and the projector (1040), the height of the optical engine unit (300) may be prevented from increasing. A structure in which a plurality of light sources are arranged is described in FIG. 3B.
예를 들면, 복수의 광원들 중에서 제1 광원을 제외한 광원은, 제2 광원 및 제3 광원일 수 있다. 제2 광원에서 조사되는 제2 광과 제3 광원에서 조사되는 제3 광의 조사 방향이 평행하도록 제2 광원 및 제3 광원이 배치될 수 있다. 제2 광원과 제3 광원을 평행하게 배치함으로써, 공간 활용도를 높일 수 있다.For example, among the multiple light sources, the light sources other than the first light source may be the second light source and the third light source. The second light source and the third light source may be arranged so that the irradiation directions of the second light irradiated from the second light source and the third light irradiated from the third light source are parallel. By arranging the second light source and the third light source in parallel, the space utilization can be increased.
예를 들면, 조명부(1010)는, 제1 광을 조사하는 제1 광원, 제2 광을 조사하는 제2 광원, 제3 광을 조사하는 제3 광원을 포함하는 복수의 광원들, 제1 광을 통과시키고 제2 광을 반사하여 제2 광의 경로를 제1 축으로 변경하는 제1 필터, 및 제1 광 및 제2 광을 통과시키고, 제3 광을 반사하여 제3 광의 경로를 제1 축으로 변경하는 제2 필터를 포함할 수 있다.For example, the lighting unit (1010) may include a plurality of light sources including a first light source irradiating a first light, a second light source irradiating a second light, and a third light source irradiating a third light, a first filter that passes the first light and reflects the second light to change the path of the second light to the first axis, and a second filter that passes the first and second lights and reflects the third light to change the path of the third light to the first axis.
예를 들면, 광원부(910)는, 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원은, LED(light emitting diode), 램프 또는 레이저(laser)일 수 있다. 레이저는 LED에 비해 발산각이 작기 때문에 효율이 높을 수 있지만, 스패클(speckle)에 의해 이미지 결함으로 보일 수 있다. 또한, LED는, 모든 방향으로 균일한 광량을 갖는 램버시안(lambertian) 특성으로 인해, 균일한 광을 확보하는 데에 유리하고, 부피도 작기 때문에, 광원부(910)의 광원으로 사용될 수 있다.For example, the light source unit (910) may include a light source. For example, the light source may be a light emitting diode (LED), a lamp, or a laser. Although a laser may be more efficient than an LED because it has a smaller divergence angle, it may appear as an image defect due to speckle. In addition, an LED may be used as a light source of the light source unit (910) because it is advantageous in securing uniform light due to its Lambertian characteristic of having a uniform amount of light in all directions, and also has a small volume.
예를 들면, 제1 광원은 적색 광을 방출하는 LED(light emitting diode)이고, 제2 광원은 청색 광을 방출하는 LED 이고, 제3 광원은 녹색 광을 방출하는 LED일 수 있다.For example, the first light source may be an LED (light emitting diode) that emits red light, the second light source may be an LED that emits blue light, and the third light source may be an LED that emits green light.
예를 들면, 조명부(1010)는, 적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광이 조사되는 면 상에 균일한 분포를 갖도록 하는 균일화부(920)를 포함할 수 있다.For example, the lighting unit (1010) may include a uniformization unit (920) that allows light generated from at least one light source to have a uniform distribution on the surface being irradiated.
예를 들면, 조명부(1010)는, 균일화부(920)에서 출력되는 광을 프리즘부(1020)로 전달하는 릴레이부(930)를 포함할 수 있다. 릴레이부(930)는, 균일화부(920)에서 출력되는 광이 광변조부(1030)로 집광되도록 하는 릴레이 렌즈 및 미러를 포함할 수 있다. 릴레이 렌즈는, 광축과 수직일 수 있다. 예를 들면, 릴레이 렌즈는 적어도 둘 이상일 수 있다. 또한, 미러는 제1 축을 기준으로 미리 설정된 각도로 배치될 수 있다. For example, the lighting unit (1010) may include a relay unit (930) that transmits light output from the homogenizing unit (920) to the prism unit (1020). The relay unit (930) may include a relay lens and a mirror that allow light output from the homogenizing unit (920) to be focused onto the light modulating unit (1030). The relay lens may be perpendicular to the optical axis. For example, there may be at least two relay lenses. In addition, the mirror may be arranged at a preset angle with respect to the first axis.
예를 들면, 프리즘부(1020)는, 릴레이부(930)로부터 수신되는 광의 각도를 변경하여 광변조부(1030)로 전달하는 제1 프리즘 및 제1 프리즘으로부터 수신되는 광을 광변조부(1030)로 전달하고, 광변조부(1030)로부터 반사되는 광을 투사부(1040)로 전달하는 제2 프리즘을 포함할 수 있다.For example, the prism unit (1020) may include a first prism that changes the angle of light received from the relay unit (930) and transmits it to the light modulation unit (1030), and a second prism that transmits the light received from the first prism to the light modulation unit (1030) and transmits the light reflected from the light modulation unit (1030) to the projector unit (1040).
예를 들면, 제1 프리즘은, 미리 설정된 각도의 꼭지각을 갖을 수 있다. 예를 들면, 미리 설정된 각도는, 10도 이상 25도 이하의 범위를 갖을 수 있다. 제1 프리즘이 미리 설정된 각도로 배치됨으로써, 광학 엔진부의 높이를 낮추고, 균일도를 개선할 수 있다.For example, the first prism may have a vertex angle of a preset angle. For example, the preset angle may have a range of 10 degrees or more and 25 degrees or less. By arranging the first prism at a preset angle, the height of the optical engine section can be reduced and uniformity can be improved.
예를 들면, 제1 프리즘의 꼭지각을 포함하는 제1 영역에 대한 굴절각과 제1 영역을 포함하는 않는 제2 영역에 대한 굴절각이 다를 수 있다.For example, the angle of refraction for a first region that includes the vertex angle of the first prism may be different from the angle of refraction for a second region that does not include the first region.
예를 들면, 핸드-헬드 스캐너(10)는, 프리즘부(1020)를 통해 소정 각도로 입사된 광을 반사함으로써, 패턴광을 생성하는 DMD(Digital micro-mirror device)를 포함하는 광변조부(1030)를 더 포함할 수 있다.For example, the hand-held scanner (10) may further include a light modulation unit (1030) including a DMD (Digital micro-mirror device) that generates patterned light by reflecting light incident at a predetermined angle through a prism unit (1020).
예를 들면, 핸드-헬드 스캐너(10)는, 제2 축에 따라 투사되는 투사광을 반사하여 대상체로 조사하는 반사 부재를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사 부재의 중심축은 제2 축과 정렬되고, 반사 부재의 광축은, 제2 축과 수직일 수 있다.For example, the hand-held scanner (10) may further include a reflective member that reflects the projection light projected along the second axis and irradiates it onto the target object. For example, the central axis of the reflective member may be aligned with the second axis, and the optical axis of the reflective member may be perpendicular to the second axis.
예를 들면, 핸드-헬드 스캐너(10)는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 팁 케이스를 더 포함할 수 있다. 팁 케이스에는 소정 방향으로 개구되는 개구부 및 개구부에 인접하는 반사 부재가 구비될 수 있다. 예를 들면, 반사 부재는 미러일 수 있고, 투사부(1040)에서 투사되는 투사광의 경로를 변경하여 투사광이 대상체로 조사되도록 할 수 있다.For example, the hand-held scanner (10) may further include a tip case that can be inserted and withdrawn into the oral cavity. The tip case may be provided with an opening that opens in a predetermined direction and a reflective member adjacent to the opening. For example, the reflective member may be a mirror, and may change the path of the projection light projected from the projection unit (1040) so that the projection light is irradiated onto the target object.
도 3b은 일실시예에 따라, 도 3a에서 설명한 광학 엔진부(300)의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3b is a drawing for explaining the internal structure of the optical engine unit (300) described in FIG. 3a according to one embodiment.
도 3a에서 설명한 광원부(910)는 도 3b에서 설명하는 광원부와 대응되고, 도 3a에서 설명한 균일화부(920)는 도 3b에서 설명하는 균일화부(34)와 대응되고, 도 3a에서 설명한 릴레이부(930)는 도 3b에서 설명하는 릴레이부(351, 352, 353)와 대응되고, 도 3a에서 설명한 프리즘부(1020)는 도 3b에서 설명하는 프리즘부(361, 362)과 대응되고, 도 3a에서 설명한 광변조부(1030)는 도 3b에서 설명하는 광변조부(371, 372)와 대응되고, 도 3a에서 설명한 투사부(1040)는 도 3b에서 설명하는 투사부(38)와 대응될 수 있다.The light source unit (910) described in FIG. 3a corresponds to the light source unit described in FIG. 3b, the homogenization unit (920) described in FIG. 3a corresponds to the homogenization unit (34) described in FIG. 3b, the relay unit (930) described in FIG. 3a corresponds to the relay unit (351, 352, 353) described in FIG. 3b, the prism unit (1020) described in FIG. 3a corresponds to the prism unit (361, 362) described in FIG. 3b, the light modulation unit (1030) described in FIG. 3a corresponds to the light modulation unit (371, 372) described in FIG. 3b, and the projection unit (1040) described in FIG. 3a may correspond to the projection unit (38) described in FIG. 3b.
광학 엔진부의 조명부는, 광원부, 균일화부, 릴레이부를 포함할 수 있다. 도 3b를 참고하면, 광원부는, 복수의 광원들(31R, 31G, 31B), 복수의 렌즈들(321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3), 복수의 필터들(331, 332)을 포함할 수 있다.The lighting unit of the optical engine unit may include a light source unit, a uniformization unit, and a relay unit. Referring to FIG. 3B, the light source unit may include a plurality of light sources (31R, 31G, 31B), a plurality of lenses (321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3), and a plurality of filters (331, 332).
예를 들면, 복수의 광원들(31R, 31G, 31B)은, 제1 광을 조사하는 제1 광원(31R), 제2 광을 조사하는 제2 광원(31G), 및 제3 광을 조사하는 제3 광원(31B)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 광원(31R)은 적색 광을 방출하는 LED이고, 제2 광원(31G)은 녹색 광을 방출하는 LED 이고, 제3 광원(31B)는 청색 광을 방출하는 LED 일 수 있다. 한편, 본 개시는, 핸드-헬드 스캐너의 광원부가 복수의 광원들을 포함하는 실시예에 제한되지 않는다.For example, the plurality of light sources (31R, 31G, 31B) may include a first light source (31R) that irradiates a first light, a second light source (31G) that irradiates a second light, and a third light source (31B) that irradiates a third light. For example, the first light source (31R) may be an LED that emits red light, the second light source (31G) may be an LED that emits green light, and the third light source (31B) may be an LED that emits blue light. Meanwhile, the present disclosure is not limited to an embodiment in which a light source unit of a hand-held scanner includes a plurality of light sources.
또한, 복수의 렌즈들(321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3)은, 복수의 광원들(31R, 31G, 31B)에서 조사된 광을 시준 할 수 있다. 구체적으로, 제1 광원(31R)에서 조사된 광은 렌즈들(321-1, 322-1)에 의해 시준되고, 제2 광원(31G)에서 조사된 광은 렌즈들(321-2, 322-2)에 의해 시준되고, 제3 광원(31B)에서 조사된 광은 렌즈들(321-3, 322-3)에 의해 시준될 수 있다. 또한, 복수의 렌즈들(321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3)은 콜리메이터(collimator) 렌즈로 지칭될 수 있다.In addition, the plurality of lenses (321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3) can collimate light irradiated from the plurality of light sources (31R, 31G, 31B). Specifically, light irradiated from the first light source (31R) can be collimated by the lenses (321-1, 322-1), light irradiated from the second light source (31G) can be collimated by the lenses (321-2, 322-2), and light irradiated from the third light source (31B) can be collimated by the lenses (321-3, 322-3). Additionally, the plurality of lenses (321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3) may be referred to as collimator lenses.
예를 들면, 복수의 렌즈들(321-1, 321-2, 321-3)은, 양 곡면이 볼록한 형태의 포지티브 파워(positive power)를 갖는 글라스 렌즈일 수 있다. 또한, 복수의 렌즈들(322-1, 322-2, 322-3)은, 비구면이 포함된 포지티브 파워를 갖는 플라스틱 렌즈일 수 있다.For example, the plurality of lenses (321-1, 321-2, 321-3) may be glass lenses having positive power with both curved surfaces being convex. In addition, the plurality of lenses (322-1, 322-2, 322-3) may be plastic lenses having positive power including an aspherical surface.
또한, 복수의 필터들(331, 332) 각각은, 소정 광을 반사시키는 코팅면과 소정 광과 다른 광을 투과시키는 면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 필터(331)는, 제1 광을 투과시키는 면과 제2 광을 반사시키는 코팅면을 포함할 수 있다. 제1 필터(331)는, 제1 광을 투과시키고, 제2 광을 반사하여 제2 광의 경로를 제1 축(301)으로 변경할 수 있다. 예를 들면, 제2 필터(332)는, 제1 광 및 제2 광을 투과시키는 면과 제3 광을 반사시키는 코팅면을 포함할 수 있다. 제2 필터(332)는, 제1 광 및 제2 광을 투과시키고, 제3 광을 반사하여 제3 광의 경로를 제1 축(301)으로 변경할 수 있다. 또한, 복수의 필터들(331, 332)은, 다이크로익(Dichroic) 필터일 수 있다. 복수의 광원들(31R, 31G, 31B) 각각으로부터 조사되는 광은 복수의 필터들(331, 332)에 의해 합성될 수 있다.In addition, each of the plurality of filters (331, 332) may include a coating surface that reflects a predetermined light and a surface that transmits the predetermined light and other light. For example, the first filter (331) may include a surface that transmits the first light and a coating surface that reflects the second light. The first filter (331) may transmit the first light and reflect the second light to change the path of the second light to the first axis (301). For example, the second filter (332) may include a surface that transmits the first light and the second light and a coating surface that reflects the third light. The second filter (332) may transmit the first light and the second light and reflect the third light to change the path of the third light to the first axis (301). In addition, the plurality of filters (331, 332) may be dichroic filters. Light irradiated from each of the plurality of light sources (31R, 31G, 31B) can be synthesized by the plurality of filters (331, 332).
균일화부(34)는, 합성된 광의 왜곡을 보상하여 광을 균일하게 할 수 있다. 일반적으로 광원으로부터 조사되는 광은 중심이 밝고 바깥쪽으로 갈수록 흐려지기 때문에, 균일화부(34)는, 복수의 광원들(31R, 31G, 31B)로부터 조사되는 광이 균일한 분포를 갖도록 왜곡을 보상할 수 있다.The homogenizing unit (34) can compensate for distortion of the synthesized light to make the light uniform. Since light irradiated from a light source is generally bright in the center and becomes dimmer as it goes outward, the homogenizing unit (34) can compensate for distortion so that light irradiated from multiple light sources (31R, 31G, 31B) has a uniform distribution.
예를 들면, 균일화부(34)는, 광이 균일한 조도 분포를 갖도록 특정 각도 내로 광을 발산시킬 수 있다. 즉, 균일화부(34)는, 균일한 발산각을 갖는 2차 조명의 역할을 수행할 수 있다.For example, the uniformization unit (34) can emit light within a specific angle so that the light has a uniform illuminance distribution. That is, the uniformization unit (34) can perform the role of secondary lighting having a uniform divergence angle.
예를 들면, 균일화부(34)는, 유리봉 형태의 라이트 가이드(light guide)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리봉의 평평한 일 측면으로 입사한 광은 내부 전반사를 통해 유리봉의 반대측면까지 진행될 수 있다.For example, the homogenizing portion (34) may include a light guide in the form of a glass rod. For example, light incident on one flat side of the glass rod may travel to the opposite side of the glass rod through total internal reflection.
예를 들면, 균일화부(34)는, 마이크로-렌즈 어레이(micro-lens array)를 포함할 수 있다. 마이크로-렌즈 어레이는, 마이크로-미터(micro-meter) 크기의 렌즈들이 배열된 형태로, 광학 엔진부의 소형화에 유리할 수 있다. 균일도와 크기의 설정에 따라, 어레이의 개수는 조절될 수 있다.For example, the uniformization unit (34) may include a micro-lens array. The micro-lens array is in the form of micro-meter-sized lenses arranged, and may be advantageous for miniaturization of the optical engine unit. Depending on the uniformity and size settings, the number of arrays may be adjusted.
예를 들면, 균일화부(34)는, 직사각형 형태의, 양쪽 곡면이 동일한 비구면 곡률을 가지는 복수의 렌즈들이 2차원적인 배열로 구성된 플라이 아이 렌즈(Fly Eye Lens)를 포함할 수 있다.For example, the homogenizing portion (34) may include a fly eye lens in which a plurality of lenses having a rectangular shape and having aspherical curvatures on both sides are arranged in a two-dimensional manner.
균일화부(34)를 통과한 광은 릴레이부(351, 352, 353)와 프리즘부(361, 362)를 통해 임의의 각도로 광변조부(371, 372)에 집광될 수 있다. 릴레이부(351, 352, 353)는, 균일화부(34)에서 출력된 광을 시준하여 프리즘부(361, 362)로 전달하는, 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다. 릴레이부(351, 352, 353)는, 균일화부(34)를 통해 발산된 광이 광변조부(371, 372) 상에 위치하도록 적절한 크기로 발산된 광을 모아줄 수 있다.Light passing through the homogenizing unit (34) can be focused at an arbitrary angle onto the light modulating unit (371, 372) through the relay unit (351, 352, 353) and the prism unit (361, 362). The relay unit (351, 352, 353) can include a plurality of lenses that collimate the light output from the homogenizing unit (34) and transmit it to the prism unit (361, 362). The relay unit (351, 352, 353) can collect the light emitted through the homogenizing unit (34) into an appropriate size so that the light is positioned on the light modulating unit (371, 372).
예를 들면, 릴레이부(351, 353)는 양(+)의 굴절능을 가진 렌즈로 구성되어 광변조부(371, 372)의 크기에 맞게 집광시킬 수 있다. 예를 들면, 광학 엔진부가 소형화일수록, 릴레이 경로가 짧아지기 때문에, 좁은 공간 내에서 렌즈들이 배열되어야 한다. 따라서, 릴레이부(351, 535)의 렌즈를 비구면 렌즈로 사용함으로써, 좁은 공간 내에서 렌즈를 적게 사용하면서도 집광 효율을 높일 수 있다. 예를 들면, 릴레이부(351, 353)는 광축과 수직일 수 있다.For example, the relay unit (351, 353) is configured with a lens having positive (+) refractive power and can focus light according to the size of the light modulation unit (371, 372). For example, as the optical engine unit becomes smaller, the relay path becomes shorter, so the lenses must be arranged in a narrow space. Accordingly, by using the lens of the relay unit (351, 535) as an aspherical lens, the light focusing efficiency can be increased while using a smaller number of lenses in a narrow space. For example, the relay unit (351, 353) can be perpendicular to the optical axis.
예를 들면, 광학 엔진부(300)의 높이를 낮추기 위해, 릴레이부(352)는 제1 축(301)과 미리 설정된 예각 범위로 기울어질 수 있다. 균일화부(34)로부터 광변조부(371, 372)까지의 광의 경로가 길어지고, 릴레이부(352)의 배치를 위한 공간이 확보되어야 하므로, 릴레이부(351)는 네거티브 파워를 갖는 글라스 렌즈이고, 릴레이부(353)는 비구면이 포함된 포지티브 파워를 갖는 플라스틱 렌즈일 수 있다. 즉, 광학 엔진부(300)의 소형화를 위해, 도 3b에 도시된 바와 같이, 렐레이부(353)가 배치될 수 있고, 릴레이부(351)는 네거티브 파워를 갖는 글라스 렌즈로 사용되고, 릴레이부(353)는 비구면이 포함된 포지티브 파워를 갖는 플라스틱 렌즈로 사용될 수 있다.For example, in order to lower the height of the optical engine unit (300), the relay unit (352) can be tilted at a preset acute angle range with respect to the first axis (301). Since the path of light from the homogenizing unit (34) to the light modulating unit (371, 372) becomes longer and space for arranging the relay unit (352) must be secured, the relay unit (351) can be a glass lens having negative power, and the relay unit (353) can be a plastic lens having positive power including an aspherical surface. That is, in order to miniaturize the optical engine unit (300), the relay unit (353) can be arranged as shown in FIG. 3B, and the relay unit (351) can be used as a glass lens having negative power, and the relay unit (353) can be used as a plastic lens having positive power including an aspherical surface.
프리즘부(361, 362)는, 조명부로부터 광을 수신하고, 광의 경로를 변경할 수 있다. 예를 들면, 프리즘부(361, 362)는 광변조부(371, 372)에 임의의 각도로 광을 집광시키기 위해, 광의 경로를 변경할 수 있다. 구체적으로, 프리즘부(361, 362)는, 조명부로부터 수신되는 광의 각도를 변경하여 광변조부(371, 372)로 전달하는 제1 프리즘(361), 및 제1 프리즘(361)으로부터 수신되는 광을 광변조부(371, 372)로 전달하고, 광변조부(371, 372)로부터 반사되는 광을 투사부(38)로 전달하는 제2 프리즘(362)을 포함할 수 있다. 제2 프리즘(362)은, 광변조부(371, 372)의 동작에 따라, 광변조부(371, 372)로 입사되는 입사광과 광변조부(371, 372)로부터 반사되는 반사광을 분리할 수 있다.The prism portion (361, 362) can receive light from the lighting portion and change the path of the light. For example, the prism portion (361, 362) can change the path of the light in order to focus the light at an arbitrary angle on the light modulation portion (371, 372). Specifically, the prism portion (361, 362) can include a first prism (361) that changes the angle of the light received from the lighting portion and transmits the light to the light modulation portion (371, 372), and a second prism (362) that transmits the light received from the first prism (361) to the light modulation portion (371, 372) and transmits the light reflected from the light modulation portion (371, 372) to the projector (38). The second prism (362) can separate the incident light incident on the light modulation unit (371, 372) and the reflected light reflected from the light modulation unit (371, 372) according to the operation of the light modulation unit (371, 372).
광변조부(371, 372)는, 조명부에서 출력되는 광이 프리즘부(361, 362)를 통해 임의의 각도로 입사되면, 입사된 광을 반사함으로써, 반사광을 생성할 수 있다. 예를 들면, 광변조부(371, 372)는, 유리막(371) 및 패널(372)로 구성될 수 있다.The light modulation unit (371, 372) can generate reflected light by reflecting the incident light when the light output from the lighting unit is incident at an arbitrary angle through the prism unit (361, 362). For example, the light modulation unit (371, 372) can be composed of a glass film (371) and a panel (372).
예를 들면, 패널(372)은, 광의 패턴을 생성하는 DMD(Digital Micro-mirror Device), 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, DMD를 포함하는 패널(372)은, 복수의 미러들을 포함하고, 제어 신호에 따라 각 미러를 온 또는 오프함으로써, 패널(372)에 입사된 광을 각 미러에 대응하는 픽셀 단위로 제어할 수 있다. 또한, 유리막(371)은, 패널(372)을 보호할 수 있다. 유리막(371)은, 광변조부(372)의 바깥쪽에 배치될 수 있다.For example, the panel (372) may include a DMD (Digital Micro-mirror Device) or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) that generates a pattern of light. For example, the panel (372) including the DMD may include a plurality of mirrors, and may control light incident on the panel (372) in units of pixels corresponding to each mirror by turning each mirror on or off according to a control signal. In addition, the glass film (371) may protect the panel (372). The glass film (371) may be arranged on the outside of the light modulation unit (372).
예를 들면, DMD에 입사된 광들 중, 온 상태의 미러에서 반사된 광들은, 제2 프리즘(362)의 사면에서 전반사되어 투사부(38)로 전달될 수 있다. DMD는 LCD 패널을 사용하지 않기 때문에, 편광 손실이 없다. 또한, DMD는, 마이크로 미러(micro-mirror)를 개별로 제어하기 때문에, 색분산 없이 높은 해상도를 획득할 수 있다. For example, among the lights incident on the DMD, the lights reflected from the mirror in the ON state can be totally reflected on the inclined surface of the second prism (362) and transmitted to the projector (38). Since the DMD does not use an LCD panel, there is no polarization loss. In addition, since the DMD individually controls the micro-mirrors, it can obtain high resolution without chromatic dispersion.
광변조부(371, 372)에서 반사된 반사광은, 제2 프리즘(362)로 전달되고, 제2 프리즘(362)에서 전반사된 반사광은 투사부(38)의 제2 축(302)에 따라 투과될 수 있다. 투사부(38)는, 광변조부(371, 372)에서 반사되거나 투사된 광을 배율에 따라 확대 또는 축소함으로써, 대상체 상에 투영할 수 있다.The reflected light reflected from the light modulation unit (371, 372) is transmitted to the second prism (362), and the reflected light totally reflected from the second prism (362) can be transmitted along the second axis (302) of the projection unit (38). The projection unit (38) can project the light reflected or projected from the light modulation unit (371, 372) onto an object by enlarging or reducing it according to a magnification.
도 4는 일실시예에 따라, 프리즘부 및 광변조부의 구조 및 동작을 보다 자세히 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a drawing for explaining in more detail the structure and operation of a prism section and a light modulation section according to one embodiment.
도 4는 도 3b에 도시된 광학 엔진부(300)의 구조에서, 릴레이부(353), 프리즘부(361, 362), 광변조부(371, 372)를 표시한 도면이다.FIG. 4 is a drawing showing the structure of the optical engine unit (300) illustrated in FIG. 3b, including the relay unit (353), prism unit (361, 362), and optical modulation unit (371, 372).
제1 프리즘(361)은 릴레이부(353)으로부터 수신되는 광의 각도를 일부 꺽어줌으로써, 광학 엔진부의 높이를 낮출 수 있다. 또한, 광학 엔진부의 높이가 낮아짐에 따라, 팬 타입의 핸드-헬드 스캐너에서 그립감을 향상시킬 수 있다.The first prism (361) can lower the height of the optical engine section by partially bending the angle of the light received from the relay section (353). In addition, as the height of the optical engine section is lowered, the grip feeling in a fan-type hand-held scanner can be improved.
예를 들면, 제1 프리즘(361)이 없으면, 광의 각도가 방향(402)에 대응하는 각도로 되기 때문에, 광학 엔진부의 높이가 높아지게 된다. 따라서, 광학 엔진부 내에 제1 프리즘(361)이 배치됨으로써, 광의 각도를 방향(401)에 대응하는 각도로 꺽어줌으로써, 광학 엔진부의 높이가 낮아질 수 있다.For example, if the first prism (361) is not present, the angle of the light becomes an angle corresponding to the direction (402), and thus the height of the optical engine section becomes high. Accordingly, by arranging the first prism (361) within the optical engine section, the angle of the light is bent to an angle corresponding to the direction (401), and thus the height of the optical engine section can be reduced.
예를 들면, 제1 프리즘(361)의 꼭지각의 범위는, 10도 이상 25도 이하로 설계될 수 있다. 한편, 제1 프리즘(361)의 꼭지각의 각도를 더 높이면, 광 경로차가 증가하기 때문에 광효율 및 균일도가 저하될 수 있어 상기 각도 범위 내로 제1 프리즘(361)을 배치할 수 있다. For example, the range of the vertex angle of the first prism (361) can be designed to be 10 degrees or more and 25 degrees or less. Meanwhile, if the angle of the vertex angle of the first prism (361) is increased further, the optical path difference increases, so the optical efficiency and uniformity may deteriorate, so the first prism (361) can be placed within the above angle range.
한편, 릴레이렌즈(353)를 기울이게 되면, 광효율은 높아질 수 있으나, 광경로차가 증가하기 때문에, 균일도는 감소될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 릴레이부(353)를 기울이지 않고, 미리 설정된 꼭지각을 갖는 제1 프리즘(361)을 사용함으로써, 광학 엔진부의 높이를 낮추고, 광효율 및 적정 균일도를 확보할 수 있다. 여기서, 릴레이부(353)를 기울이지 않는 것은, 릴레이부(353)의 평면과 입사광이 수직이 되도록 릴레이부(353)를 배치하는 것을 나타낼 수 있다. 도 4에 도시된 광학 엔진부(300)의 구조에 따르면, 소형화된 핸드-헬드 스캐너(10)를 제공할 수 있다.Meanwhile, if the relay lens (353) is tilted, the light efficiency may increase, but the uniformity may decrease because the optical path difference increases. Therefore, as illustrated in FIG. 4, by not tilting the relay unit (353) and using the first prism (361) having a preset vertex angle, the height of the optical engine unit can be lowered, and light efficiency and appropriate uniformity can be secured. Here, not tilting the relay unit (353) may indicate that the relay unit (353) is arranged so that the plane of the relay unit (353) and the incident light are perpendicular. According to the structure of the optical engine unit (300) illustrated in FIG. 4, a miniaturized hand-held scanner (10) can be provided.
또한, 도 3에 도시된 릴레이부(352)는 미러일 수 있고, 미러는, 제1 축(301)을 기준으로 시계방향 30도 내지 60도 이하의 범위로 배치될 수 있다. 미러의 각도를 미리 설정된 범위 내로 배치함으로써, 조명광을 제1 프리즘에 적당한 기울기로 입사하도록 하여 광학 엔진부의 높이를 낮추고, 균일도를 개선할 수 있다.In addition, the relay unit (352) illustrated in FIG. 3 may be a mirror, and the mirror may be arranged within a range of 30 degrees to 60 degrees clockwise with respect to the first axis (301). By arranging the angle of the mirror within a preset range, the illumination light may be incident on the first prism at an appropriate incline, thereby lowering the height of the optical engine unit and improving uniformity.
도 5a는 일실시예에 따라, 투사부에 미광이 유입되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5a is a drawing for explaining a case where stray light enters a projection unit according to one embodiment.
도 3 및 도 5a를 참고하면, 조명부의 제1 축(301)과 투사부의 제2 축(302)은 서로 평행하기 때문에, 제1 프리즘(361)으로 비스듬히 입사되는 광(511)은 제2 프리즘(362)을 거쳐 투사부(38)에 직접적으로 유입될 수 있다. 투사부(38)로 유입되는 미광이 발생되면, DMD에서 오프시킨 픽셀 위치에서 광이 출력될 수 있고, 투사되는 패턴이 선명하지 않기 때문에, 획득되는 이미지의 품질 또는 선명도가 저하될 수 있다. 따라서, 투사부(38)로 유입되는 미광을 차단하기 위한 설계가 요구된다.Referring to FIG. 3 and FIG. 5A, since the first axis (301) of the lighting unit and the second axis (302) of the projector are parallel to each other, light (511) obliquely incident on the first prism (361) can directly enter the projector (38) through the second prism (362). If stray light entering the projector (38) occurs, light can be output from a pixel position that is turned off in the DMD, and since the projected pattern is not clear, the quality or clarity of the acquired image can be degraded. Therefore, a design for blocking stray light entering the projector (38) is required.
도 5b 및 도 5c는 일실시예에 따라, 투사부에 미광의 유입을 차단하기 위한 프리즘부를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 5b and 5c are drawings for explaining a prism section for blocking the inflow of stray light into a projector section according to one embodiment.
도 5b를 참고하면, 제1 프리즘(361)은, 제1 프리즘(361)의 꼭지각을 포함하는 제1 영역(522)의 굴절률과 제1 영역(522)을 포함하지 않는 제2 영역 간의 굴절률이 다르게 설계될 수 있다. 여기서, 제2 영역은, 제1 프리즘(361) 내에서 제1 영역(522)을 제외한 영역일 수 있다.Referring to FIG. 5b, the first prism (361) may be designed such that the refractive index of the first region (522) including the vertex angle of the first prism (361) and the refractive index of the second region not including the first region (522) are different. Here, the second region may be a region excluding the first region (522) within the first prism (361).
예를 들면, 제1 프리즘(361)에서, 도 5a에 도시된 제1 프리즘(361)의 꼭지각의 형상은 도 5b에 도시된 제1 프리즘(361)의 꼭지각의 형상으로 변경되어 설계될 수 있다. 도 5b에 도시된 제1 프리즘(361)의 꼭지각 부근에 대한 굴절률과 도 5a에 도시된 제1 프리즘(361)의 꼭지각 부근에 대한 굴절률은 다를 수 있다. 여기서, 꼭지각을 포함하지 않는 영역의 굴절률은, 도 5a에 도시된 제1 프리즘(361)의 꼭지각 부근에 대한 굴절률과 동일하다. 따라서, 제1 프리즘(361)으로 비스듬히 입사되는 광(521)은 투사부(38)로 유입되지 않고, 제2 프리즘(362)으로 조사될 수 있다.For example, in the first prism (361), the shape of the vertex angle of the first prism (361) illustrated in FIG. 5a may be designed to be changed to the shape of the vertex angle of the first prism (361) illustrated in FIG. 5b. The refractive index near the vertex angle of the first prism (361) illustrated in FIG. 5b may be different from the refractive index near the vertex angle of the first prism (361) illustrated in FIG. 5a. Here, the refractive index of the region not including the vertex angle is the same as the refractive index near the vertex angle of the first prism (361) illustrated in FIG. 5a. Therefore, light (521) obliquely incident on the first prism (361) may not be introduced into the projector (38), but may be irradiated to the second prism (362).
또는 도 5c를 참고하면, 제1 프리즘(361)은, 제1 프리즘(361)의 꼭지각을 포함하는 영역(532)에 광을 흡수하는 물질(일 예: 검은 색상의 안료)이 코팅 될 수 있다. 예를 들면, 꼭지각의 끝점으로부터 모서리의 소정 지점까지 광을 흡수하는 물질로 코팅 될 수 있다. 따라서, 제1 프리즘(361)으로 비스듬히 입사되는 광(521)은, 광을 흡수하는 물질에 흡수되고, 제1 프리즘(361), 제2 프리즘(362), 및 투사부(38)로 유입되지 않게 된다. Or, referring to FIG. 5c, the first prism (361) may be coated with a material (e.g., black pigment) that absorbs light in a region (532) including the vertex of the first prism (361). For example, the light may be coated from an end point of the vertex to a predetermined point of the corner. Accordingly, light (521) obliquely incident on the first prism (361) is absorbed by the light-absorbing material and is not transmitted to the first prism (361), the second prism (362), and the projector (38).
도 6은 일실시예에 따라, 투사부의 광축과 반사부재의 광축의 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a drawing for explaining the relationship between the optical axis of a projector and the optical axis of a reflective member, according to one embodiment.
도 6의 이미지(610)는 핸드-헬드 스캐너의 외관을 도시한다. 도 6의 이미지(620)은 핸드-헬드 스캐너의 광학 엔진부의 내부 구조를 도시한다.Image (610) of Fig. 6 illustrates the external appearance of the hand-held scanner. Image (620) of Fig. 6 illustrates the internal structure of the optical engine section of the hand-held scanner.
도 6의 이미지(620)에 도시된, 복수의 광원들(31R, 31G, 31B), 복수의 렌즈들(321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3), 복수의 필터들(331, 332), 균일화부(34), 릴레이부(351, 352, 353), 프리즘부(361, 362), 광변조부(371, 372) 및 투영부(38)의 구성은 도 3b에서 도시된 구성과 동일하다. 중복되는 설명은 생략한다.The configuration of the plurality of light sources (31R, 31G, 31B), the plurality of lenses (321-1, 322-1, 321-2, 322-2, 321-3, 322-3), the plurality of filters (331, 332), the homogenizing unit (34), the relay unit (351, 352, 353), the prism unit (361, 362), the light modulating unit (371, 372), and the projection unit (38) illustrated in the image (620) of FIG. 6 is the same as the configuration illustrated in FIG. 3b. Duplicate descriptions are omitted.
예를 들면, 핸드-헬드 스캐너는, 제2 축(302)에 따라 투사되는 투사광을 반사하여 대상체로 조사하는 반사 부재(611)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 반사 부재(611)의 광축(612)은, 제2 축(302)과 수직일 수 있다.For example, the hand-held scanner may further include a reflective member (611) that reflects the projection light projected along the second axis (302) and irradiates it onto the target object. Here, the optical axis (612) of the reflective member (611) may be perpendicular to the second axis (302).
예를 들면, 반사 부재(611)는, 미러 또는 프리즘일 수 있다. 반사 부재(611)는 투사부(38)의 제2 축(302)의 수직으로 투사광을 반사하여 대상체에 투영할 수 있다. 반사 부재(611)의 광축(612)과 제2 축(302)이 수직임에 따라, 대상체에 용이하게 광을 조사할 수 있다.For example, the reflective member (611) may be a mirror or a prism. The reflective member (611) may reflect the light perpendicular to the second axis (302) of the projection unit (38) and project it onto the target object. Since the optical axis (612) of the reflective member (611) and the second axis (302) are perpendicular, light can be easily irradiated onto the target object.
본 개시에서 설명된 핸드-헬드 스캐너는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 구강 스캐너의 동작 방법을 수행할 수 있도록 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 형태로 제공될 수 있다. 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터 판독 가능 저장매체를 이용하여 이와 같은 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.The hand-held scanner described in the present disclosure may be implemented by hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. In addition, it may be provided in the form of a computer program stored on a computer-readable storage medium so as to perform a method of operating an oral scanner. It may be written as a program that can be executed on a computer, and may be implemented on a general-purpose digital computer that operates such a program using a computer-readable storage medium.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the embodiments have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.
Claims (15)
상기 광학 엔진부는,
적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광을 제1 축을 따라 조사하는 조명부;
상기 조명부로부터 제1 면을 통해 입사되는 상기 광의 각도를 변경하여, 상기 광을 제2 면을 통해 제2 프리즘으로 전달하는 제1 프리즘, 및 상기 제1 프리즘으로부터 수신한 상기 광을 광 변조부로 전달하고, 상기 광 변조부로부터 반사되는 상기 광을 투사부로 전달하는 제2 프리즘을 포함하는 프리즘부; 및
상기 제2 프리즘에 의해 전달된 상기 광을 상기 제1 축과 평행한 제2 축을 따라 투사하는 투사부를 포함하고,
상기 제1 축과 상기 제2 축의 방향은 같은 방향인, 핸드-헬드 스캐너.A longitudinal body; and an optical engine section provided inside the body and outputting light,
The above optical engine part,
An illumination unit that irradiates light generated from at least one light source along a first axis;
A prism section including a first prism that changes the angle of the light incident through the first surface from the lighting section and transmits the light to a second prism through the second surface, and a second prism that transmits the light received from the first prism to a light modulation section and transmits the light reflected from the light modulation section to a projector; and
It includes a projection unit that projects the light transmitted by the second prism along a second axis parallel to the first axis,
A hand-held scanner, wherein the directions of the first axis and the second axis are in the same direction.
상기 조명부는, 복수의 광원들을 포함하고,
상기 복수의 광원들 중 제1 광원은, 상기 제1 축 상에 배치되고,
상기 복수의 광원들 중 상기 제1 광원을 제외한 광원은, 상기 제1축과 상기 제 2축 사이에 발생된 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In the first paragraph,
The above lighting unit includes a plurality of light sources,
Among the plurality of light sources, the first light source is arranged on the first axis,
A hand-held scanner, characterized in that the light sources, excluding the first light source among the plurality of light sources, are positioned in a space created between the first axis and the second axis.
상기 조명부는,
제1 광을 조사하는 제1 광원, 제2 광을 조사하는 제2 광원, 및 제3 광을 조사하는 제3 광원을 포함하는 복수의 광원들;
상기 제1 광을 통과시키고 상기 제2 광을 반사하여 상기 제2 광의 경로를 상기 제1 축으로 변경하는 제1 필터; 및
상기 제1 광 및 상기 제2 광을 통과시키고 상기 제3 광을 반사하여 상기 제3 광의 경로를 상기 제1 축으로 변경하는 제2 필터;를 포함하는 광원부를 포함하는, 핸드-헬드 스캐너.In the first paragraph,
The above lighting unit,
A plurality of light sources including a first light source irradiating a first light, a second light source irradiating a second light, and a third light source irradiating a third light;
A first filter that passes the first light and reflects the second light to change the path of the second light to the first axis; and
A hand-held scanner comprising a light source unit including a second filter that passes the first light and the second light and reflects the third light to change the path of the third light to the first axis.
상기 조명부는,
상기 적어도 하나의 광원으로부터 생성되는 광이 상기 광이 조사되는 면 상에 균일한 분포를 갖도록 하는 균일화부; 및
상기 균일화부에서 출력되는 상기 광을 상기 프리즘부로 전달하는 릴레이부를 더 포함하는, 핸드-헬드 스캐너.In the first paragraph,
The above lighting unit,
A uniformization unit that allows light generated from at least one light source to be uniformly distributed on a surface on which the light is irradiated; and
A hand-held scanner further comprising a relay unit that transmits the light output from the homogenizing unit to the prism unit.
상기 릴레이부는, 상기 균일화부에서 출력되는 상기 광이 광변조부로 집광되도록 하는 릴레이 렌즈 및 미러를 포함하고,
상기 릴레이 렌즈는, 광축과 수직이고,
상기 미러는, 상기 제1 축을 기준으로 미리 설정된 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In paragraph 4,
The above relay unit includes a relay lens and a mirror that allows the light output from the homogenizing unit to be focused onto the light modulation unit.
The above relay lens is perpendicular to the optical axis,
A hand-held scanner, characterized in that the mirror is positioned at a preset angle with respect to the first axis.
상기 릴레이 렌즈는 복수 개이고,
상기 릴레이 렌즈 중 적어도 하나는 네거티브 렌즈인 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In paragraph 5,
The above relay lenses are plural,
A hand-held scanner, characterized in that at least one of the relay lenses is a negative lens.
상기 미리 설정된 각도는, 30도 이상 60도 이하의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In paragraph 5,
A hand-held scanner, characterized in that the preset angle has a range of 30 degrees or more and 60 degrees or less.
상기 제1 프리즘의 상기 제1 면과 상기 제2 면이 형성하는 꼭지각은, 미리 설정된 각도를 갖는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In the first paragraph,
A hand-held scanner, characterized in that the vertex angle formed by the first surface and the second surface of the first prism has a preset angle.
상기 미리 설정된 각도는, 10도 이상 25도 이하의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In Article 9,
A hand-held scanner, characterized in that the preset angle has a range of 10 degrees or more and 25 degrees or less.
상기 제1 프리즘의 상기 꼭지각을 포함하는 제1 영역에 대한 굴절각과 상기 제1 프리즘에서 상기 제1 영역을 포함하지 않는 제2 영역에 대한 굴절각이 다른 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In Article 9,
A hand-held scanner, characterized in that the refraction angle for a first region including the vertex angle of the first prism and the refraction angle for a second region of the first prism not including the first region are different.
상기 제1 프리즘의 상기 꼭지각을 포함하는 영역에 상기 광을 흡수하는 물질이 코팅된 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In Article 9,
A hand-held scanner, characterized in that a material that absorbs light is coated in an area including the vertex angle of the first prism.
상기 광 변조부는, 상기 제1 프리즘으로부터 수신한 상기 광을 반사함으로써, 반사광을 생성하는 DMD(Digital micro-mirror device)를 포함하는, 핸드-헬드 스캐너.In the first paragraph,
A hand-held scanner, wherein the light modulation unit includes a DMD (Digital micro-mirror device) that generates reflected light by reflecting the light received from the first prism.
상기 핸드-헬드 스캐너는, 상기 제2 축에 따라 투사되는 투사광을 반사하여 대상체로 조사하는 반사 부재를 더 포함하고,
상기 반사 부재의 광축은, 상기 제2 축과 수직인 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In the first paragraph,
The above hand-held scanner further includes a reflective member that reflects the projection light projected along the second axis and irradiates it onto the target object,
A hand-held scanner, characterized in that the optical axis of the reflective member is perpendicular to the second axis.
상기 핸드-헬드 스캐너는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 팁 케이스를 더 포함하고,
상기 팁 케이스에는 소정 방향으로 개구되는 개구부 및 상기 개구부에 인접하는 상기 반사 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는, 핸드-헬드 스캐너.In Article 14,
The above hand-held scanner further includes a tip case that can be inserted and withdrawn into the oral cavity,
A hand-held scanner, characterized in that the tip case has an opening that opens in a predetermined direction and a reflective member adjacent to the opening.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202290000386.4U CN221551004U (en) | 2021-04-14 | 2022-04-12 | Handheld Scanner |
| US18/286,915 US20240197162A1 (en) | 2021-04-14 | 2022-04-12 | Hand-held scanner |
| PCT/KR2022/005287 WO2022220547A1 (en) | 2021-04-14 | 2022-04-12 | Hand-held scanner |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20210048819 | 2021-04-14 | ||
| KR1020210048819 | 2021-04-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220142326A KR20220142326A (en) | 2022-10-21 |
| KR102728254B1 true KR102728254B1 (en) | 2024-11-11 |
Family
ID=83805475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210184287A Active KR102728254B1 (en) | 2021-04-14 | 2021-12-21 | Hand-held scanner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102728254B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015083978A (en) * | 2009-06-17 | 2015-04-30 | 3シェイプ アー/エス | Focus scanning apparatus |
| US20200214811A1 (en) * | 2014-08-15 | 2020-07-09 | Align Technology, Inc. | Calibration of an intraoral scanner |
| US20200288981A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | D4D Technologies, Llc | Intra-oral scanning device with integrated Optical Coherence Tomography (OCT) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10221511A (en) * | 1996-12-04 | 1998-08-21 | Asahi Optical Co Ltd | Prism and visual optical system using prism |
-
2021
- 2021-12-21 KR KR1020210184287A patent/KR102728254B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015083978A (en) * | 2009-06-17 | 2015-04-30 | 3シェイプ アー/エス | Focus scanning apparatus |
| US20200214811A1 (en) * | 2014-08-15 | 2020-07-09 | Align Technology, Inc. | Calibration of an intraoral scanner |
| US20200288981A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | D4D Technologies, Llc | Intra-oral scanning device with integrated Optical Coherence Tomography (OCT) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220142326A (en) | 2022-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102483565B (en) | Laser projector | |
| CN105116678B (en) | Grenade instrumentation and projection control device | |
| JP4274766B2 (en) | LIGHTING DEVICE AND IMAGE PROJECTION DEVICE USING THE LIGHTING DEVICE | |
| TWI417632B (en) | Illumination system incorporating collimated light source | |
| JP3640391B1 (en) | Illumination optics | |
| US8770763B2 (en) | Projection display device which displays an image by projecting the image on a screen | |
| CN104365091B (en) | Efficient spatially modulated illumination system | |
| JPWO2002031592A1 (en) | Illumination optical device and projection display device using the same | |
| CN102799055A (en) | Image projection apparatus provided with no relay lens | |
| JP4610262B2 (en) | Projection-type image display device | |
| JP3870191B2 (en) | Apparatus for projecting a multicolor image onto a projection screen | |
| KR20060010188A (en) | Lighting unit and image projector using the same | |
| KR102728254B1 (en) | Hand-held scanner | |
| CN108292088A (en) | Projection type image display apparatus and its design method | |
| CN221551004U (en) | Handheld Scanner | |
| CN213069459U (en) | Illumination system and projection device | |
| KR102631396B1 (en) | Three dimensional oral scanner | |
| US20240197162A1 (en) | Hand-held scanner | |
| JPH10115870A (en) | Illumination optical system device and projection display device | |
| US20040119946A1 (en) | Assembly for projecting an image onto a projection surface | |
| KR20040084702A (en) | Projector | |
| JP2006285043A (en) | Light source device | |
| JP2006030535A (en) | Lighting device and projector | |
| CN210136386U (en) | Light integrating column and projection device | |
| JP6287157B2 (en) | Illumination device and projection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20211221 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240220 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20241024 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20241105 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20241106 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |