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실리콘 프로브(110)와, 상기 실리콘 프로브(110)의 내부공간으로 광원이 전반사되도록 주입하는 LED 광원부(120), 및 상기 LED 광원부(120)에서 조사된 광원이 상기 실리콘 프로브(110)의 내부공간에 갇혀 전반사되는 상태에서 상기 실리콘 프로브(110)가 측정 대상물(10)에 닿아 접촉됨에 따른 변형으로 일어나는 난반사되는 광원을 촬영하는 CMOS 카메라(130)를 포함하는 센서 장치부(100);상기 센서 장치부(100)의 CMOS 카메라(130)에서 촬영된 2개의 영상을 입력받아 영상 정합을 위한 특정 알고리즘 처리를 통해 촉감 영상데이터를 생성하는 제어 장치부(200); 및상기 제어 장치부(200)에서 처리한 촉감 영상데이터를 출력으로 표시하는 디스플레이(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제1항에 있어서, 상기 실리콘 프로브(110)는,상기 광원을 내부공간에 가둬 놓을 수 있는 정사각형으로 구성되고, 전면으로는 상기 측정 대상물(10)에 닿아 접촉됨에 따라 변형이 일어나는 전면 막(111)을 형성하되, 상기 전면 막(111)은 탄력(elastic)있고 투명하게 구성하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제2항에 있어서, 상기 실리콘 프로브(110)는,상기 내부공간의 후면 측인 상기 CMOS 카메라(130)의 렌즈 전면으로 서로 다른 스티프니스(stiffness)를 가지고 있는 PDMS(112)의 3계층(3 layer)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제1항에 있어서, 상기 LED 광원부(120)는,상기 실리콘 프로브(110)의 4방향 측면에 배치되어, 탄성도 영상을 획득하기 위해 상기 실리콘 프로브(110)의 내부공간으로 광원을 주입하는 제1 광원부(121); 및상기 CMOS 카메라(130)의 렌즈 둘레에 배치되어, 근적외선 영상을 획득하기 위해 상기 실리콘 프로브(110)의 내부공간으로 광원을 주입하는 제2 광원부(122)로 구성하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제4항에 있어서, 상기 LED 광원부(120)는,상기 제1 광원부(121)의 광원과 상기 제2 광원부(122)의 광원이 서로 직교하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제4항에 있어서, 상기 LED 광원부(120)는,상기 실리콘 프로브(110)의 내부공간으로 조사되는 광원을 650㎚ ~ 1100㎚ 범위의 파장대를 사용하되, 상기 CMOS 카메라(130)의 2회 연속 촬영으로 탄성도 영상 획득을 위한 제1 광원부(121)의 광원과 근적외선 영상 획득을 위한 제2 광원부(122)의 광원의 파장대를 달리하여 상기 CMOS 카메라(130)의 2회 연속 촬영에 맞춰 조사하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제6항에 있어서, 상기 LED 광원부(120)는,상기 650㎚ ~ 1100㎚ 범위의 파장대 광원 중에서 850㎚와, 930㎚를 광원으로 사용하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 장치부(100)는,상기 실리콘 프로브(110)의 4방향 측면으로 상기 LED 광원부(120)의 제1 광원부(121)를 배치하고, 상기 CMOS 카메라(130)의 렌즈 둘레에 상기 LED 광원부(120)의 제2 광원부(122)를 배치하며, 상기 실리콘 프로브(110)의 후단으로 상기 CMOS 카메라(130)가 체결되도록 구성함으로써, 상기 실리콘 프로브(110)와 LED 광원부(120) 및 CMOS 카메라(130)가 일체로 조합된 단일 모듈로 구성하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제8항에 있어서, 상기 제어 장치부(200)는,상기 CMOS 카메라(130)의 2회 연속 촬영으로 입력받은 탄성도 영상 및 근적외선 영상을 정합 처리하여 촉감 영상데이터로 변환 생성하기 위한 특정 알고리즘을 탑재하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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제9항에 있어서, 상기 특정 알고리즘은,영상 정합을 위한 포인트 등록(point registration)이나, 3D 표면 등록(surface registration) 중 어느 하나의 알고리즘을 사용하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 장치
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실리콘 프로브(110)와 LED 광원부(120) 및 CMOS 카메라(130)를 포함하는 센서 장치부(100)를 이용한 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법으로서,(1) 상기 실리콘 프로브(110)의 내부공간으로 상기 LED 광원부(120)의 광원이 전반사되도록 주입하는 단계;(2) 상기 실리콘 프로브(110)를 측정 대상물(10)에 접촉시킴에 따라 발생하는 변형으로 전반사되던 광원이 난반사되도록 하는 단계;(3) 상기 실리콘 프로브(110)에서 난반사되는 광원을 상기 CMOS 카메라(130)를 통해 2회 연속 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 및(4) 상기 CMOS 카메라(130)에서 촬영한 2개의 영상을 기반으로 제어 장치부(200)에서 특정 알고리즘을 이용한 영상 정합의 처리를 통해 촉감 영상데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는,(1-1) 상기 측정 대상물(10)의 탄성도 영상을 획득하기 위해 상기 실리콘 프로브(110)의 4방향 측면에 배치되는 LED 광원부(120)의 제1 광원부(121)에서 조사되는 광원을 실리콘 프로브(110)의 내부공간에 전반사되도록 주입하는 단계; 및(1-2) 상기 측정 대상물(10)의 근적외선 영상을 획득하기 위해 상기 CMOS 카메라(130)의 렌즈 둘레에 배치되는 LED 광원부(120)의 제2 광원부(122)에서 조사되는 광원을 실리콘 프로브(110)의 내부공간에 전반사되도록 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제12항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는,상기 제1 광원부(121)의 광원 조사를 통해 실리콘 프로브(110)의 내부공간에 전반사되도록 주입하는 단계 (1-1)와, 상기 제2 광원부(122)의 광원 조사를 통해 실리콘 프로브(110)의 내부공간에 전반사되도록 주입하는 단계 (1-2)는 순서에 관계없이 순차로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제12항에 있어서, 상기 제1 광원부(121) 및 제2 광원부(122)는,조사되는 광원의 방향이 서로 직교하는 방향으로 이루어지고, 광원의 파장대를 달리하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제14항에 있어서, 상기 광원의 파장대는,650㎚ ~ 1100㎚ 범위의 파장대를 사용하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제15항에 있어서, 상기 광원의 파장대는,상기 650㎚ ~ 1100㎚ 범위의 파장대 광원 중에서 850㎚와, 930㎚를 광원으로 사용하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제12항에 있어서, 상기 단계 (2)에서는,(2-1) 상기 단계 (1-1)에서의 제1 광원부(121)의 전반사된 광원을 난반사시키는 단계; 및(2-2) 상기 단계 (1-2)에서의 제2 광원부(122)의 전반사된 광원을 난반사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제17항에 있어서, 상기 단계 (3)에서는,상기 CMOS 카메라(130)를 통해 2회 연속 촬영하되,상기 제1 광원부(121)의 난반사된 광원의 촬영된 영상을 탄성도 영상으로 획득하고, 상기 제2 광원부(122)의 난반사된 광원의 촬영된 영상을 근적외선 영상으로 획득하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 (4)에서는,상기 제어 장치부(200)에 탑재된 특정 알고리즘을 이용하여 상기 CMOS 카메라(130)로부터 입력받은 2개의 영상인 탄성도 영상과 근적외선 영상을 정합 처리하여, 정전용량 방식, 저항 방식 또는 압전 방식의 촉감 센서의 출력 데이터보다 높은 공간해상도를 갖는 촉감 영상데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제19항에 있어서, 상기 단계 (4)에서는,상기 특정 알고리즘을 통해 변환하여 생성한 촉감 영상데이터를 디스플레이(300)를 통해 더 표시하는 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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제19항에 있어서, 상기 특정 알고리즘은,영상 정합을 위한 포인트 등록(point registration)이나, 3D 표면 등록(surface registration) 중 어느 하나의 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 광학기반의 초고화질 촉감 영상 획득 방법
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