(57)【要約】      （修正有）【課題】ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を提供する。【解決手段】ポータブル３次元スキャナは、２つの画像検知ユニット１０２、１０４及び奥行マップ生成ユニット１１０を含む。ポータブル３次元スキャナが物体の周りを動かされるとき、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は、物体を含む複数の第１の画像及び物体を含む複数の第２の画像をそれぞれキャプチャする。第１の画像検知ユニット１０２がそれぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する距離がポータブル３次元スキャナと物体との間に存在する。奥行マップ生成ユニット１１０は、それぞれの第１の画像及び第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成し、生成された複数の奥行マップ、複数の第１の画像、及び複数の第２の画像は、物体に対応するカラー３次元スキャン結果を生成するために使用される。【選択図】図１
2015210271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポータブル３次元スキャナであって：
少なくとも２つの画像検知ユニットであって、前記ポータブル３次元スキャナが物体の周りを動かされるとき、前記少なくとも２つの画像検知ユニットの第１の画像検知ユニットが前記物体を含む複数の第１の画像をキャプチャし、前記少なくとも２つの画像検知ユニットの第２の画像検知ユニットが前記物体を含む複数の第２の画像をキャプチャし、前記複数の第１の画像のそれぞれの第１の画像は、前記複数の第２の画像の第２の画像に対応し、前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する距離が前記ポータブル３次元スキャナと前記物体との間に存在し、前記複数の第１の画像又は前記複数の第２の画像はカラー画像であり、前記対応する距離は時間とともに変化する、少なくとも２つの画像検知ユニット；並びに
前記それぞれの第１の画像及び第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成する奥行マップ生成ユニットであって、前記複数の第１の画像及び前記複数の第２の画像にしたがって前記奥行マップ生成ユニットにより生成される複数の奥行マップ、前記複数の第１の画像、並びに前記複数の第２の画像は、前記物体に対応するカラー３次元スキャン結果を生成するために使用される、奥行マップ生成ユニット；を有する、
ポータブル３次元スキャナ。
【請求項２】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する角度が、前記第１の画像検知ユニットの中心及び前記物体によって決定される第１の線と前記第２の画像検知ユニットの中心及び前記物体によって決定される第２の線との間に存在し、前記物体は、前記第１の線及び前記第２の線の交点に位置する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項３】
前記対応する距離、前記対応する角度、及び前記対応する奥行マップの間の関係を格納するためのルックアップテーブルをさらに有する、
請求項２に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項４】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する基線が、前記第１の画像検知ユニットと前記第２の画像検知ユニットとの間に存在する、
請求項２に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項５】
前記対応する距離、前記対応する角度、前記対応する基線、及び前記対応する奥行マップの間の関係を格納するためのルックアップテーブルをさらに有する、
請求項４に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項６】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する基線が、前記第１の画像検知ユニットと前記第２の画像検知ユニットとの間に存在する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項７】
前記対応する距離、前記対応する基線、及び前記対応する奥行マップの間の関係を格納するためのルックアップテーブルをさらに有する、
請求項６に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項８】
前記複数の第１の画像及び前記複数の第２の画像はＲＧＢ画像又はＹＵＶ画像である、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項９】
前記複数の第１の画像及び前記複数の第２の画像を単色画像に変換するための、前記第１の画像検知ユニット、前記第２の画像検知ユニット、及び前記奥行マップ生成ユニットに結合される、フィルタユニットをさらに有する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１０】
第１の同期信号を前記それぞれの第１の画像に及び対応する第２の同期信号を前記第２の画像に出力するための、前記第１の画像検知ユニット、前記第２の画像検知ユニット、及び前記奥行マップ生成ユニットの間に結合される、同期ユニットをさらに有する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１１】
前記第１の同期信号は、前記それぞれの第１の画像に含まれる複数の画像ブロックの画像ブロックに対応し、前記対応する第２の同期信号は、前記第２の画像に含まれる複数の画像ブロックの対応する画像ブロックに対応する、
請求項１０に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１２】
前記第１の画像検知ユニットのそれぞれの走査線に対応する前記それぞれの第１の画像の画像ブロック及び前記第２の画像の対応する画像ブロックを格納するためのレジスタをさらに有し、
前記レジスタが前記第１の画像検知ユニットの走査線に対応する前記それぞれの第１の画像の画像ブロック及び前記第２の画像の対応する画像ブロックを完全に格納した後、前記レジスタは、前記それぞれの第１の画像及び前記第２の画像を出力する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１３】
前記第１の画像検知ユニット及び前記第２の画像検知ユニットに結合される較正ユニットをさらに有し、
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像を出力し且つ前記第２の画像検知ユニットが前記第２の画像を出力する前に、前記較正ユニットは、前記それぞれの第１の画像及び前記第２の画像に較正処理を実行する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１４】
前記較正処理は、色空間較正及びアセンブリ較正の組み合わせを含む、
請求項１３に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１５】
前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップを格納するための、前記同期ユニット及び前記奥行マップ生成ユニットに結合される、メモリをさらに有する、
請求項１０に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１６】
前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップにしたがって、前記カラー３次元スキャン結果を生成し且つ出力するように前記メモリに結合される画像処理ユニットをさらに有する、
請求項１５に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１７】
前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップを格納するための、前記第１の画像検知ユニット、前記第２の画像検知ユニット及び前記奥行マップ生成ユニットに結合される、メモリをさらに有する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１８】
前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップにしたがって、前記カラー３次元スキャン結果を生成し且つ出力するように前記メモリに結合される画像処理ユニットをさらに有する、
請求項１７に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項１９】
前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップは、モバイルインダストリプロセッサインターフェース（ＭＩＰＩ）又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介して前記ポータブル３次元スキャナに結合される作動装置に伝送され、
前記作動装置は、前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップにしたがって前記カラー３次元スキャン結果を生成する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項２０】
前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップは、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）（ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４）、ブルートゥース、無線広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、第三世代（３Ｇ）、第四世代（４Ｇ）、第五世代（５Ｇ）、又はアクターネットワーク理論＋（Ａｎｔ＋）を介して、クラウドに位置する作動装置に伝送され、
前記作動装置は、前記複数の第１の画像、前記複数の第２の画像、及び前記複数の奥行マップにしたがって前記カラー３次元スキャン結果を生成する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項２１】
所定の光パターンを前記物体に放射するための光源をさらに有し、
前記対応する距離が前記第１の画像検知ユニットと前記物体との間に存在するとき、比が、前記物体の表面に形成される所定の光パターンのサイズ及び前記光源によって放射される前記所定の光パターンのサイズにしたがって決定され、
前記光源は放射角を有する、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項２２】
前記対応する距離、前記比、前記放射角、及び前記対応する奥行マップの関係を格納するためのルックアップテーブルをさらに有する、
請求項２１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項２３】
前記物体は動かされる又は回転される、
請求項１に記載のポータブル３次元スキャナ。
【請求項２４】
物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法であって、前記方法に適用されるポータブル３次元スキャナは、少なくとも２つの画像検知ユニット及び奥行マップ生成ユニットを含み、前記方法は：
前記ポータブル３次元スキャナが前記物体の周りを動かされるとき、前記少なくとも２つの画像検知ユニットの第１の画像検知ユニットが前記物体を含む複数の第１の画像をキャプチャし、前記少なくとも２つの画像検知ユニットの第２の画像検知ユニットが前記物体を含む複数の第２の画像をキャプチャし、前記複数の第１の画像のそれぞれの第１の画像は前記複数の第２の画像の第２の画像に対応し、前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する距離が前記ポータブル３次元スキャナと前記物体との間に存在し、前記複数の第１の画像又は前記複数の第２の画像はカラー画像であり、前記対応する距離は時間とともに変化し；
前記奥行マップ生成ユニットは、前記それぞれの第１の画像及び前記第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成し；
前記奥行マップ生成ユニットにより生成される複数の奥行マップ、前記複数の第１の画像、及び前記複数の第２の画像にしたがって、前記物体に対応するカラー３次元スキャン結果を生成し且つ出力するステップ；を含む、
方法。
【請求項２５】
前記ポータブル３次元スキャナにさらに含まれる画像処理ユニットが、前記奥行マップ生成ユニットにより生成される前記複数の奥行マップ、前記複数の第１の画像、及び前記複数の第２の画像にしたがって、前記物体に対応する前記カラー３次元スキャン結果を生成し且つ出力する、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する角度が、前記第１の画像検知ユニットの中心及び前記物体によって決定される第１の線と前記第２の画像検知ユニットの中心及び前記物体によって決定される第２の線との間に存在し、前記物体は、前記第１の線及び前記第２の線の交点に位置する、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する基線が、前記第１の画像検知ユニットと前記第２の画像検知ユニットとの間に存在する、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する基線が、前記第１の画像検知ユニットと前記第２の画像検知ユニットとの間に存在する、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
所定の光パターンを前記物体に放射するための光源をさらに有し、前記対応する距離が前記ポータブル３次元スキャナと前記物体との間に存在するとき、比が、前記物体の表面に形成される所定の光パターンのサイズ及び前記光源によって放射される前記所定の光パターンのサイズにしたがって決定され、前記光源は放射角を有する、
請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記ポータブル３次元スキャナに結合される作動装置又はクラウドに位置する作動装置が、前記奥行マップ生成ユニットにより生成される前記複数の奥行マップ、前記複数の第１の画像、並びに前記複数の第２の画像にしたがって、前記物体に対応する前記カラー３次元スキャン結果を生成し且つ出力する、
請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する角度が、前記第１の画像検知ユニットの中心及び前記物体によって決定される第１の線と前記第２の画像検知ユニットの中心及び前記物体によって決定される第２の線との間に存在し、前記物体は、前記第１の線及び前記第２の線の交点に位置する、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する基線が、前記第１の画像検知ユニットと前記第２の画像検知ユニットとの間に存在する、
請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の画像検知ユニットが前記それぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する基線が、前記第１の画像検知ユニットと前記第２の画像検知ユニットとの間に存在する、
請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
所定の光パターンを前記物体に放射するための光源をさらに有し、前記対応する距離が前記ポータブル３次元スキャナと前記物体との間に存在するとき、比が、前記物体の表面に形成される所定の光パターンのサイズ及び前記光源によって放射される前記所定の光パターンのサイズにしたがって決定され、前記光源は放射角を有する、
請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年４月２９日に出願され“３Ｄ  ｏｂｊｅｃｔ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ/ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ａｐｐａｒａｔｕｓ”と題する、米国仮出願第６１／９８５，４７４号の優先権を主張し、その内容は参照により本出願に援用される。
【０００２】
本発明は、ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法に関し、特に、ポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットを、第１の画像検知ユニットとスキャンされる物体との間の距離により揺動させることができる、又は第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線（ｂａｓｅｌｉｎｅ）を、より良いスキャン解像度を得るために、第１の画像検知ユニットとスキャンされる物体との間の距離により変化させることができる、ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法、に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術では、固定された画像検知ユニットを持つステレオスキャナが、物体に対応する３次元スキャン結果を生成するよう３６０度回転される物体をスキャンするために用いられることができる。物体のより良いスキャン解像度を得るために、物体は、ステレオスキャナのある画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される第１の線及びステレオスキャナの他の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される第２の線の交点に位置する必要がある。したがって、物体の上述の位置及びステレオスキャナと物体との間の固定された距離は、物体のサイズをさらに制限する。ステレオスキャナと物体との間の距離は、ステレオスキャナの２つの画像検知ユニットの間の基線及び第１の線と第２の線との間の角度に対応するので、従来技術によって提供される幾つかのステレオスキャナは、物体のより良いスキャン解像度を得るために所定の光源を追加的に取り付けられることができ、所定の光源は、レーザ光を放射することができる又は所定の光パターンを有することができる。しかし、所定の光源を持つ上述のステレオスキャナは、物体に対応する単色光三次元スキャン結果のみを生成する。したがって、従来技術はユーザによって良い選択ではない。
【発明の概要】
【０００４】
実施形態は、ポータブル３次元スキャナを提供する。ポータブル３次元スキャナは、少なくとも２つの画像検知ユニット及び奥行マップ（ｄｅｐｔｈ  ｍａｐ）生成ユニットを含む。ポータブル３次元スキャナが物体の周りを動かされるとき、少なくとも２つの画像検知ユニットの第１の画像検知ユニットが、物体を含む複数の第１の画像をキャプチャし、少なくとも２つの画像検知ユニットの第２の画像検知ユニットが、物体を含む複数の第２の画像をキャプチャし、複数の第１の画像のそれぞれの第１の画像は、複数の第２の画像の第２の画像に対応し、第１の画像検知ユニットがそれぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する距離がポータブル３次元スキャナと物体との間に存在し、複数の第１の画像又は複数の第２の画像はカラー画像であり、対応する距離は時間とともに変化する。奥行マップ生成ユニットは、それぞれの第１の画像及び第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成するために使用され、複数の第１の画像及び複数の第２の画像にしたがって奥行マップ生成ユニットにより生成された複数の奥行マップ、複数の第１の画像、並びに複数の第２の画像が、物体に対応するカラー３次元スキャン結果を生成するために使用される。
【０００５】
他の実施形態は、物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を提供し、この方法に適用されるポータブル３次元スキャナは、少なくとも２つの画像検知ユニット及び奥行マップ生成ユニットを含む。方法は、ポータブル３次元スキャナが物体の周りを動かされるとき、少なくとも２つの画像検知ユニットの第１の画像検知ユニットが、物体を含む複数の第１の画像をキャプチャし、少なくとも２つの画像検知ユニットの第２の画像検知ユニットが、物体を含む複数の第２の画像をキャプチャし、複数の第１の画像のそれぞれの第１の画像は、複数の第２の画像の第２の画像に対応し、第１の画像検知ユニットがそれぞれの第１の画像をキャプチャするとき、対応する距離がポータブル３次元スキャナと物体との間に存在し、複数の第１の画像又は複数の第２の画像はカラー画像であり、対応する距離は時間とともに変化し；奥行マップ生成ユニットは、それぞれの第１の画像及び第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成し；奥行マップ生成ユニットにより生成された複数の奥行マップ、複数の第１の画像、及び複数の第２の画像にしたがって、物体に対応するカラー３次元スキャン結果を生成し且つ出力すること、を含む。
【０００６】
本発明は、ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を提供する。ポータブル３次元スキャナ及び方法は、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように、第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットを揺動させる、又は第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように、第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線をポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化させる、又は第１の画像検知ユニットが物体を含む複数の第１の画像をキャプチャし且つ第２の画像検知ユニットが物体を含む複数の第２の画像をキャプチャするとき、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように、第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットを揺動させ且つ第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線をポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化させる。加えて、複数の第１の画像又は複数の第２の画像はカラー画像であり、ポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離は時間とともに変化する。したがって、従来技術と比較すると、どんなに物体が動かされる又は回転されても、本発明によって提供されるポータブル３次元スキャナ及び方法は、物体のより良いスキャン解像度を得るために、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させることができる。加えて、第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットが揺動されることができる又は第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線がポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化するので、従来技術に比べて、物体のサイズがより制限されなくなり得る。
【０００７】
本発明のこれらの及び他の目的は、様々な図に示された好適な実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後で当業者に間違いなく明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態によるポータブル３次元スキャナを示す図である。
【図２】物体の周りを動かされるポータブル３次元スキャナを示す図である。
【図３】ポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットが第１の画像をキャプチャするときの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離を示す図である。
【図４】第１の画像検知ユニットと物体との間の距離が物体の動き又は回転により変化するときに、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように揺動される第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットを示す図である。
【図５】他の実施形態による、第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化させられる第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線を示す図である。
【図６】第２の実施形態によるポータブル３次元スキャナを示す図である。
【図７】第３の実施形態によるポータブル３次元スキャナを示す図である。
【図８】光源の放射角、ポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離、及び光源によって放射される所定の光パターンのサイズに対する物体の表面に形成される所定の光パターンの比の関係を示す図である。
【図９】物体の表面に形成される所定の光パターン、及び距離がポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間に存在し且つ光源が異なる放射角度を有するとき、光源の異なる放射角によって変化する、光源によって放射される所定の光パターンのサイズによって決定される比を示す図である。
【図１０】物体の表面に形成される所定の光パターン及び、異なる距離がポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間に存在し且つ光源が放射角度を有するとき、ポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の異なる距離によって変化する、光源によって放射される所定の光パターンのサイズによって決定される比を示す図である。
【図１１】第４の実施形態による物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を示すフローチャートである。
【図１２】第５の実施形態による物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照されたい。図１は、第１の実施形態によるポータブル３次元スキャナ１００を示す図である。図１に示されるように、ポータブル３次元スキャナ１００は、第１の画像検知ユニット１０２、第２の画像検知ユニット１０４、同期ユニット１０６、較正ユニット１０８、奥行マップ生成ユニット１１０、メモリ１１２、及び画像処理ユニット１１４を含み、画像検知ユニット１０２、１０４は、任意選択でステレオカメラ１０１内に含まれることができる。加えて、本発明は、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４のみを含むポータブル３次元スキャナ１００に限定されない。すなわち、ポータブル３次元スキャナ１００は、少なくとも２つの画像検知ユニットを含むことができる。ポータブル３次元スキャナ１００が（図２に示されるように）物体１１６の周りを動かされるとき、第１の画像検知ユニット１０２は物体１１６を含む複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．をキャプチャし、第２の画像検知ユニット１０４は物体１１６を含む複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．をキャプチャし、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）は、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）に対応し、ポータブル３次元スキャナ１００は、図２に示されるその外形に限定されるものではなく、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．は、ＲＧＢ画像又はＹＵＶ画像であり、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．は左目画像であり、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．は右目画像である。しかし、本発明は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．が、ＲＧＢ画像又はＹＵＶ画像であることに限定されるものではない。すなわち、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．は、他のタイプのカラー画像であることができる。図１に示されるように、同期ユニット１０６は、第１の同期信号を複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）に、及び対応する第２の同期信号を複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）に出力するように、第１の画像検知ユニット１０２、第２の画像検知ユニット１０４、及び奥行マップ生成ユニット１１０の間に結合され、同期ユニット１０６によって出力される第１の同期信号の周波数及び同期ユニット１０６によって出力される第２の同期信号の周波数は、第１の画像Ｌ１の解像度及び第２の画像Ｒ１の解像度それぞれによって変えられ、第１の同期信号及び対応する第２の同期信号は、同じである又は異なる。加えて、ポータブル３次元スキャナ１００では、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像は、第１の同期信号に対応する。しかし、本発明の他の実施形態では、第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ２は、第１の画像検知ユニット１０２の走査線にしたがって複数の画像ブロックにそれぞれ分割されることができ、同期ユニット１０６は、第１の画像Ｌ１の複数の画像ブロックのそれぞれの画像ブロックに同期信号を出力することができ、同期ユニット１０６はまた、第２の画像Ｒ１の複数の画像ブロックの対応する画像ブロックに対応する同期信号を出力することができる。加えて、本発明の他の実施形態では、ポータブル３次元スキャナ１００はさらにレジスタを含み、レジスタは、第１の画像検知ユニット１０２のそれぞれの走査線に対応する第１の画像Ｌ１の画像ブロック及び第２の画像Ｒ１の対応する画像ブロックを格納するために使用され、レジスタが第１の画像検知ユニット１０２の走査線に対応する第１の画像Ｌ１の画像ブロック及び第２の画像Ｒ１の対応する画像ブロックを完全に格納した後、レジスタは、ポータブル３次元スキャナ１００のシステムクロックにしたがって第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ１を出力し、ポータブル３次元スキャナ１００がレジスタを有するとき、同期ユニット１０６は除外されることができる。較正ユニット１０８は、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４に結合され、第１の画像検知ユニット１０２が複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）を出力し且つ第２の画像検知ユニット１０４が複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第１の画像Ｒ１）を出力する前に、較正ユニット１０８は、第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ１に較正処理を実行し、較正処理は、色空間較正及びアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）較正の組み合わせを含む。しかし、本発明の他の実施形態では、同期ユニット１０６及び較正ユニット１０８は、ステレオカメラ１０１に組み込まれることができる。すなわち、ステレオカメラ１０１は、奥行マップ生成ユニット１１０に、較正ユニット１０８によって較正処理を実行された複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．を直接生成し且つ出力することができる。さらに、本発明の他の実施形態では、較正ユニット１０８は、第１の画像検知ユニット１０２が複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）を出力し且つ第２の画像検知ユニット１０４が複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第１の画像Ｒ１）を出力した後、第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ１に較正処理を実行する。図１に示されるように、奥行マップ生成ユニット１１０が複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．を受信した後、奥行マップ生成ユニット１１０は、第１の同期信号及び第２の同期信号にしたがって対応する奥行マップＤＰ１を生成するように、第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ１を一緒に処理することができる。すなわち、奥行マップ生成ユニット１１０は、第１の画像Ｌ１の各走査線及び第２の画像Ｒ１の対応する走査線にしたがって、順に、奥行マップＤＰ１を生成することができる。したがって、奥行マップ生成ユニット１１０は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．にしたがって複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．を生成することができる。図２に示されるように、ポータブル３次元スキャナ１００は、物体１１６をスキャンするために物体１１６の周りを動かされるため、複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．は異なる視角に対応することができる。図１に示されるように、メモリ１１２は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．を格納するために、同期ユニット１０６及び奥行マップ生成ユニット１１０に結合される。しかし、同期ユニット１０６及び較正ユニット１０８がステレオカメラ１０１に組み込まれる場合、メモリ１１２は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．を格納するために、ステレオカメラ１０１及び奥行マップ生成ユニット１１０に結合される。図１に示されるように、画像処理ユニット１１４は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．にしたがって、物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力するようにメモリ１１２に結合される。しかし、本発明の他の実施形態では、画像処理ユニット１１４は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．の対応する奥行マップ（例えば、奥行マップＤＰ１）にしたがって、物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲの一部をリアルタイムで生成し且つ出力する。一方、ポータブル３次元スキャナ１００のメモリ１１２は、必要ではない。さらに、本発明の他の実施形態では、メモリ１１２は、画像処理ユニット１１４に組み込まれる。さらに、本発明の他の実施形態では、同期ユニット１０６及び奥行マップ生成ユニット１１０は、モノリシックチップに組み込まれる。さらに、本発明の他の実施形態では、同期ユニット１０６、奥行マップ生成ユニット１１０、及び画像処理ユニット１１４は、モノリシックチップに組み込まれる。
【００１０】
図３を参照されたい。図３は、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２が第１の画像Ｌ１をキャプチャするときの第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離Ｄ１を示す図であり、距離Ｄ１は、奥行マップＤＰ１に対応し、距離Ｄ１は時間により変化する。図３に示されるように、第１の画像検知ユニット１０２が第１の画像Ｌ１をキャプチャするとき、距離Ｄ１が第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し、角度θ１が、第１の画像検知ユニット１０２の中心及び物体１１６によって決定される線ＦＬ１と第２の画像検知ユニット１０４の中心及び物体１１６によって決定される線ＳＬ１との間に存在し、物体１１６は、線ＦＬ１と線ＳＬ１との交点に位置する。加えて、ポータブル３次元スキャナ１００が物体１１６をスキャンするとき、物体１１６は任意に動かされる又は回転されることができるため、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離は、物体１１６の動き又は回転によって変化することができる。すなわち、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離が物体１１６の動き又は回転によって変化するとき、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線の交点に物体１１６を常に位置させるように、揺動されることができる（図４に示されるように）。図４に示されるように、距離Ｄ２がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、角度θ２が、第１の画像検知ユニット１０２の中心及び物体１１６によって決定される線ＦＬ２と第２の画像検知ユニット１０４の中心及び物体１１６によって決定される線ＳＬ２との間に存在し、距離Ｄ２は奥行マップＤＰ２に対応し；距離Ｄ３がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、角度θ３が、第１の画像検知ユニット１０２の中心及び物体１１６によって決定される線ＦＬ３と第２の画像検知ユニット１０４の中心及び物体１１６によって決定される線ＳＬ３との間に存在し、距離Ｄ３は奥行マップＤＰ３に対応し；距離Ｄ４がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、角度θ４が、第１の画像検知ユニット１０２の中心及び物体１１６によって決定される線ＦＬ４と第２の画像検知ユニット１０４の中心及び物体１１６によって決定される線ＳＬ４との間に存在し、距離Ｄ４は奥行マップＤＰ４に対応する。図４に示されるように、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は揺動されることができるため、どんなに物体１１６が動かされる又は回転されても、ポータブル３次元スキャナ１００は、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線の交点に物体１１６を常に位置させることができる。加えて、第１の���像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は揺動されることができるため、従来技術に比べて、物体１１６のサイズがより制限されなくなり得る。加えて、ポータブル３次元スキャナ１００はさらに、ルックアップテーブル１１８を含み、ルックアップテーブル１１８は、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離（例えば、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、．．．）、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線によって決定される角度（例えば、角度θ１、θ２、θ３、．．．）、並びに奥行マップ（例えば、奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．）の間の関係を格納するために使用される。
【００１１】
図５を参照されたい。図５は、他の実施形態による、第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離によって変化させられる第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間の基線を示す図である。図５に示されるように、距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、基線Ｂ１が、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在し；距離Ｄ２がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、基線Ｂ２が、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在し；距離Ｄ３がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、基線Ｂ３が、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在する。図５に示されるように、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在する基線が、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離によって変化することができるため、どんなに物体１１６が動かされる又は回転されても、ポータブル３次元スキャナ１００は、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線の交点に物体１１６を常に位置させることができる。加えて、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在する基線が、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離によって変化することができるため、従来技術に比べて、物体１１６のサイズがより制限されなくなり得る。加えて、ポータブル３次元スキャナ１００に含まれるルックアップテーブル１１８は、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離（例えば、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、．．．）、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在する基線（例えば、基線Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．）、並びに奥行マップ（例えば、奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．）の間の関係を格納するために使用されることができる。
【００１２】
加えて、本発明の他の実施形態では、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間の基線は、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離により変化することができ、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４はまた、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離により、揺動されることができる。したがって、ポータブル３次元スキャナ１００に含まれるルックアップテーブル１１８は、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離（例えば、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、．．．）、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線によって決定される角度（例えば、角度θ１、θ２、θ３、．．．）、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在する基線（例えば、基線Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．）、並びに奥行マップ（例えば、奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．）の間の関係を格納するために使用される。
【００１３】
図６を参照されたい。図６は、第２の実施形態によるポータブル３次元スキャナ６００を示す図である。図６に示されるように、ポータブル３次元スキャナ６００とポータブル３次元スキャナ１００との間の違いは、ポータブル３次元スキャナ６００がさらにフィルタユニット６２０を含み、フィルタユニット６２０は、ステレオカメラ１０１の第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４、奥行マップ生成ユニット１１０、並びにメモリ１１２の間に結合されることである。フィルタユニット６２０は、第１の画像検知ユニット１０２によってキャプチャされた複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び第２の画像検知ユニット１０４によってキャプチャされた複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．を単色画像に変換するために使用される。したがって、奥行マップ生成ユニット１１０は、複数の単色の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の単色の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．にしたがって、複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．を生成することができる。なお、ポータブル３次元スキャナ６００の後続の動作原理は、ポータブル３次元スキャナ１００のものと同じであるので、それのさらなる記載は簡潔さのために省略される。
【００１４】
図７及び図８を参照されたい。図７は、第３の実施形態によるポータブル３次元スキャナ７００を示す図であり、図８は、光源７２０の放射角、ポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離Ｄ１、及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズに対する物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７２４のサイズの比ＲＡの関係を示す図である。図７に示されるように、ポータブル３次元スキャナ７００とポータブル３次元スキャナ１００との間の違いは、ポータブル３次元スキャナ７００がさらに光源７２０を含み、光源７２０は、異なる放射角を有することができることである。光源７２０が所定の光パターン７２２（例えば、ストリップパターン）を物体１１６に放射するとき、第１の画像検知ユニット１０２は、物体１１６を含む複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．をキャプチャし、第２の画像検知ユニット１０４は、物体１１６を含む複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．をキャプチャする。しかし、本発明は、ストリップパターンである所定の光パターン７２２に限定されるものではない。図８に示されるように、光源７２０の放射角ＥＡは、光源７２０及び物体１１６によって決定される線ＴＬ１並びに基準座標軸ＲＣＡによって決定され、距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき（ステレオカメラ１０１の第２の画像検知ユニット１０４は図８に示されていない）、比ＲＡは、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７２４のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ、比ＲＡは、距離Ｄ１及び放射角ＥＡに対応する。
【００１５】
図９及び図１０を参照されたい。図９は、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン、及び、距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し且つ光源７２０が異なる放射角を有するとき、光源７２０の異なる放射角によって変化する、光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定される比を示す図であり、図１０は、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン、及び、異なる距離がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し且つ光源７２０が放射角ＥＡを有するとき、ポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の異なる距離によって変化する、光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定される比を示す図である。図９に示されるように、距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し且つ光源７２０が放射角ＥＡ１を有するとき（ステレオカメラ１０１の第２の画像検知ユニット１０４は図９に示されていない）、比ＲＡ１は、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７２６のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ；距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し且つ光源７２０が放射角ＥＡ２を有するとき、比ＲＡ２は、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７２８のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ；距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し且つ光源７２０が放射角ＥＡ３を有するとき、比ＲＡ３は、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７３０のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ、比ＲＡ１、比ＲＡ２、及び比ＲＡ３は互いに異なる。図１０に示されるように、光源７２０が放射角ＥＡを有し且つ距離Ｄ２がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき（ステレオカメラ１０１の第２の画像検知ユニット１０４は図１０に示されていない）、比ＲＡ４が、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７３２のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ；光源７２０が放射角ＥＡを有し且つ距離Ｄ３がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、比ＲＡ５が、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７３４のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ；光源７２０が放射角ＥＡを有し且つ距離Ｄ４がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、比ＲＡ６が、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７３６のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ、比ＲＡ４、比ＲＡ５、及び比ＲＡ６は互いに異なる。したがって、ポータブル３次元スキャナ７００に含まれるルックアップテーブル１１８は、ポータブルは、３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離（例えば、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、．．．）、光源７２０の放射角（例えば、放射角ＥＡ、ＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３、．．．）、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン（例えば、所定の光パターン７２２、７２４、７２６、７２８、．．．）のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定される比（例えば、比ＲＡ、ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ３、．．．）、並びに奥行マップ（例えば、奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．）の間の関係を格納するために使用される。なお、ポータブル３次元スキャナ７００の後続の動作原理は、ポータブル３次元スキャナ１００のものと同じであるので、それのさらなる記載は簡潔さのために省略される。
【００１６】
加えて、本発明の他の実施形態では、ポータブル３次元スキャナ１００、６００、７００は画像処理ユニット１１４を含まず、そのため、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．にしたがって奥行マップ生成ユニット１１０によって生成される複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．、並びに複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．が、モバイルインダストリプロセッサインターフェース（ＭＩＰＩ）又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介してポータブル３次元スキャナ１００、６００、７００に結合された作動装置に伝送される。したがって、ポータブル３次元スキャナ１００、６００、７００に結合された作動装置は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．にしたがって物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力することができる。加えて、本発明の他の実施形態では、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．にしたがって奥行マップ生成ユニット１１０によって生成される複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．、並びに複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．は、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））（ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４）、ブルートゥース、無線広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、第三世代（３Ｇ）、第四世代（４Ｇ）、第五世代（５Ｇ）、又はアクターネットワーク理論＋（Ａｎｔ＋）を介して「クラウド」に位置する作動装置に伝送される。したがって、「クラウド」に位置する作動装置は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．により物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力することができる。
【００１７】
図１−６及び図１１を参照されたい。図１１は、第４の実施形態による物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を示すフローチャートである。図１１の方法は、図１に示されるポータブル３次元スキャナ１００及び図６に示されるポータブル３次元スキャナ６００を使用して示される。詳細なステップは以下の通りである。
【００１８】
ステップ１１００：スタート。
【００１９】
ステップ１１０２：ポータブル３次元スキャナ１００が物体１１６の周りを動かされるとき、第１の画像検知ユニット１０２は物体１１６を含む複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．をキャプチャし、第２の画像検知ユニット１０４は物体１１６を含む複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．をキャプチャする。
【００２０】
ステップ１１０４：奥行マップ生成ユニット１１０が、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成する。
【００２１】
ステップ１１０６：奥行マップ生成ユニット１１０によって生成された複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．、及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．にしたがって、物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力する。
【００２２】
ステップ１１０８：終了。
【００２３】
ステップ１１０２では、（図２に示されるように）ポータブル３次元スキャナ１００が物体１１６の周りを動かされるとき、第１の画像検知ユニット１０２は物体１１６を含む複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．をキャプチャし、第２の画像検知ユニット１０４は物体１１６を含む複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．をキャプチャし、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）は、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）に対応し、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．はＲＧＢ画像又はＹＵＶ画像であり、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．は左目画像であり、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．は右目画像である。しかし、本発明は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．がＲＧＢ画像又はＹＵＶ画像であることに限定されるものではない。すなわち、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．は、他のタイプのカラー画像であることができる。図１に示されるように、同期ユニット１０６は、第１の同期信号を複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）に、及び対応する第２の同期信号を複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）に出力し、同期ユニット１０６によって複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）に出力される第１の同期信号の周波数及び同期ユニット１０６によって複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）に出力される第２の同期信号の周波数は、第１の画像Ｌ１の解像度及び第２の画像Ｒ１の解像度それぞれによって変化する。第１の画像検知ユニット１０２が複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）を出力し且つ第２の画像検知ユニット１０４が複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第１の画像Ｒ１）を出力する前に、較正ユニット１０８は、第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ１に較正処理を実行することができ、較正処理は、色空間較正及びアセンブリ較正の組み合わせを含む。ステップ１１０４では、図１に示されるように、奥行マップ生成ユニット１１０が複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．を受信した後、奥行マップ生成ユニット１１０は、第１の同期信号及び第２の同期信号にしたがって奥行マップＤＰ１を生成するように、第１の画像Ｌ１及び第２の画像Ｒ１を一緒に処理することができる。すなわち、奥行マップ生成ユニット１１０は、第１の画像Ｌ１の各走査線及び第２の画像Ｒ１の対応する走査線にしたがって、順に、奥行マップＤＰ１を生成することができる。したがって、奥行マップ生成ユニット１１０は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．にしたがって複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．を生成することができる。図２に示されるように、ポータブル３次元スキャナ１００は、物体１１６をスキャンするために物体１１６の周りを動かされるため、複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．は異なる視角に対応することができる。ステップ１１０６では、図１に示されるように、画像処理ユニット１１４は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．にしたがって、物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力することができる。しかし、本発明の他の実施形態では、画像処理ユニット１１４は、
複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像（例えば、第１の画像Ｌ１）、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像（例えば、第２の画像Ｒ１）、及び対応する複数の奥行マップ（例えば、奥行マップＤＰ１）にしたがって、物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲの一部をリアルタイムで生成し且つ出力する。すなわち、ポータブル３次元スキャナ１００のメモリ１１２は、必要ではない。
【００２４】
図３に示されるように、第１の画像検知ユニット１０２が第１の画像Ｌ１をキャプチャするとき、距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在し、角度θ１が、第１の画像検知ユニット１０２の中心及び物体１１６によって決定される線ＦＬ１と第２の画像検知ユニット１０４の中心及び物体１１６によって決定される線ＳＬ１との間に存在し、物体１１６は、線ＦＬ１と線ＳＬ１との交点に位置する。加えて、ポータブル３次元スキャナ１００が物体１１６をスキャンするとき、物体１１６は任意に動かされる又は回転されることができるため、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離は、物体１１６の動き又は回転によって変化することができる。したがって、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離が物体１１６の動き又は回転によって変化するとき、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線の交点に物体１１６を常に位置させるように、揺動されることができる（図４に示されるように）。図４に示されるように、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は揺動されることができるため、どんなに物体１１６が動かされる又は回転されても、ポータブル３次元スキャナ１００は、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線の交点に物体１１６を常に位置させることができる。加えて、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４は揺動されることができるため、従来技術に比べて、物体１１６のサイズがより制限されなくなり得る。
【００２５】
加えて、（図５に示されるように）本発明の他の実施形態では、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間の基線が、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離によって変化することができるため、どんなに物体１１６が動かされる又は回転されても、ポータブル３次元スキャナ１００は、第１の画像検知ユニット１０２の中心と物体１１６とによって決定される線及び第２の画像検知ユニット１０４の中心と物体１１６とによって決定される線の交点に物体１１６を常に位置させることができる。加えて、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間に存在する基線が、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離によって変化することができるため、従来技術に比べて、物体１１６のサイズがより制限されなくなり得る。
【００２６】
加えて、本発明の他の実施形態では、第１の画像検知ユニット１０２と第２の画像検知ユニット１０４との間の基線は、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離により変化することができ、第１の画像検知ユニット１０２及び第２の画像検知ユニット１０４はまた、ポータブル３次元スキャナ１００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離により、揺動されることができる。
【００２７】
加えて、（図６に示されるように）本発明の他の実施形態では、ポータブル３次元スキャナ６００にさらに含まれるフィルタユニット６２０が、第１の画像検知ユニット１０２によってキャプチャされた複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び第２の画像検知ユニット１０４によってキャプチャされた複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．を単色画像に変換するために使用されることができる。したがって、奥行マップ生成ユニット１１０は、複数の単色の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．及び複数の単色の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．にしたがって、複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．を生成することができる。
【００２８】
加えて、本発明の他の実施形態では、ポータブル３次元スキャナ１００、６００は画像処理ユニット１１４を含まず、そのため、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．にしたがって奥行マップ生成ユニット１１０によって生成される複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．は、モバイルインダストリプロセッサインターフェース（ＭＩＰＩ）又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介してポータブル３次元スキャナ１００、６００に結合された作動装置に伝送される。したがって、ポータブル３次元スキャナ１００、６００に結合された作動装置は、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．、複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．、及び複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．にしたがって物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力することができる。加えて、本発明の他の実施形態では、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３．．．及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．にしたがって奥行マップ生成ユニット１１０によって生成される複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．は、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）（ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４）、ブルートゥース、無線広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、第三世代（３Ｇ）、第四世代（４Ｇ）、第五世代（５Ｇ）、又はアクターネットワーク理論＋（Ａｎｔ＋）を介して「クラウド」に位置する作動装置に伝送される。
【００２９】
図７−１０及び図１２を参照されたい。図１２は、第５の実施形態による物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法を示すフローチャートである。図１２の方法は、図７に示されるポータブル３次元スキャナ７００を使用して示される。詳細なステップは以下の通りである。
【００３０】
ステップ１２００：スタート。
【００３１】
ステップ１２０２：光源７２０は所定の光パターン７２２を物体１１６に放射する。
【００３２】
ステップ１２０４：ポータブル３次元スキャナ７００が物体１１６の周りを動かされるとき、第１の画像検知ユニット１０２は物体１１６を含む複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．をキャプチャし、第２の画像検知ユニット１０４は物体１１６を含む複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．をキャプチャする。
【００３３】
ステップ１２０６：奥行マップ生成ユニット１１０が、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．のそれぞれの第１の画像及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．の対応する第２の画像にしたがって対応する奥行マップを生成する。
【００３４】
ステップ１２０８：奥行マップ生成ユニット１１０によって生成された複数の奥行マップＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、．．．、複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．、及び複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．にしたがって、物体１１６に対応するカラー３次元スキャン結果ＴＳＲを生成し且つ出力する。
【００３５】
ステップ１２１０：終了。
【００３６】
図７に示されるように、図１２の実施形態と図１１の実施形態との間の違いは、ポータブル３次元スキャナ７００にさらに含まれる光源７２０が所定の光パターン７２２（例えば、ストリップパターン）を物体１１６に放射するとき、第１の画像検知ユニット１０２は、物体１１６を含む複数の第１の画像Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、．．．をキャプチャし、第２の画像検知ユニット１０４は、物体１１６を含む複数の第２の画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、．．．をキャプチャすることである。しかし、本発明は、ストリップパターンである所定の光パターン７２２に限定されるものではない。図８に示されるように、光源７２０の放射角ＥＡは、光源７２０及び物体１１６によって決定される線ＴＬ１並びに基準座標軸ＲＣＡによって決定され、距離Ｄ１がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき（ステレオカメラ１０１の第２の画像検知ユニット１０４は図８に示されていない）、比ＲＡは、物体１１６の表面に形成される所定の光パターン７２４のサイズ及び光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズによって決定されることができ、比ＲＡは、距離Ｄ１及び放射角ＥＡに対応する。
【００３７】
図９に示されるように、同じ距離（例えば、Ｄ１）がポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間に存在するとき、光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズに対する物体１１６の表面に形成される所定の光パターン（例えば、所定の光パターン７２６、７２８、７３０）のサイズの比は、光源７２０の放射角（例えば、放射角ＥＡ、ＥＡ１、ＥＡ２、ＥＡ３）により変化する。図１０に示されるように、光源７２０が同じ放射角（例えば、放射角ＥＡ）を有するとき、光源７２０によって放射される所定の光パターン７２２のサイズに対する物体１１６の表面に形成される所定の光パターン（例えば、所定の光パターン７３２、７３４、７３６）のサイズの比は、ポータブル３次元スキャナ７００の第１の画像検知ユニット１０２と物体１１６との間の距離（例えば、距離Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）により変化する。
【００３８】
要約すると、ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法は、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように、第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットを揺動させる、又は第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように、第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線をポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化させる、又は第１の画像検知ユニットが物体を含む複数の第１の画像をキャプチャし且つ第２の画像検知ユニットが物体を含む複数の第２の画像をキャプチャするとき、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させるように、第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットを揺動させ且つ第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線をポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化させる。加えて、複数の第１の画像又は複数の第２の画像はカラー画像であり、ポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離は時間とともに変化する。したがって、従来技術と比較すると、どんなに物体が動かされる又は回転されても、本発明によって提供されるポータブル３次元スキャナ及び方法は、物体のより良いスキャン解像度を得るために、第１の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線及び第２の画像検知ユニットの中心と物体とによって決定される線の交点に物体を常に位置させることができる。加えて、第１の画像検知ユニット及び第２の画像検知ユニットが揺動されることができる又は第１の画像検知ユニットと第２の画像検知ユニットとの間の基線がポータブル３次元スキャナの第１の画像検知ユニットと物体との間の距離によって変化するので、従来技術に比べて、物体のサイズがより制限されなくなり得る。
【００３９】
当業者は、装置及び方法の多数の修正及び変更が、本発明の教示を保持しながら、成され得ることを容易に気付くであろう。したがって、上述の開示は、添付の請求項の範囲のみによって制限されるように解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
2015210271.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2015210271000001.pdf