KR101618626B1 - 회절광학소자를 이용한 거리측정기 및 그 거리측정방법과, 거리측정이 가능한 휴대용 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 회절광학소자를 이용한 거리측정기 및 그 거리측정방법과, 거리측정장치를 구비한 휴대용 디바이스에 관한 것으로서, 광원, 일정한 회절패턴을 갖는 회절광학소자, 회절광학소자를 통과한 광원에 의해 형성된 패턴이미지를 촬영하는 촬영장치, 촬영장치에서 촬영된 패턴이미지를 분석하여 회절광학소자와 패턴이미지가 투사된 객체 사이의 거리를 산출하는 거리산출부를 포함한다. 이에 의해, 회절광학소자를 이용하여 거리측정시스템을 구성함으로써, 간단한 구성과 프로세스로 객체와의 거리를 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 원가를 절감할 수 있다.

Description

회절광학소자를 이용한 거리측정기 및 그 거리측정방법과, 거리측정이 가능한 휴대용 디바이스{Distance Measuring Device and Measuring Method by using Diffractive Optical Elements, and Potable Device able to Measure Distance}

본 발명은 회절광학소자를 이용한 거리측정기 및 그 거리측정방법과, 거리측정이 가능한 휴대용 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 회절광학소자를 이용하여 생성된 패턴이미지를 촬영하여 패턴이미지가 투사된 객체와의 거리를 측정함으로써, 구조가 간단하고 원가를 절감할 수 있는 회절광학소자를 이용한 거리측정기 및 그 거리측정방법과, 거리측정이 가능한 휴대용 디바이스에 관한 것이다.

산업 현장이나 건축 현장에서는 거리를 측정하기 위해 거리측정기를 사용하고 있다. 일반적으로 거리측정기는 레이저 빔을 이용하여 거리를 측정하며, 먼저 레이저 빔을 목표물에 조사하고, 목표물에서 반사되어 돌아오는 레이점 빔을 수광하면, 레이저 빔이 조사된 후 수광될 때까지의 시간을 카운트하여 거리를 측정한다.

이러한 거리측정기는 기존에 줄자를 사용할 때 발생하는 다양한 상황, 예를 들어, 부피가 큰 물건, 설비, 건물 등 혼자서 거리를 측정하기 어려운 경우, 측정하고자 하는 물체에 접근하기 어려운 경우 등에도 거리를 간편하게 측정할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 거리측정기는, 레이저 빔을 발광하고, 목표물에서 반사되는 레이저 빔을 수광하여 거리를 측정하기 때문에 레이저 빔의 수광이 반드시 이루어져야 한다. 그런데, 거리측정기가 평행하게 배치되지 아니한 상태에서 거리측정을 시도하거나, 목표물이 울퉁불퉁하여 레이저가 굴절되어 반사되는 경우에는 수광이 불가능한 문제점이 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위해, 초음파 센서 등을 부가적으로 장착한 거리측정기가 개발되었으나, 이러한 거리측정기는 레이저 빔을 발광 및 수광하여 처리하는 구조와, 초음파을 발생시키고 되돌아오는 초음파 신호를 검출하여 처리하는 구조를 모두 구비하다보니 기기가 커지고 원가가 상승한다는 문제점이 있다.

본 발명은, 회절광학소자를 이용하여 생성된 패턴이미지를 촬영하여 패턴이미지가 투사된 객체와의 거리를 측정함으로써, 구조가 간단하고 원가를 절감할 수 있는 회절광학소자를 이용한 거리측정기 및 그 거리측정방법과, 거리측정이 가능한 휴대용 디바이스를 제안한다.

상기 목적은, 광원; 일정한 회절패턴을 갖는 회절광학소자; 상기 회절광학소자를 통과한 광원에 의해 형성된 패턴이미지를 촬영하는 촬영장치; 및 상기 촬영장치에서 촬영된 패턴이미지를 분석하여 상기 회절광학소자와 상기 패턴이미지가 투사된 객체 사이의 거리를 산출하는 거리산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 이용한 거리측정 시스템에 의해 달성될 수 있다.

상기 목적은, 광원과, 일정한 회절패턴을 갖는 회절광학소자와, 상기 회절광학소자를 통과한 광원에 의해 형성된 패턴이미지를 촬영하는 촬영장치와, 상기 촬영장치에서 촬영된 패턴이미지를 분석하여 상기 패턴이미지가 투사된 객체 사이와의 거리를 산출하는 거리산출부를 포함하는 거리측정 시스템; 상기 거리산출부에서 산출된 거리를 표시하는 디스플레이부; 및 상기 거리측정 시스템의 동작을 조작하기 위한 입력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 이용한 거리측정기에 의해서도 달성될 수 있다.

상기 목적은, 카메라를 구비하며 각종 어플리케이션의 동작이 가능한 휴대용 디바이스에 있어서, 광원과, 일정한 회절패턴을 가지며 상기 광원이 통과하면서 패턴이미지가 형성되도록 하는 회절광학소자를 포함하는 거리측정 장치가 장착되며; 상기 카메라에서 상기 패턴이미지가 촬영되면, 상기 패턴이미지를 분석하여 상기 패턴이미지가 투사된 객체 사이의 거리를 산출하는 어플리케이션이 설치된 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 이용한 거리측정장치가 장착된 휴대용 디바이스에 의해서도 달성될 수 있다.

광원과, 일정한 회절패턴을 갖는 회절광학소자를 갖는 거리측정기의 거리측정방법에 있어서, 상기 회절광학소자를 통과한 광원이 객체에 투사되어 패턴이미지가 형성되는 단계; 상기 패턴이미지를 촬영하는 단계; 상기 패턴이미지를 분석하여 상기 회절광학소자와 상기 패턴이미지가 투사된 객체 사이의 거리를 산출하는 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 갖는 거리측정기의 거리측정방법에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 회절광학소자를 이용하여 거리측정시스템을 구성함으로써, 간단한 구성과 프로세스로 객체와의 거리를 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자를 이용한 거리측정기의 구성블럭도,
도 2는 도 1의 거리측정기의 외관 사시도,
도 3은 도 1의 회절광학소자의 회절패턴의 일 실시예를 보인 도면,
도 4(a) 내지 (e)는 도 1의 회절광학소자에 의해 생성된 패턴이미지의 실시예를 보인 도면,
도 5(a) 내지 (b)는 도 1의 회절광학소자와 객체 사이의 거리와 패턴이미지의 크기 사이의 관계를 나타낸 개념도,
도 6은 도 1의 회절광학소자를 이용한 거리측정기에서 거리를 측정하는 과정을 보인 흐름도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자를 이용한 거리측정장치가 장착된 휴대용 디바이스의 구성블럭도,
도 8은 도 7의 휴대용 디바이스의 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회절광학소자를 이용한 거리측정기의 구성블럭도이고, 도 2는 도 1의 거리측정기의 외관 사시도이다.

본 회절광학소자를 이용한 거리측정기(1)는, 회절광학소자(35)를 이용하여 거리를 측정하는 거리측정 시스템(30), 거리측정 시스템(30)에서 측정된 결과를 표시하기 위한 디스플레이부(15), 거리측정 시스템(30)을 조작하기 위한 입력부(5), 거리측정기(1)의 기울어짐을 감지하는 중력가속도 센서(20), 제어부(10)를 포함할 수 있다.

본 거리측정기(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측으로 긴 사각통상의 하우징을 가지며, 하우징내에는 거리측정 시스템(30)이 장착되어 있다. 하우징의 전면에는 디스플레이부(15)와 입력부(5)가 배치되어 있고, 하우징의 길이방향의 일단에는 거리측정 시스템(30)으로부터 발생한 패턴이미지를 외부로 조사하기 출력창(38)과, 패턴이미지를 촬영하기 위한 촬영장치(40)의 렌즈(41)가 장착되어 있다.

거리측정 시스템(30)은, 광원(31), 광원(31)으로부터의 광을 다양한 각도로 굴절시키는 회절광학소자(35), 회절광학소자(35)를 통과하여 형성된 패턴이미지를 촬영하는 촬영장치(40), 촬영된 패턴이미지의 왜곡을 보정하는 이미지 보정부(45), 촬영장치(40)에서 촬영된 패턴이미지를 이용하여 거리를 산출하는 거리산출부(50)를 포함할 수 있다.

광원(31)은 레이저, LED 광원 등 다양한 종류의 광원이 사용될 수 있으나, LED 광원을 사용할 경우, 콜리메이터 렌즈를 사용하거나 콜리메이터용 회절광학소자(35)를 사용하여야 한다. 이에 따라, 본 실시예에서는 별도의 콜리메이터 렌즈나 콜리메이터용 회절광학소자(35)를 사용하지 않는 구조로서, 광원(31)으로 레이저를 사용하는 것을 예로 들어 설명하나, 이러한 실시예가 본 발명의 권리범위에서 다른 광원을 사용할 수 있다는 것을 배재하는 것은 아니다.

회절광학소자(35)는, DOE(Diffractive Optical Elements) 렌즈로 형성되며, DOE 렌즈에는 미리 결정된 소정의 회절패턴이 형성되어 있다. 이러한 회절패턴에 의해 광원(31)이 회절광학소자(35)의 어느 위치를 통과하는지에 따라 굴절율이 달라지게 되며, 이에 따라, 광원(31)이 회절광학소자를 통과하면서 일정한 패턴이미지를 발생시킬 수 있다. 도 3에는 DOE 렌즈에 형성된 회절패턴의 일예가 도시되어 있다.

회절광학소자(35)의 광원(31)을 향한 일면에는 평철 볼록렌즈(Plano Convex Lens)(미도시)가 결합될 수 있다. 평철 볼록렌즈는 광원(31)으로부터의 빛을 좀 더 평행하게 조절함으로써, 회절광학소자(35)가 복잡한 회절패턴을 갖는 경우 사용할 수 있다.

이러한 회절판을 통과한 광원(31)은 회절패턴에 따라 미리 설계된 소정의 패턴이미지가 출력되며, 객체에 투사되어 표시된다. 회절패턴에 따라 패턴이미지는, 도 4의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 다양한 형상을 갖게 된다.

촬영장치(40)는, 하우징을 관통하여 장착되는 렌즈(41)와, 패턴이미지를 촬영하는 이미지 센서(미도시)를 포함하며, 이미지 센서는 빛을 받아들여 전기적 신호로 변경하는 반도체 소자로서, 전하결합소자(CCD: Charge Coupled Device)와 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS: Complementary metal-oxide semiconductor) 중 하나를 사용할 수 있다. 이미지 센서에서 촬영된 이미지는 전기적 신호로 변환되어 이미지 보정부(45)로 제공된다.

이미지 보정부(45)는, 이미지 센서에서 전기적 신호로 변환된 패턴이미지를 제공받아 중력가속도 센서(20)에 의해 감지된 거리측정기(1)의 기울어짐에 따라 발생한 패턴이미지의 왜곡을 보정한다. 이때, 이미지 보정부(45)는 패턴이미지 내의 무늬를 감지하여 패턴이미지를 감지하고, 패턴이미지의 테두리와 패턴이미지내의 무늬를 이용하여 패턴이미지를 보정함으로써, 도 4의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 패턴이미지에 왜곡이 없도록 한다.

거리산출부(50)는 촬영장치(40)에서 촬영되어 이미지 보정부(45)에서 보정된 패턴이미지를 입력받아 패턴이미지를 분석하여 거리측정기(1)와 패턴이미지가 투사된 객체 사이의 거리를 산출할 수 있다.

한편, 회절광학소자(35)를 통과한 광원(31)은 일정한 각도를 가지고 외부로 조사되며, 이에 따라, 회절광학소자(35)와 패턴이미지가 맺히는 객체 사이의 거리가 멀수록 패턴이미지의 크기도 커진다. 즉, 도 5 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 회절광학소자(35)와 객체 사이의 기준 거리 L1와, 패턴이미지의 기준 크기 D1는 비례관계에 있고, 회절광학소자(35)와 객체 사이의 거리 L2와 패턴이미지의 크기 D2도 비례관계에 있다. 따라서, L1과 D1에 대한 정보가 있다면, 촬영된 패턴이미지의 크기 D2를 이용하여 L2를 구할 수 있다.

거리산출부(50)는, 회절광학소자(35)와 객체 사이의 기준 거리 L1과, 이때의 패턴이미지의 기준 크기 D1에 대한 정보를 미리 가지고 있으며, 촬영장치(40)에서 촬영된 패턴이미지의 크기 D2를 측정한 다음, L1, D1, D2 값을 이용하여 회절광학소자(35)와 객체 사이의 현재 거리 L2를 산출할 수 있다.

한편, 거리산출부(50)에서 사용하는 패턴이미지의 기준 크기 D1은, 패턴이미지 내의 무늬 간의 거리일 수 있다. 예를 들어, 도 4(a)에 도시된 회절패턴의 경우, 빨간색으로 표시된 'ㄱ'자 형상의 무늬 중 두 개를 선택하여 그들 사이의 거리를 패턴이미지의 기준 크기 D1으로 설정할 수 있다. 도 4(b)에 도시된 회절패턴의 경우, 파란색으로 표시된 4개의 조각 중 서로 마주보는 한 쌍을 선택하여 그들 사이의 거리를 패턴이미지의 기준 크기 D1으로 설정할 수 있다. 도 4(c) 내지 도 4(e)에 도시된 패턴이미지들도 같은 방법으로 기준 크기 D1을 설정할 수 있다.

이렇게 패턴이미지의 종류에 따라, 기준 거리 L1과 기준 크기 D1에 대한 정보가 상이하므로, 거리산출부(50)는 패턴이미지의 종류에 따라 별도의 기준 거리 L1과 기준 크기 D1에 대한 정보를 매칭시켜 가지고 있다.

이에 따라, 거리산출부(50)에서는 촬영된 패턴이미지에서 크기 D2로 측정할 무늬를 선택하여 무늬 사이의 거리를 측정하고, 기준 크기 D1과 기준 거리 L1을 이용하여 현재 거리 L2를 산출한다.

이렇게 거리산출부(50)에서 산출된 결과는, 디스플레이부(15)를 통해 표시된다. 디스플레이부(15)에는 거리산출부(50)에서 산출된 현재 거리 L2만 표시될 수도 있고, 패턴이미지의 크기 D1의 길이도 표시될 수 있다.

디스플레이부(15)는 LCD, LED 등 다양한 재질로 제작될 수 있다.

입력부(5)는 거리산출기를 온오프하는 전원버튼(6), 거리산출을 시작하기 위한 측정버튼(7)을 비롯하여 다양한 버튼을 포함할 수 있다.

중력가속도 센서(20)는, 가상의 X축, Y축, Z축에 가해지는 중력가속도를 이용하여 거리측정기(1)의 기울어짐을 감지할 수 있다. 거리측정기(1)가 기울어지지 아니한 상태에서는 Z축에만 중력가속도가 가해지지만, 거리측정기(1)가 기울어지면 모든 축에 중력가속도가 가해진다. 각 축에 가해진 중력가속도를 측정하여 이를 삼각함수를 적용하면 거리측정기(1)가 기울어진 정도와 방향을 알 수 있다.

이미지 보정부(45)는 이렇게 중력가속도 센서(20)에서 산출된 거리측정기(1)의 기울어진 정도와 방향에 따라 패턴이미지를 보정할 수 있다.

제어부(10)는 측정버튼(7)이 선택되면, 광원(31)을 턴온시키고, 광원(31)이 턴온되면 이미지 센서를 동작시켜 패턴이미지를 촬영하도록 한다. 그런 다음, 제어부(10)는 중력가속도 센서(20)를 동작시켜 중력가속도 센서(20)에서 감지된 거리측정기(1)의 기울어짐 정보를 이미지 보정부(45)로 전달한다. 이미지 보정부(45)에서 패턴이미지가 보정되면, 패턴이미지를 거리산출부(50)로 전달하여 패턴이미지가 투사된 객체와의 거리를 산출하도록 제어한다.

이러한 구성에 의한 회절광학소자(35)를 이용한 거리측정기(1)에서 거리를 측정하는 과정을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

거리측정기(1)의 전원버튼(6)을 가압하여 전원을 턴온시키고, 측정버튼(7)을 선택하면, 제어부(10)는 광원(31)에 전원을 공급하여 턴온시키고(S600), 광이 회절광학소자(35)를 통과하여 패턴이미지가 발생된다(S610).

패턴이미지가 객체에 투사되면, 이미지 센서에서는 패턴이미지를 촬영하고(S620), 촬영된 패턴이미지는 전기신호로 변환되어 이미지 보정부(45)로 전달된다. 이미지 보정부(45)에서는 중력가속도 센서(20)로부터 감지된 거리측정기(1)의 기울어짐에 대한 정보를 제공받고(S630), 거리측정기(1)의 기울어짐에 따라 패턴이미지의 왜곡을 보정하여 거리산출부(50)로 전달한다(S640).

거리산출부(50)에서는 촬영된 패턴이미지의 무늬 간 간격인 D2를 측정한 다음(S650), 해당 패턴이미지에 대응되는 기준 크기 D1과 기준 거리 L1을 이용하여 거리측정기(1)와 패턴이미지가 투사된 객체와의 현재 거리 L2를 산출한다(S660).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회절광학소자를 이용한 거리측정장치가 장착된 휴대용 디바이스의 구성블럭도이고, 도 8은 도 7의 휴대용 디바이스의 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 거리측정장치(100)는 휴대용 디바이스(150)에 장착하여 사용할 수 있으며, 거리측정장치(100)는 휴대용 디바이스(150)의 일측에 장착할 수 있는 구조의 하우징을 갖는다.

본 실시예에 따른 거리측정장치(100)는, 광원(131), 광원(131)으로부의 광을 회절시키는 회절광학소자(135), 무선통신부(140) 및/또는 유선통신부(145)를 포함한다. 여기서, 광원(131)과 회절광학소자(135)는, 도 1 및 도 2에 개시된 광원(131) 및 회절광학소자(135)와 동일한 구조를 가지므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

무선통신부(140)는 무선통신방식을 통해 거리측정장치(100)와 휴대용 디바이스(150) 간의 정보 송수신이 가능하도록 지원하며, 블루투스나 와이파이 등의 통신방식을 사용할 수 있다.

유선통신부(145)는 유선을 통해 거리측정장치(100)와 휴대용 디바이스(150) 간의 정보 송수신이 가능하도록 지원한다. 유선통신부(145)를 사용하는 경우, 거리측정장치(100)와 휴대용 디바이스(150)를 연결하기 위한 별도의 케이블이 마련되어야 한다.

거리측정장치(100)는 무선통신부(140)만을 이용하는 경우에는 별도의 배터리를 장착하여 사용하며, 유선통신부(145)를 이용하는 경우에는 휴대용 디바이스(150)로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다.

휴대용 디바이스(150)는, 휴대폰, PDA, 테블릿 PC, 노트북 등 사용자가 휴대하여 사용할 수 있는 기기로서, 휴대용 디바이스(150)의 종류는 이에 한정되지 아니하며, 디스플레이부(170)와 입력부(165)를 구비하고, 거리측정장치(100)의 조작을 위한 어플리케이션(160)을 다운로드하여 설치할 수 있는 디바이스라면 본 발명의 휴대용 디바이스(150)로 사용할 수 있다.

이러한 휴대용 디바이스(150)는 디스플레이부(170), 입력부(165), 중력가속도 센서(175), 무선통신부(195), 유선통신부(200), 카메라(180)가 이미 구비되어 있으며, 거리측정장치(100)의 작동을 위한 어플리케이션(160)이 설치되어 있다.

어플리케이션(160)은, 거리측정장치(100)를 제조하거나 판매하는 업체에서 운영하는 서버로부터 다운로드받아 휴대용 디바이스(150)에 설치할 수 있으며, 카메라(180)에서 촬영된 패턴이미지의 왜곡을 휴대용 디바이스(150)의 기울어짐에 따라 보정하고, 패턴이미지가 투사된 객체와의 거리를 산출한다. 어플리케이션(160)은 상술한 거리산출부(50)와 마찬가지로, 패턴이미지의 종류에 따라 회절광학소자(135)와 객체 사이의 기준 거리 L1과, 패턴이미지의 기준 크기 D1에 대한 정보를 가지고 있으며, 이에 따라, 촬영된 패턴이미지의 크기 D2를 이용하여 패턴이미지까지의 거리 L2를 산출할 수 있다.

디스플레이부(170)에는 어플리케이션(160)의 조작을 위한 사용자 인터페이스가 표시되고, 어플리케이션(160)에 의해 산출된 패턴이미지가 투사된 객체와의 거리가 표시된다.

입력부(165)는 별도의 버튼 또는 디스플레이부(170)에 설치된 터치패널로 마련될 수 있으며, 어플리케이션(160)을 조작하여 거리측정장치(100)를 동작시키기 위해 사용한다.

또한, 중력가속도 센서(175)에서 감지된 휴대용 디바이스(150)의 기울어짐에 대한 정보를 어플리케이션(160)으로 제공하여 패턴이미지의 기울어짐을 보정할 수 있도록 한다.

한편, 일반적으로 휴대폰이나 테블릿 PC 등의 휴대용 디바이스(150)에는 중력가속도 센서(175)가 이미 장착되어 있으므로, 장착된 중력가속도 센서(175)를 사용할 수 있다. 휴대용 디바이스(150)에 중력가속도 센서(175)가 장착되어 있지 아니한 경우에 대비하여 거리측정장치(100)에는 중력가속도 센서(175)가 장착될 수 있다.

무선통신부(195) 및 유선통신부(200)는 거리측정장치(100)와 통신이 가능하도록 하며, 무선통신부(195)는 블루투스나 와이파이 등의 통신방식을 지원할 수 있고, 유선통신부(200)는 케이블을 통해 거리측정장치(100)와의 정보 교환이 가능하도록 지원한다.

무선통신부(195)와 유선통신부(200)를 통해, 휴대용 디바이스(150)에서는 거리측정장치(100)로 광원(131)을 턴온시켜 패턴이미지가 외부로 조사되도록 제어할 수 있다. 패턴이미지가 외부로 조사되면, 휴대용 디바이스(150)의 카메라(180)에서는 객체에 투사된 패턴이미지를 촬영하고, 어플리케이션(160)에서는 패턴이미지를 보정하고 분석하여 객체까지의 거리를 산출한다.

한편, 상술한 실시예에서는 거리측정장치(100)와 휴대용 디바이스(150)가 정보를 교환할 수 있도록 무선통신부(140) 및/또는 유선통신부(145)를 거리측정장치(100)에 구비하도록 하였으나, 거리측정장치(100)와 휴대용 디바이스(150)의 어플리케이션(160)을 별도로 동작시키는 경우, 거리측정장치(100)에 무선통신부(140)와 유선통신부(145)를 구비할 필요가 없다. 즉, 거리측정장치(100)에 입력부(165)를 마련하여 거리측정장치(100)를 동작시켜 패턴이미지를 발생시킨 다음, 휴대용 디바이스(150)에 설치된 어플리케이션(160)을 별도로 조작하여 패턴이미지를 촬영하고 객체까지의 거리를 산출하도록 할 수도 있다. 이 경우, 거리측정장치(100)와 휴대용 디바이스(150)는 상호 정보를 송수신할 필요가 없으므로, 거리측정장치(100)에 무선통신부(140)와 유선통신부(145)를 마련할 필요가 없다.

이러한 구성에 의한 회절광학소자(135)를 이용한 거리측정장치(100)가 장착된 휴대용 디바이스(150)에서 거리를 측정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

휴대용 디바이스(150)에서 거리측정 기능을 수행하기 위해서, 먼저 휴대용 디바이스(150)를 서버에 접속시켜 어플리케이션(160)을 다운로드받아 설치한다.

설치가 완료되면, 어플리케이션(160)을 이용하여 거리측정장치(100)를 턴온시키고 측정이 이루어지도록 명령한다.

그러면, 거리측정장치(100)의 광원(131)에 전원이 공급되고, 광이 회절광학소자(135)를 통과하여 패턴이미지가 발생된다. 광원(131)이 턴온되었다는 정보가 유선통신부(145) 또는 무선통신부(140)를 통해 휴대용 디바이스(150)로 전달되면, 어플리케이션(160)은 패턴이미지가 객체에 투사되었다고 판단하고, 거리측정을 위한 기능을 수행한다.

먼저, 어플리케이션(160)은, 휴대용 디바이스(150)의 이미지 센서를 동작시켜 패턴이미지를 촬영하도록 제어하고, 이미지 센서는 촬영된 패턴이미지를 전기신호로 변환하여 어플리케이션(160)으로 제공한다. 이와 함께, 중력가속도 센서(175)에서 감지된 휴대용 디바이스(150)의 기울기 정보도 어플리케이션(160)으로 제공된다. 어플리케이션(160)에서는 휴대용 디바이스(150)의 기울기 정보를 이용하여 패턴이미지를 보정하고, 보정이 완료되면, 촬영된 패턴이미지의 크기 D2를 측정한다. 그런 다음, 어플리케이션(160)은 해당 패턴이미지에 대한 기준 크기 D1과 기준 거리 L1을 이용하여 휴대용 디바이스(150)와 패턴이미지가 투사된 객체와의 현재 거리 L2를 산출한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 거리측정기(1)의 경우, 저렴한 회절광학소자(135)를 이용하여 거리측정시스템(30)을 구성함으로써, 간단한 구성과 프로세스로 객체와의 거리를 측정할 수 있고, 원가를 절감할 수 있다. 한편, 광원(131)과 회절광학소자(135)만으로 구성되는 거리측정장치(100)를 제작하고, 휴대용 디바이스(150)에 장착하여 거리를 측정할 수 있도록 함으로써, 거리측정장치(100)의 구성을 간단화할 수 있으며, 휴대용 디바이스(150)에 이미 구비되어 있는 구성들을 이용하여 거리를 측정할 수 있으므로, 원가를 더욱 절감할 수 있다.

전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 거리측정기 5 : 입력부
10 : 제어부 15 : 디스플레이부
20 : 중력가속도 센서 30 : 거리측정 시스템
31 : 광원 35 : 회절광학소자
40 : 촬영장치 45 : 이미지 보정부
50 : 거리산출부 100 : 거리측정장치
150 : 휴대용 디바이스 160 : 어플리케이션

Claims (17)

1. 일정한 회절패턴을 갖는 회절광학소자, 객체에 패턴이미지가 출사되도록 상기 회절광학소자로 광을 조사하는 광원, 일측 무선통신부 및 하기 이동통신단말의 일측에 장착되는 하우징을 포함하는 거리측정장치; 및
   터치패널이 마련된 디스플레이부, 기기의 기울어짐을 감지하기 위한 중력가속도센서, 상기 패턴이미지를 촬영하는 카메라, 상기 일측 무선통신부로 정보를 송수신하는 타측 무선통신부 및 상기 거리측정장치의 조작을 위한 어플리케이션을 포함하는 이동통신단말을 구비하고,
   상기 터치패널에 대한 사용자 조작에 따라 상기 타측 무선통신부에서 상기 일측 무선통신부로 상기 광원을 턴온시키는 제어정보가 송신되고,
   상기 어플리케이션은,
   상기 중력가속도센서에서 감지된 기울기에 따라 상기 패턴이미지의 왜곡을 보상한 후 상기 카메라에서 촬영된 패턴이미지를 분석하여 상기 회절광학소자와 상기 패턴이미지가 투사된 상기 객체 사이의 거리를 산출하며,
   산출된 거리는 상기 디스플레이부에 표시되는 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 이용한 거리측정 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 어플리케이션은, 상기 패턴이미지와의 기준 거리와, 상기 기준 거리에서 촬영된 상기 패턴이미지의 기준 크기 정보를 미리 가지고 있으며, 상기 카메라에서 촬영된 패턴이미지의 크기를 측정하여 상기 패턴이미지가 투사된 객체와의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 이용한 거리측정 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 어플리케이션에서 사용하는 상기 패턴이미지의 크기 정보는, 상기 패턴이미지내의 특정 무늬 간의 간격이며, 상기 패턴이미지에 따라 상기 무늬 간의 간격이 상호 상이한 것을 특징으로 하는 회절광학소자를 이용한 거리측정 시스템.
5. 삭제
6. 삭제
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8. 삭제
9. 삭제
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11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
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17. 삭제

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