[发明专利]曲面图案标记及包括该标记的光学跟踪装置

说明书

本发明的技术思想是提供一种能够提高位置检测的精密性并减小尺寸的曲面图案标记及包括该标记的光学跟踪装置。该标记包括：第一透镜部，其具备拥有入射面的至少一个透镜，形成得使入射的光出射到目标范围内，入射的光中与光轴平行的光垂直入射到入射面；图案部，其形成有曲面图案；及第二透镜部，其配置于第一透镜部与图案部之间，调节从第一透镜部出射的光，使得在曲面图案聚焦。

技术领域

本发明的技术思想涉及能够跟踪标的物的位置的标记，特别是涉及一种具备曲面形态的图案的标记及包括该标记的光学跟踪装置。

背景技术

一般而言，为了跟踪物体的位置，可以使用光学跟踪系统(optical trackingsystem)。例如，光学跟踪系统可以用于在诸如手术机器人的装备中实时跟踪标的物。光学跟踪系统通常包括附着于标的物的多个标记和使由标记反射的光成像的成像单元，在数学上计算从成像单元获得的信息，获得位置信息等。本发明的背景技术在大韩民国公开专利公报第10-1627813号(2016.05.31)的“位置及姿势测量用标记”、第10-1487248号(2015.01.22)的“光学跟踪系统”、第10-1406220号(2014.06.03)的“光学跟踪系统及利用其的跟踪方法”中公开。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的技术思想在于提供一种能够提高位置检测的精密性并减小尺寸的标记及包括该标记的光学跟踪装置。

技术方案

为了解决所述问题，本发明的技术思想是提供一种曲面图案标记，包括：第一透镜部，其具备拥有入射面的至少一个透镜，形成得使入射的光出射到目标范围内，所述入射的光中与光轴平行的光垂直入射到所述入射面；图案部，其形成有曲面图案；及第二透镜部，其配置于所述第一透镜部与所述图案部之间，调节从所述第一透镜部出射的光，使得在所述曲面图案聚焦。

在本发明的一个实施例中，所述曲面图案标记可以利用所述第一透镜部及第二透镜部，使在所述图案部反射的光与所述入射的光平行地出射。在本发明的一个实施例中，所述曲面图案标记可以还包括：光圈，其配置于所述第一透镜部的所述入射面前，限定光入射到所述第一透镜部的所述入射面的截面积。在本发明的一个实施例中，所述第一透镜部的所述入射面可以为与所述光圈的开口面平行的平面。在本发明的一个实施例中，所述曲面图案标记可以还包括：第三透镜部，其配置于所述光圈前，将入射的光聚光到所述光圈。

在本发明的一个实施例中，所述第一透镜部的出射面的面积可以大于所述第一透镜部的所述入射面的面积。在本发明的一个实施例中，所述目标范围的面积可以大于所述第一透镜部的出射面的面积，小于或等于所述第二透镜部的入射面。

在本发明的一个实施例中，所述第一透镜部可以具备向所述第二透镜部方向依次结合的第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第二透镜部可以还具备向所述第一透镜部方向结合于所述曲面透镜的第四透镜。

在本发明的一个实施例中，所述第一透镜部可以具有供所述第二透镜的入射面结合于所述第一透镜的出射面、供所述第三透镜的入射面结合于所述第二透镜的出射面的结构，所述第二透镜部可以具有供所述曲面透镜的入射面结合于所述第四透镜的出射面的结构，所述第四透镜可以从所述第三透镜隔开配置。

在本发明的一个实施例中，所述第四透镜的入射面可以具有小于出射面的曲率，从所述第一透镜部出射的光可以通过所述第四透镜及曲面透镜而聚焦于所述曲面图案。

在本发明的一个实施例中，所述曲面透镜的出射面可以具有与所述图案部实质上相同的曲率，所述图案部可以粘合于所述曲面透镜的出射面。

在本发明的一个实施例中，根据所述曲面图案的曲率和尺寸，所述第一透镜至第四透镜与所述曲面透镜各自的折射率及各自的入射面与出射面的形态可以各异。