KR101699250B1

KR101699250B1 - Dental three-dimensional scanner

Info

Publication number: KR101699250B1
Application number: KR1020150066808A
Authority: KR
Inventors: 문안오; 임형근; 전진표
Original assignee: 주식회사바텍; (주)바텍이우홀딩스
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2017-01-24
Also published as: KR20150130938A

Abstract

본 발명은 레이저광이 조사되는 가이드 영역을 회전 가능하도록 구성되어 구강 내 상악 또는 하악의 스캔을 위한 조작이 편리한 치과용 3차원 스캐너를 제공한다. 본 발명의 치과용 3차원 스캐너는 구강 내 구조물의 3차원 데이터를 획득하기 위한 치과용 3차원 스캐너에 있어서, 광원부, 상기 광원부의 광으로 측정광을 생성하고, 상기 구조물로 반사된 제1 반사광으로 제 2 반사광을 생성하는 광학부, 상기 제2 반사광을 감지하는 촬상부, 상기 촬상부의 감지결과로 상기 3차원 데이터를 생성하는 제어부가 내장되는 몸체 하우징; 및 상기 몸체 하우징에 회전 가능하게 결합되고, 상기 측정광과 제1 반사광이 투과하는 개구, 상기 측정광과 상기 제1 반사광이 각각 상기 구조물과 상기 광학부를 향하도록 반사하는 반사판이 구비된 팁 하우징을 포함한다.The present invention provides a three-dimensional scanner for dental use, which is configured to be rotatable around a guide region irradiated with a laser beam, and which is convenient to perform an operation for scanning an upper portion of an oral cavity or a mandible. A dental three-dimensional scanner according to the present invention is a dental three-dimensional scanner for acquiring three-dimensional data of an intraoral structure. The three-dimensional scanner generates dental light using light from a light source unit and light from the light source unit, A body housing having an optical unit for generating a second reflected light, an imaging unit for sensing the second reflected light, and a control unit for generating the three-dimensional data as a result of sensing by the imaging unit; And a tip housing rotatably coupled to the body housing, the tip housing having an aperture through which the measurement light and the first reflected light pass, and a reflector that reflects the measurement light and the first reflected light so that the first and second reflected light are directed toward the structure and the optical part, respectively .

Description

[0001] DENTAL THREE-DIMENSIONAL SCANNER [0002]

본 발명은 치과용 3차원 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정광의 조사방향을 몸체와 별도로 회전 조절할 수 있어 구강 내 상악 또는 하악의 스캔을 위한 조작이 편리한 치과용 3차원 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional scanner for dental use, and more particularly, to a three-dimensional scanner for dental use in which the direction of irradiation of measurement light can be adjusted separately from the body so that manipulation for scanning of the maxilla or mandible in the mouth is convenient.

일반적으로, 치과 병원 등에서는 환자의 치아에 대한 인상채득(impression taking) 과정을 통해 치아 등 구강 내 조직구조를 파악하고, 이를 기초로 환자의 환부에 대한 치료 및 진료를 수행하고 있다. 그런데, 이와 같은 인상채득 과정에서는 재료의 소모 문제 및 교차 감염 등의 문제와 제작된 인상체 또는 석고모형의 파손 가능성 및 보존 문제 등이 발생하고 있다.Generally, in a dental hospital or the like, impression taking of a patient's teeth is performed to grasp the tissue structure in the oral cavity such as a tooth, and based on this, treatment and medical treatment of the affected part are performed. However, in the impression making process like this, problems such as material consumption and cross-infection, and damage possibility and preservation problem of the manufactured impression body or plaster model are occurring.

또한, 종래의 구강 내 상태를 파악하기 위해 널리 사용되고 있는 방식은 시트 형상의 필름 또는 디지털 센서를 구강 내로 삽입시켜 환부 근처에 고정한 다음, 엑스레이와 같은 방사선을 구강의 환부에 투사하여 얻어진 2차원의 투과영상을 이용하는 방식이다.In order to grasp the state of the oral cavity in the past, a widely used method is to insert a sheet-like film or a digital sensor into the oral cavity to fix it in the vicinity of the affected part, and then to transmit the radiation such as X- It is a method of using images.

그러나, 이러한 방식은 3차원적 구조물을 2차원적 평면에 투영 표시하는 과정에서 오류가 발생될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 환자에게 많은 양의 방사선 조사를 받게 하고, 환자의 경제적인 부담과 시행 단계에서의 복잡성 등으로 많은 임상적 문제점을 야기할 수 있다.However, such a method has a problem that an error may occur in the process of projecting and displaying a three-dimensional structure on a two-dimensional plane. In addition, patients are exposed to a large amount of radiation, which can cause many clinical problems due to the economic burden of the patient and complexity in the execution stage.

최근에는 치아의 수복, 보철 등의 치과 치료 시 치아 및 구강조직의 형태에 대한 3차원 영상을 획득하기 위하여 구강 내 구조물 등의 입체 형상을 가지는 피사체를 레이저광 등의 측정광으로 촬영하여 피사체의 실제 이미지와 동일한 3차원 영상 정보를 획득하는 치과용 3차원 스캐너를 이용하는 추세이다.Recently, in order to acquire a three-dimensional image of the shape of teeth and oral tissues during dental treatment of restoration of teeth, prosthesis, etc., a subject having a three-dimensional shape such as an oral cavity is photographed with measuring light such as laser light, Dimensional scanner that acquires the same three-dimensional image information as an image.

하지만, 일반적인 치과용 3차원 스캐너는 통상 바 또는 스틱 형태로서 파지가 불편할 뿐만 아니라 측정광이 조사되는 방향이 고정되어 있어 구강 내 상악 또는 하악 스캔 시 스캐너 장치 자체를 회전시켜야 하는 불편이 있었으며, 또한 스캐너 장치를 회전시키는 경우 케이블이 꼬이는 현상이 발생하여 스캐너 장치에 고장이 발생하는 문제점이 있었다.However, since a general dental three-dimensional scanner generally has a bar or stick shape and is not only inconvenient to grasp but also has a fixed direction in which the measurement light is irradiated, there is a problem that the scanner device itself must be rotated during the maxillary or mandibular scan in the oral cavity, When the apparatus is rotated, there is a problem that a cable is twisted and a trouble occurs in the scanner device.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파지 가능한 손잡이가 형성되고 측정광의 조사방향을 본체와 별도로 회전 조절할 수 있어 한손으로도 케이블 꼬임 등의 문제점 없이 구강 내 상악 또는 하악의 스캔을 위한 조작이 편리한 치과용 3차원 스캐너에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for scanning a maxilla or mandible in a mouth without any problem of cable twist, To a dental three-dimensional scanner which is easy to operate.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치과용 3차원 스캐너는, 구강 내 구조물의 3차원 데이터를 획득하기 위한 치과용 3차원 스캐너에 있어서, 광원부, 상기 광원부의 광으로 측정광을 생성하고, 상기 구조물로 반사된 제1 반사광으로 제 2 반사광을 생성하는 광학부, 상기 제2 반사광을 감지하는 촬상부, 상기 촬상부의 감지결과로 상기 3차원 데이터를 생성하는 제어부가 내장되는 몸체 하우징; 및 상기 몸체 하우징에 회전 가능하게 결합되고, 상기 측정광과 제1 반사광이 투과하는 개구, 상기 측정광과 상기 제1 반사광이 각각 상기 구조물과 상기 광학부를 향하도록 반사하는 반사판이 구비된 팁 하우징을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a dental three-dimensional scanner for acquiring three-dimensional data of an intraoral structure, the dental three-dimensional scanner comprising: a light source for generating measurement light using light from the light source; A body housing in which a control unit for generating the three-dimensional data as a result of sensing by the imaging unit is incorporated; And a tip housing rotatably coupled to the body housing, the tip housing having an aperture through which the measurement light and the first reflected light pass, and a reflector that reflects the measurement light and the first reflected light so that the first and second reflected light are directed toward the structure and the optical part, respectively .

이 때, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치과용 3차원 스캐너는, 상기 몸체 하우징에 교차하는 방향으로 결합된 손잡이 하우징을 더 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the dental three-dimensional scanner of the present invention may further include a handle housing coupled to the body housing in a direction crossing the body housing.

여기서, 상기 팁 하우징은 상기 몸체 하우징과 상기 팁 하우징 사이에 배치된 회전부재를 통해 상기 몸체 하우징에 회전 가능하도록 결합될 수 있다.Here, the tip housing may be rotatably coupled to the body housing through a rotating member disposed between the body housing and the tip housing.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치과용 3차원 스캐너는, 구동 신호를 입력받아 상기 팁 하우징을 회전시키는 회전 구동부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 회전 명령을 입력받아 상기 구동 신호를 생성할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a dental three-dimensional scanner including a rotation driving unit for receiving a driving signal and rotating the tip housing, wherein the control unit generates a driving signal can do.

또한, 상기 회전 구동부는, 상기 구동 신호의 입력에 따라 상기 팁 하우징을 180도씩 회전시키고, 상기 제어부는, 상기 구동 신호에 대응하여 상기 3차원 데이터가 상악 또는 하악에 관한 것인지 여부를 판단할 수 있다.The rotation driving unit rotates the tip housing 180 degrees in response to the input of the driving signal, and the control unit may determine whether the three-dimensional data is related to the maxilla or mandible corresponding to the driving signal .

본 발명은 종래의 치과용 3차원 스캐너와 달리 파지 가능한 손잡이 하우징이 형성됨으로써 한손으로도 조작이 편리하며, 측정광이 조사되는 팁 하우징이 회전 가능하도록 구성됨으로써 스캐너 장치 자체를 회전시키지 않고서도 구강 내 상악 또는 하악의 스캔이 용이한 효과를 갖는다.The present invention is not limited to a conventional dental three-dimensional scanner, but a handle housing capable of being gripped is formed, so that the tip housing can be easily rotated even with one hand and the tip housing to which measurement light is irradiated can be rotated. The scan of the maxilla or mandible has an easy effect.

또한 팁 하우징의 회전에 의해 케이블이 꼬이는 현상을 방지하여 스캐너 장치의 고장을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 외부 요인에 의한 오염을 방지하는 효과를 갖는다.In addition, it is possible to prevent the cable from being twisted by the rotation of the tip housing, thereby minimizing the malfunction of the scanner device and preventing contamination due to external factors.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 나타낸 단면도이다.
도 5는 구강 내 하악 스캔 시 도 2의 치과용 3차원 스캐너를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 구강 내 상악 스캔 시 도 2의 치과용 3차원 스캐너를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a view illustrating a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a dental three-dimensional scanner according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the dental three-dimensional scanner of FIG. 2 during an intraoral mandibular scan.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the dental three-dimensional scanner of FIG. 2 in an intra-oral maxillary scan.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.And throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a component is referred to as being "comprising" or "comprising", it is to be understood that this does not exclude other components, unless the context otherwise requires, do.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
Furthermore, the terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너는, 손잡이 하우징(100), 몸체 하우징(200), 광원부(210), 촬상부(220), 제어부(230), 광학부(240), 회전 구동부(250), 팁 하우징(300) 및 회전부재(400)를 포함할 수 있다.2 is a perspective view schematically showing a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention The dental three-dimensional scanner according to the first embodiment includes a handle housing 100, a body housing 200, a light source unit 210, an imaging unit 220, a control unit 230, an optical unit 240, a rotation driving unit 250, And may include a housing 300 and a rotating member 400.

광원부(210)는, 치과 환자의 구강 내 구조물의 스캔을 위한 광을 조사한다. 이 때, 광원부(210)는, 제어부(230)의 제어에 따라, 즉, 제어부(230)에 설정된 출력 위치 및 출력 각도에 따라 광을 조사하게 된다. 한편, 제어부(230)는, 제어된 광에 대한 출력 위치 정보 및 출력 각도 정보를 저장하고, 저장된 출력 위치 정보 및 출력 각도 정보를 참조하여 치아 영상 데이터를 생성하게 된다. 한편, 광원부(210)의 배치 구조는 구강 스캐너의 형태에 따라 변경될 수 있으며, 광 출력 소자는 소형화에 유리한 레이저 다이오드 또는 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. The light source unit 210 irradiates light for scanning an intraoral structure of a dental patient. At this time, the light source unit 210 irradiates the light according to the control of the control unit 230, that is, the output position and the output angle set in the control unit 230. Meanwhile, the controller 230 stores output position information and output angle information for the controlled light, and generates tooth image data with reference to the stored output position information and output angle information. Meanwhile, the arrangement structure of the light source unit 210 may be changed according to the shape of the oral scanner, and the optical output device is preferably a laser diode or an LED (Light Emitting Diode) advantageous for miniaturization, but is not limited thereto.

또한, 촬상부(220)는, 광학부(240)를 통하여 입력된 제2 반사광을 감지하고, 감지된 제2 반사광을 제어부(230)로 출력한다. 여기서, 촬상부(220)의 광센서는, CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor), CCD(Charged Coupled Device) 또는 PSD(Position Sensitive Device) 등의 수광 소자일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The sensing unit 220 senses the second reflected light input through the optical unit 240 and outputs the sensed second reflected light to the controller 230. Here, the optical sensor of the image sensing unit 220 may be a light receiving element such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), a CCD (Charge Coupled Device), or a PSD (Position Sensitive Device), but is not limited thereto.

한편, 제어부(230)는, 촬상부(220)로부터 제2 반사광을 입력받고, 입력된 제2 반사광을 처리하여 3차원 데이터를 생성한다. 즉, 제어부(230)는, 촬상부(220)로부터 제2 반사광에 따라 결정된 전기 신호에 상응하는 위치 정보, 즉, 구강 내 구조물의 위치별 높이 값 등을 획득하고, 획득한 값들을 통합하여 3차원 데이터를 생성한다.On the other hand, the control unit 230 receives the second reflected light from the image pickup unit 220 and processes the input second reflected light to generate three-dimensional data. That is, the control unit 230 obtains the position information corresponding to the electric signal determined according to the second reflected light from the imaging unit 220, that is, the height value for each position of the oral cavity structure, Dimensional data.

또한, 광학부(240)는, 광원부(210)에서 조사된 광을 광학적으로 처리하여 측정광을 생성하고, 측정광이 치과 환자의 구강 내 구조물에 반사되어 형성된 제1 반사광을 광학적으로 처리하여 제2 반사광을 생성하며, 생성된 제2 반사광을 촬상부(220)로 제공한다. 여기서, 광학부(240)는, 측정광과 제1 반사광의 경로가 동일한 구조일 수도 있고 측정광과 제1 반사광의 경로가 상이한 구조일 수도 있으나 이에 한정되지 않는다.The optical unit 240 optically processes the light irradiated from the light source unit 210 to generate measurement light and optically processes the first reflected light formed by the measurement light reflected from the intraoral structure of the dental patient, 2 reflected light, and provides the generated second reflected light to the image sensing unit 220. [0035] Here, the optical unit 240 may have a structure in which the path of the measurement light and the first reflected light have the same structure, and the path of the measurement light and the first reflected light may be different, but the present invention is not limited thereto.

한편, 회전 구동부(250)는, 제어부(230)로부터 구동 신호를 입력받아 팁 하우징(200)을 회전시킨다. 이 때, 제어부(230)는, 손잡이 하우징(100) 또는 몸체 하우징(200) 외부에 형성된 스위치 입력 단자(도시되지 않음)를 통하여 회전 명령을 입력받아 구동 신호를 생성할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 소정의 조건의 충족, 예를 들면, 하악의 3차원 데이터 생성 완료 등 조건의 충족을 회전 명령이 입력된 것으로 판단하여 구동 신호를 생성할 수도 있다.On the other hand, the rotation driving unit 250 receives the driving signal from the control unit 230 and rotates the tip housing 200. At this time, the controller 230 may generate a driving signal by receiving a rotation command through a switch input terminal (not shown) formed on the outside of the handle housing 100 or the body housing 200, It is also possible to generate the drive signal by determining that the rotation command is inputted by satisfying the predetermined condition, for example, completion of generation of the three-dimensional data of the mandible, and the like.

또한, 회전 구동부(250)는, 제어부(230)로부터 구동 신호를 입력받으면 팁 하우징(200)을 소정의 각도 또는 180도씩 회전시킬 수 있고, 이를 통하여 치과 의사 등이 상악 방향과 하악 방향에 맞게 직접 팁 하우징(200)의 회전 정도를 조절해야 하는 불편을 감소시킬 수 있다. 이 때, 제어부(230)는, 구동 신호의 생성에 대응하여 3차원 데이터가 상악 또는 하악에 관한 것인지 여부를 판단하는데, 이를 통하여 구동 신호가 생성될 때마다 3차원 데이터에 관련 정보를 추가함으로써 3차원 데이터가 상악에 관한 것인지 하악에 관한 것인지 표시하게 된다. 즉, 제어부(230)는, 3차원 데이터에 상악 및 하악 정보를 추가함으로써, 제어부(230)가 외부 장치에 3차원 데이터를 송신한 후 처리하는 상황에 있어서, 외부 장치로 하여금 표시 영상의 반전 여부를 결정할 수 있도록 한다.
The rotation driving unit 250 may rotate the tip housing 200 by a predetermined angle or 180 degrees when the driving signal is received from the controller 230 so that a dentist or the like rotates the tip housing 200 directly The inconvenience of adjusting the degree of rotation of the tip housing 200 can be reduced. At this time, in response to the generation of the driving signal, the control unit 230 determines whether the three-dimensional data is related to the maxilla or mandible. By adding the related information to the three-dimensional data every time the driving signal is generated, Dimensional data indicates whether it is about the maxilla or the mandible. That is, in a situation where the controller 230 transmits the 3D data to the external device and processes the 3D data, the controller 230 controls the external device to determine whether the display image is inverted .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 나타낸 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 광학부(240)는, 제1 광학계(241) 및 제2 광학계(242)를 포함한다.FIG. 3 is a sectional view of a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention. The optical unit 240 of a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention includes a first optical system 241, 2 optical system 242.

제1 광학계(241)는, 광원부(210)에서 조사된 광을 광학적으로 처리하여 측정광을 생성하고, 생성된 측정광을 반사판(310)으로 제공한다. 이 때, 제1 광학계(241)는, 내부에 장착된 렌즈의 굴절률에 따라 다른 초점 거리를 제공하는데, 초점 거리가 길수록 측정 영역이 작은 측정광을 제공하게 된다. 한편, 제1 광학계(241)는, 삼각 측량 방식 또는 스테레오 방식을 채택하는 경우에 있어서, 패턴을 가진 측정광을 생성할 수 있으며, 이를 위하여 필터를 포함할 수 있다. 여기서, 측정광의 패턴을 형성하기 위하여, 광원부(210)가 패턴 형식의 광을 조사하는 방법을 이용할 수도 있다. The first optical system 241 optically processes the light emitted from the light source unit 210 to generate measurement light and provides the generated measurement light to the reflection plate 310. At this time, the first optical system 241 provides a different focal length depending on the refractive index of the lens mounted therein, and the longer the focal length, the smaller the measurement area is. On the other hand, in the case of employing the triangulation method or the stereo method, the first optical system 241 may generate a measuring light having a pattern, and may include a filter for this purpose. Here, in order to form a pattern of measurement light, a method of irradiating light of a pattern format by the light source unit 210 may be used.

또한, 제2 광학계(242)는, 반사판(310)으로부터의 제1 반사광을 처리하여 제2 반사광을 생성하고, 생성된 제2 반사광을 촬상부(220)에 제공한다. 이 때, 제2 광학계(242)는, 핀홀 부재(도시되지 않음)를 포함할 수 있는데, 핀홀부재는, 공초점(Confocal) 방식을 제공하기 위한 구성요소로서, 이에 의하면, 제2 광학계(242) 내부에 장착된 렌즈에서 집속한 제1 반사광이 핀홀부재에 형성된 핀홀에 결상되는데, 이 때 치과 환자 내 구강 내 구조물이 초점 거리에 맞는 위치를 조금만 벗어나게 되어도 핀홀부재에 형성된 핀홀을 투과한 광의 세기가 급격하게 감소하게 된다. 따라서, 촬상부(220)는 핀홀부재를 투과한 광의 세기를 감지하여 위치별 치과 환자 내 구강 내 구조물의 높이 정보를 획득할 수 있다. 아울러, 제2 광학계(242)는, 공초점 방식을 제공하기 위하여 내부에 장착된 렌즈의 초점 거리를 조정할 수 있어야 하며, 제2 광학계(242)가 그 내부에 액체렌즈(도시되지 않음)를 포함한 경우, 제어부(230)가 액체렌즈에 인가하는 전압의 세기 또는 인가 시간을 제어하여 액체렌즈의 초점거리, 즉, 굴절률을 조정하는 방식을 사용할 수 있고, 제2 광학계(242)가 그 내부에 측정광에 평행한 방향으로 이동 가능한 렌즈(도시되지 않음)를 포함한 경우, 제어부(230)가 모터(도시되지 않음) 등을 사용하여 렌즈를 측정광에 평행한 방향으로 이동시켜 초점 거리를 조정하는 방식을 사용할 수 있다.
The second optical system 242 processes the first reflected light from the reflection plate 310 to generate second reflected light and provides the generated second reflected light to the imaging unit 220. [ At this time, the second optical system 242 may include a pinhole member (not shown), which is a component for providing a Confocal system, whereby the second optical system 242 The light reflected from the pinhole member is focused on the pinhole formed on the pinhole member. Even if the intraoral structure in the dental patient is slightly displaced from the position corresponding to the focal length, . Accordingly, the image sensing unit 220 can sense the intensity of the light transmitted through the pinhole member, and obtain height information of the intraoral structure in the dental patient by position. In addition, the second optical system 242 must be able to adjust the focal length of the lens mounted therein to provide a confocal method, and the second optical system 242 must include a liquid lens (not shown) The refractive power of the liquid lens can be adjusted by controlling the intensity or the application time of the voltage applied to the liquid lens by the controller 230. The second optical system 242 can measure (Not shown) capable of moving in a direction parallel to the light, the control unit 230 moves the lens in a direction parallel to the measurement light using a motor (not shown) or the like to adjust the focal length Can be used.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너를 나타낸 단면도로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 광학부(240)는, 빔 스플리터(243) 및 제3 광학계(244)를 포함한다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a dental three-dimensional scanner according to another embodiment of the present invention. The optical unit 240 of the dental three-dimensional scanner according to another embodiment of the present invention includes a beam splitter 243 and a third And an optical system 244.

빔 스플리터(Beam Splitter)(243)는, 광원부(210)에서 조사한 광을 반사판(310)의 방향으로 제공하고, 제3 광학계(244)로부터의 제2 반사광에 대한 경로를 형성하며, 제2 반사광을 촬상부(220)로 제공하게 된다. 즉, 빔 스플리터(243)는, 광원부(210)에서 조사한 광은 투과하고 제3 광학계(244)로부터의 제2 반사광은 반사하며, 이를 통하여 광원부(210)에서 조사한 광뿐만 아니라 제2 반사광에 대하여 공통의 광 경로를 사용할 수 있도록 한다.The beam splitter 243 provides the light irradiated from the light source unit 210 in the direction of the reflector 310 and forms a path for the second reflected light from the third optical system 244, To the image sensing unit 220. That is, the beam splitter 243 transmits the light irradiated from the light source unit 210 and reflects the second reflected light from the third optical system 244, and not only the light irradiated from the light source unit 210 but also the second reflected light So that a common optical path can be used.

또한, 제3 광학계(244)는, 반사판(310)으로부터의 제1 반사광을 처리하여 제2 반사광을 생성하고, 생성된 제2 반사광을 빔 스플리터(243)에 제공한다. 또한, 제3 광학계(244)는, 공초점 방식을 제공하기 위하여 내부에 장착된 렌즈의 초점 거리를 조정할 수 있어야 하며, 제3 광학계(244)가 그 내부에 액체렌즈(도시되지 않음)를 포함한 경우, 제어부(230)가 액체렌즈에 인가하는 전압의 세기 또는 인가 시간을 제어하여 액체렌즈의 초점거리, 즉, 굴절률을 조정하는 방식을 사용할 수 있고, 제3 광학계(244)가 그 내부에 측정광에 평행한 방향으로 이동 가능한 렌즈(도시되지 않음)를 포함한 경우, 제어부(230)가 모터(도시되지 않음) 등을 사용하여 렌즈를 측정광에 평행한 방향으로 이동시켜 초점 거리를 조정하는 방식을 사용할 수 있다.
The third optical system 244 processes the first reflected light from the reflection plate 310 to generate the second reflected light and provides the generated second reflected light to the beam splitter 243. Further, the third optical system 244 should be able to adjust the focal length of the lens mounted therein to provide a confocal method, and the third optical system 244 should include a liquid lens (not shown) The refractive power of the liquid lens can be adjusted by controlling the intensity or the application time of the voltage applied to the liquid lens by the controller 230. The third optical system 244 can measure (Not shown) capable of moving in a direction parallel to the light, the control unit 230 moves the lens in a direction parallel to the measurement light using a motor (not shown) or the like to adjust the focal length Can be used.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너는 전체적으로 권총(Handgun) 형상을 갖도록 형성되며, 손잡이 하우징(100), 손잡이 하우징(100)의 상부에 교차 결합된 몸체 하우징(200), 및 일단이 몸체 하우징(200)의 선단에 회전 가능하도록 몸체 하우징(200)의 장축 방향을 따라 결합된 팁 하우징(300)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 6, a dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention is formed to have a handgun shape as a whole and includes a handle housing 100, And a tip housing 300 coupled to the body housing 200 along the longitudinal axis of the body housing 200 so that one end of the tip housing 300 is rotatable at the tip of the body housing 200.

손잡이 하우징(100)은 몸체 하우징(200)과 별개의 구성으로 이루어져 사용자의 편의에 따라 몸체 하우징(200)에 탈부착하거나, 몸체 하우징(200)과 일체로 형성될 수 있다. 또한, 손잡이 하우징(100)은, 사용자가 한손으로 파지하기 적당한 소정길이의 봉 형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 목적에 따라 적절하게 변형할 수 있다.The handle housing 100 has a separate structure from the body housing 200 and may be detachably attached to the body housing 200 or formed integrally with the body housing 200 according to the convenience of the user. Further, the handle housing 100 may be formed into a rod shape having a predetermined length suitable for grasping with one hand by the user, but it is not limited thereto and can be appropriately modified according to the purpose.

손잡이 하우징(100)은 광원부(210)의 온/오프나 세기, 회전 구동부(250) 등의 동작을 제어하는 제어 버튼(도시되지 않음)을 외측에 구비할 수 있다. 이러한 제어 버튼을 통해 사용자가 한손으로 치과용 3차원 스캐너의 동작을 제어할 수 있으며, 나머지 한손으로는 다른 동작을 할 수 있게 된다. 참고로, 손잡이 하우징(100)은 사용자 편의를 위한 것으로 필요하다면 생략 가능하며, 사용자는 손잡이 하우징(100) 대신 몸체 하우징(200)을 한손으로 파지하여 사용할 수 있음은 물론이다. 이 경우 제어 버튼 등은 몸체 하우징(200)의 적절한 위치로 이동될 수 있다.The handle housing 100 may have a control button (not shown) for controlling the operation of the light source unit 210, such as on / off, intensity, and rotation driving unit 250. With this control button, the user can control the operation of the dental three-dimensional scanner with one hand, and can perform other operations with the other hand. For reference, the handle housing 100 may be omitted if necessary, and the user may grip the body housing 200 with one hand instead of using the handle housing 100. In this case, the control button or the like can be moved to a proper position of the body housing 200.

몸체 하우징(200)은 손잡이 하우징(100)의 상부에 그 장축이 손잡이 하우징(100)의 장축에 교차하는 방향으로 결합되며, 중앙 부분에서 일단부 또는 타단부로 갈수록 폭이 좁아지는 유선형으로 형성될 수 있다.The body housing 200 is formed at the upper part of the handle housing 100 in such a manner that its long axis is coupled in the direction crossing the longitudinal axis of the handle housing 100 and narrowed in width from the central part toward the one end or the other end .

팁 하우징(300)은 일단이 몸체 하우징(200)에 회전 가능하도록 결합되며, 팁 하우징(300)은 몸체 하우징(200)에 직접 회전 가능하도록 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 몸체 하우징(200)과 팁 하우징(300) 사이에 배치된 회전부재(400)를 통해 몸체 하우징(200)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다.The tip housing 300 is coupled to the body housing 200 so that one end of the tip housing 300 is rotatable and the tip housing 300 is coupled to the body housing 200 so as to be rotatable. And may be rotatably coupled to the body housing 200 through a rotating member 400 disposed between the tip housing 300 and the tip housing 300.

이를 위한 회전부재(400)는 소정 폭의 링 형상으로서 그 일단이 팁 하우징(300)의 타단에 둘러 고정되는 한편 회전부재(400)의 타단은 몸체 하우징(200) 선단에 회전 가능하도록 둘러 결합된 형태일 수 있다.One end of the rotary member 400 is fixed to the other end of the tip housing 300 while the other end of the rotary member 400 is rotatably coupled to the tip of the body housing 200 Lt; / RTI >

팁 하우징(300)의 타단의 내부는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하며, 경사면에 광원부(210)로부터 발생된 광에 의한 측정광을 스캔 대상 방향으로 반사시키는 동시에 스캔 대상으로부터 반사된 제1 반사광을 촬상부(220) 방향으로 반사시키는 반사판(310)이 형성될 수 있다. 이 때, 반사판(310)은, 측정광과 제1 반사광에 대하여 다른 반사각을 제공하기 위하여 제어부(230)의 구동에 따라 그 각도가 조정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 그리고 팁 하우징(300)의 타단 중 반사판(310)과 마주보는 위치에는 측정광과 제1 반사광이 투과 가능한 투명 윈도우, 즉, 투과창 등의 개구가 구비된다.
The inside of the other end of the tip housing 300 is preferably formed as an inclined surface. The inclined surface reflects the measurement light by the light generated from the light source unit 210 to the scan object direction, A reflection plate 310 may be formed to reflect the light in the direction of the unit 220. At this time, the angle of the reflection plate 310 may be adjusted according to the driving of the controller 230 to provide different reflection angles to the measurement light and the first reflection light, but the present invention is not limited thereto. A transparent window through which the measurement light and the first reflected light can pass, that is, a transmission window, is provided at a position opposite to the reflection plate 310 at the other end of the tip housing 300.

도 5 및 도 6을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 3차원 스캐너의 동작을 보다 자세하게 살펴보도록 한다. 여기서, 설명의 편의상 광학부(240), 회전 구동부(250)의 도시는 생략한다.5 and 6, the operation of the dental three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. Here, the illustration of the optical part 240 and the rotation driving part 250 is omitted for convenience of explanation.

스캔 대상인 하악의 치아를 스캔하는 경우, 치과 의사 등이 회전 부재 또는 회전 구동부(250)의 제어 버튼(도시되지 않음)을 통하여 팁 하우징(300)의 타단의 경사면에 부착된 반사판(310)이 아래로 향하도록 팁 하우징(300)을 회전시키면, 광원부(210)로부터 발생된 광은 측정광의 형태로 반사판(310)에 반사되어 하악의 치아에 조사되고, 하악의 치아로부터 반사된 제1 반사광은 다시 반사판(310)에 반사되어 제2 반사광의 형태로 촬상부(220)로 수신되고, 촬상부(220)로 수신된 제2 반사광은 제어부(230)에서 3차원 데이터 신호로 변환된다. 이 때, 팁 하우징(300)은, 제어부(230)의 구동 신호 및 회전 구동부(250)에 의하여 하악 방향으로 회전할 수 있고, 제어부(230)는 제2 반사광을 하악에서 온 신호로 판단하고 3차원 데이터에 하악임을 나타내는 정보를 포함하도록 제어할 수 있다.When a mandible is scanned, a reflection plate 310 attached to an inclined surface of the other end of the tip housing 300 through a rotary member or a control button (not shown) of the rotation driving unit 250 The light generated from the light source unit 210 is reflected by the reflection plate 310 in the form of measurement light and irradiated to the mandible teeth and the first reflected light reflected from the mandibular teeth is reflected again The second reflected light received by the image pickup unit 220 is converted into a three-dimensional data signal by the controller 230. The second reflected light is received by the image pickup unit 220 in the form of second reflected light. At this time, the tip housing 300 can be rotated in the mandible direction by the driving signal of the controller 230 and the rotation driving unit 250, and the controller 230 determines the second reflected light as the on-signal from the mandible, It is possible to control the dimension data to include information indicating the mandible.

스캔 대상인 상악의 치아를 스캔하는 경우, 치과 의사 등이 회전 부재 또는 회전 구동부(250)의 제어 버튼(도시되지 않음)을 통하여 팁 하우징(300)의 타단의 경사면에 부착된 반사판(310)이 위로 향하도록 팁 하우징(300)을 회전시키면, 광원부(210)로부터 발생된 광은 측정광의 형태로 반사판(310)에 반사되어 상악의 치아에 조사되고, 상악의 치아로부터 반사된 제1 반사광은 다시 반사판(310)에 반사되어 제2 반사광의 형태로 촬상부(220)로 수신되고, 촬상부(220)로 수신된 제2 반사광은 제어부(230)에서 3차원 데이터 신호로 변환된다. 이 때, 팁 하우징(300)은, 제어부(230)의 구동 신호 및 회전 구동부(250)에 의하여 상악 방향으로 회전될 수 있는데, 이 경우 제어부(230)는 제2 반사광을 상악에서 온 신호로 판단하고 3차원 데이터에 상악임을 나타내는 정보를 포함하도록 제어할 수 있다.When a dentist or the like attaches to the inclined surface of the other end of the tip housing 300 via a rotary member or a control button (not shown) of the rotary drive unit 250, The light generated from the light source unit 210 is reflected on the reflector 310 in the form of measurement light and irradiated to the teeth of the maxilla and the first reflected light reflected from the teeth of the maxilla is reflected by the reflection plate 310 again, The second reflected light received by the image pickup unit 220 is converted into a three-dimensional data signal by the controller 230. The second reflected light is received by the image pickup unit 220 in the form of second reflected light. At this time, the tip housing 300 can be rotated in the maximal direction by the driving signal of the controller 230 and the rotation driving unit 250. In this case, the controller 230 judges the second reflected light as an on- And to include information indicating that the three-dimensional data is the maxilla.

본 발명의 치과용 3차원 스캐너는 팁 하우징(300)이 회전 가능하도록 구성됨으로써 팁 하우징(300)만을 회전시켜 상악 또는 하악의 치아를 스캔하는 것이 용이할 뿐만 아니라, 회전부재(400)를 통해 손잡이 하우징(100)을 파지한 손의 검지 등을 이용하여 팁 하우징(300)을 쉽게 회전시킬 수 있어 스캔 작업의 효율성을 향상시키는 효과를 갖는다.
The dental three-dimensional scanner of the present invention is configured such that the tip housing 300 is rotatable, so that it is easy to scan only the tip housing 300 to scan the teeth of the maxilla or mandible, It is possible to easily rotate the tip housing 300 using the detection of the hand holding the housing 100, thereby improving the efficiency of the scanning operation.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지, 치환, 변경 및 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be clear to those who have.

100: 손잡이 하우징 200: 몸체 하우징
210: 광원부 220: 촬상부
230: 제어부 240: 광학부
241: 제1 광학계 242: 제2 광학계
243: 빔 스플리터 244: 제3 광학계
250: 회전 구동부 300: 팁 하우징
310: 반사판 400: 회전부재100: Handle housing 200: Body housing
210: light source 220:
230: control unit 240:
241: first optical system 242: second optical system
243: beam splitter 244: third optical system
250: rotation driving part 300: tip housing
310: reflector 400: rotating member

Claims

A dental three-dimensional scanner for acquiring three-dimensional data of an intraoral structure,
An optical unit for generating measurement light by the light of the light source unit and generating second reflected light by the first reflected light reflected from the structure, an imaging unit for sensing the second reflected light, A body housing having a control unit for generating data;
A tip housing rotatably coupled to the body housing, the tip housing having an aperture through which the measurement light and the first reflected light are transmitted, and a reflection plate that reflects the measurement light and the first reflected light so as to face the structure and the optical part, respectively; And
And a rotation driving unit for rotating the tip housing by a driving signal,
Wherein the control unit generates information on which of the upper and lower teeth the three-dimensional data is related to the driving signal,
Wherein the driving signal is generated by the control unit when the user's input, or any one of the three-dimensional data of the maxilla and the mandible, is generated.

The method according to claim 1,
And a handle housing coupled to the body housing in a direction crossing the body housing.

The method according to claim 1,
Wherein the tip housing is rotatably coupled to the body housing through a rotating member disposed between the body housing and the tip housing.

delete

The method according to claim 1,
Further comprising a user-operated button provided on the body housing for an input of a user for generating the driving signal,
Wherein the rotation driving unit rotates the tip housing 180 degrees in accordance with the driving signal.

The method according to claim 1,
Wherein the reflection plate adjusts an angle by the control unit to provide a different reflection angle to the measurement light and the first reflection light.