KR101799708B1 - 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 초점 스캐닝 - Google Patents

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Abstract

초점 길이를 스캐닝함으로써 정초점(in-focus) 컬러 이미지를 생성하고 다른 초점 면을 가지는 복수의 컬러 이미지를 얻는 것이다. 이들 복수의 이미지로부터 생성된 정초점 이미지는 동일 시스템에 의해 수행된 스캐닝 공초점(confocal) 3차원 측정과 결합되는 것이 적절하다. 본 시스템은 내부 구강(intra-oral) 스캐닝을 위해 사용될 수 있다.

Description

초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 초점 스캐닝{FOCAL SCANNING FOR GENERATING FOCUSED COLOR IMAGES}
물체의 3차원(3D) 토포그래피(topography)를 얻기 위해 여러가지 기술이 사용될 수 있다. 표면의 3D 토포그래피에 관한 정보는 물체와 표면의 다혈증(plethora)을 이미지화하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 3D 토포그래피 데이터는 치아 이미징 및 복원에서 응용기기를 포함하는 다수의 응용기기를 위해 사용될 수 있다. 어떤 예에서, 3D 이미징 방법론(methodology)이 환자의 구강을 이미지하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 지원 설계(CAD) 또는 컴퓨터 지원 제조(CAM)를 추가로 사용하여, 환자의 치아에 대한 어떤 주형을 떠놓을 필요없이 치아 교체물이 디자인될 수 있다. 이미징 시스템은, 예를 들면, 검출기(detector)에 연결된 광학 프로브(probe) 및 적절한 이미지를 생성하기 위한 프로세서를 포함할 수 있어, 원하는 제품(예를 들면, 물리적 모델 및/또는 보철)의 디자인 및 구조물을 가능하게 한다.
컬러 정보를 3차원 물체로 연관짓는 것은, 특히 3차원 스캐닝 방법을 사용함으로써 위치 정보를 얻고 2차원 스캐닝 방법을 사용하여 컬러 정보를 얻을 때, 간단하지 않다. 2차원 컬러 정보를 3차원 표면 모델 상에 일치하도록 맵핑(mapping)하는 문제는 어려우며, 3차원 포인트로 컬러의 불일치가 발생하는 것이 일반적이다. 예를 들면, 검출기로부터의 컬러 정보를 3차원 표면 모델 상의 정확한 포인트로 정밀하게 연관짓는 것은, 특히 물체와 장치 사이의 상대 이동이 3차원 위상(topology) 데이터의 획득과 2차원 이미지 데이터의 획득 사이에서 발생한다면, 어려울 수 있다.
따라서, 컬러 이미지, 예를 들면, 환자의 치열(dentition)과 같은 물체의 초점 컬러 이미지와 같은 컬러 이미지를 생성하기 위한 방법 및 시스템을 향상시킬 필요가 있다.
물체의 컬러 이미지를 생성하기 위한 시스템, 방법, 및 장치가 제공된다. 예를 들면, 많은 실시예에서, 시스템, 방법, 및 장치는 물체의 3차원(3D) 토포그래피(topography) 데이터와 결합하여 물체(예를 들면, 환자의 치열(dentition))의 초점 2차원(2D) 컬러 이미지를 생성한다. 여기에 개시된 다중 초점 컬러 이미지 생성은 단초점 컬러 이미지 생성에 관해 향상된 컬러 획득을 제공한다. 게다가, 여기에 개시된 시스템, 방법, 및 장치는 정초점(in-focus) 컬러 이미지와 대응하는 3D 토포그래피 데이터를 동시에 얻기 위해 사용될 수 있다.
어떤 측면에 있어서, 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 광원으로 물체를 조명하는 단계를 포함할 수 있으며, 광원으로부터의 광(light)의 제1 파장 및 광의 제2 파장은 제1 초점 면(focal plane) 및 제2 초점 면에 초점이 맞추어진다. 제1 시점에서 조명된 물체의 제1 이미지 데이터를 수집하기 위해 검출기가 사용될 수 있다. 제1 이미지 데이터는 제1 초점 면에서 물체로부터 반사된 광의 제1 파장에 대응할 수 있다. 제2 시점에서 조명된 물체에 대한 제2 이미지 데이터를 수집하기 위해 동일 또는 다른 검출기가 사용될 수도 있다. 제2 이미지 데이터는 제2 초점 면에서 물체로부터 반사된 광의 제2 파장에 대응할 수 있다. 이 후 제1 이미지 데이터 및 제2 이미지 데이터는 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위해 결합될 수 있다. 관련된 방법, 시스템 및 장치 또한 제공된다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은 명세서, 특허청구범위 및 첨부 도면의 검토에 의해 명백하게 될 것이다.
본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허, 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허, 또는 특허 출원이 참조에 의해 통합되도록 명확하게 그리고 개별적으로 나타내어질 정도로 참조에 의해 여기에 통합되어진다.
본 발명의 특징 및 이점에 대한 명확한 이해는, 본 발명의 원리가 활용되는 예시적 실시예를 제시하는 후술의 상세한 설명과 다음의 첨부 도면에의 참조에 의해 얻어질 수 있다:
도 1은 실시예에 따른, 컬러 이미지 및 3D 토포그래피 이미지를 생성하기 위한 예시 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 실시예에 따른, 3D 이미지 데이터 및/또는 컬러 이미지 데이터를 수집하기 위한 예시 장치를 도시한 것이다.
도 3은 실시예에 따른, 컬러 검출기(detector)에 의한 컬러 인식(recognition)을 위한 예시 패턴을 도시한 것이다.
도 4a는 실시예에 따른, 물체의 정초점(in-focus) 컬러 이미지를 생성하기 위한 예시 방법을 나타낸 것이다.
도 4b는 실시예에 따른, 물체 위치가 특정 초점 길이에 대해 어떻게 초점이 벗어날 수 있는지에 대해 도시한 것이다.
도 4c는 실시예에 따른, 초점 길이 스캐닝 동안 이용된 초점 길이의 범위를 도시한 것이다.
도 4d는 실시예에 따른, 색 수차(chromatic aberration)로 인해 발생할 수 있는 초점 길이 스캐닝 동안 시점에서의 초점 길이차를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 8은 다수의 실시예에 따른, 물체의 3D 이미지 데이터 및/또는 컬러 이미지 데이터를 스캐닝 및 생성하기 위한 예시 기술을 도시한 것이다.
물체의 컬러 이미지를 생성하기 위한 시스템, 방법 및 장치가 제공된다. 예를 들면, 다수의 실시예에서, 본 시스템, 방법, 및/또는 장치는 환자의 치열에 대한 3차원(3D) 토포그래피 데이터와 결합하여 환자의 치열에 대한 초점 2차원(2D) 컬러 이미지를 생성한다.
본 방법 및 시스템은, 많은 특징 중에서, 물체를 나타내는 컬러 데이터 및 3D 토포그래피 데이터를 빠르고 쉽게 획득하도록 제공한다. 예를 들면, 본 방법 및 시스템은 초점이 맞추어져 물체를 정확하게 나타내는 2D 컬러 이미지를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, 물체의 표면에 대한 3D 토포그래피 데이터는 실시간으로 생성되어 2D 컬러 이미지 데이터와 결합할 수 있다. 어떤 측면에서, 3D 토포그래피 데이터 및 2D 컬러 이미지 데이터는 사용자 시각화를 위한 디스플레이에 출력하도록 함께 처리되고 결합될 수 있다. 여기에 서술된 본 방법 및 시스템에 적어도 부분적으로 기초하여, 물체에 대응하는 3D 이미지 데이터와 덮어씌워질 수 있는 물체의 정초점(in-focus) 컬러 이미지(예를 들면, RGB 이미지)를 생성하기 위한 신규하고 향상된 방법이 제공된다. 컬러 이미징과 3D 데이터의 획득이 공유 시간 기간동안 모두 수행되지 않은 기존 접근법에 있어서, 컬러 이미지를 별도로 획득하고 3D 토포그래피 스캐닝을 별도로 수행하기 위해 요구되는 통합 시간은 오퍼레이터(operator)의 편의 및/또는 환자의 편안함에 대해 바람직한 시간 보다 더 길 수 있다. 게다가, 휴대용 이미징 스캐너를 이용할 때, 바람직하게는 컬러 이미지의 획득 및 3D 토포그래피 스캐닝의 수행은 스캐너의 가능성 있는 유해 이동(possible detrimental movement)을 회피하기 위해 동일 시간에 가깝게 수행된다. 이러한 기존 접근법과 대조하여, 여기에 개시된 본 방법 및 시스템은 공유 시간 기간동안 컬러 이미지를 획득하고 3D 토포그래피 스캐닝을 수행하도록 사용될 수 있으며, 이에 의해, 요구된 시간의 총량을 줄여서, 물체의 일부에 대한 컬러 이미지 데이터와 3D 토포그래피 데이터를 실질적으로 동시에 얻기 위한 능력에 대한 결과 뿐만 아니라, 감소된 시간의 총량의 결과로서 스캐너의 유해 이동을 회피하도록 한다.
어떤 적절한 타입의 물체가 이미지화될 수 있다. 일 실시예에서, 환자의 치아를 나타내는 이미지를 생성하기 위해 본 스캐닝 방법 및 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들면, 환자의 치아 몇 개 또는 모두를 사용자에게 디스플레이하기 위해 스캔되어 제공될 수 있다. 3D 토포그래피 데이터의 사용은, 예를 들면, 환자의 치아에 대한 3D 가상 모델이, 예를 들면 치과 수술시 치과 의사를 편리하게 하도록, 디스플레이되고 처리될 수 있다. 어떤 경우에서, 예를 들면, 3D 가상 모델은 환자의 치아에 대한 공간 관계를 규정하기 위해 사용되어, 특별한 환자의 교합(occlusion)을 맞추도록 성형된 치아 보철(예를 들면, 크라운(crown) 또는 브릿지(bridge))의 제조 방법을 규정할 수 있다. 3D 가상 모델을 디스플레이하는 것에 더하여, 여기에 서술된 본 방법 및 시스템은 환자의 치아에 대한 컬러 정보를 디스플레이하기 위해 제공된다. 예를 들면, 잇몸 및 치아는 컬러에 의해 쉽게 구별될 수 있으며, 그 컬러 정보는 3D 토포그래피 데이터와 결합될 수 있어 컬러 3D 가상 모델을 생산하기 위해 3D 토포그래피 데이터와 결합될 수 있는 초점 컬러 이미지를 생산할 수 있다. 본 시스템 및 방법에 의해 생성된 데이터는 공유될 수도 있으며, 예를 들면, 가상으로 디자인되는 치과 보철의 물리적 모델 및/ 또는 물리적 모조품(replicas)을 만들기 위해 사용될 수 있는 제조 장치에 나중에 전송 또는 출력되도록 저장될 수도 있다.
어떤 측면에서, 물체의 초점 이미지를 생성하기 위한 시스템이 제공된다. 본 시스템은, 예를 들면, 컬러 이미지를 생성하기 위한 광을 생산하기 위해 사용될 수 있는 다색 광원을 포함할 수 있다. 다색 광은 물체의 표면에서 반사되고 이 후 컬러 이미지를 생산하도록 이미지화될 수 있다. 컬러 이미지의 생산을 용이하게 하기 위해, 본 시스템은 다색 광을 제1 초점 면과 제2 초점 면에 초점을 맞추도록 광원에 광학적으로 연결된 광학 시스템을 포함할 수 있으며, 제1 초점 면은 하나의 컬러(예를 들면, 적색)를 포함하고 제2 초점 면은 다른 컬러(예를 들면, 녹색)를 포함한다. 어떤 실시예에 있어서, 제3 컬러(예를 들면, 청색)는 제3 초점 면에 조점이 맞추어질 수 있다. 광의 다른 컬러에 대한 초점 면은 물체의 표면 상에 스캔될 수 있으며, 광의 다른 컬러는 물체의 표면을 나타내는 컬러 이미지 데이터의 수집을 가능하게 하도록 반사될 수 있다. 어떤 측면에서, 본 시스템은 스캐닝 과정에서의 다른 시점에서 컬러 이미지 데이터를 수집하도록 구성된 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 다색 광원 중 하나의 컬러(예를 들면, 적색)에 대응하는 이미지 데이터는 제1 시점에서 수집될 수 있다. 다른 컬러(예를 들면, 녹색)에 대한 이미지 데이터는 제2 시점에서 수집될 수 있다. 적색 컬러 및 녹색 컬러에 대한 초점의 다른 Z-위치로 인해 어느 정도, 적색 컬러 이미지는 초점이 맞추어지지 않는 반면 녹색 컬러 이미지 데이터는 초점이 맞추어질 수 있다. 스캐닝 과정 동안 초점 면이 스캔되기 때문에, 적색 이미지 데이터는 초점이 맞추어지고 녹색 이미지 데이터는 초점에 맞추어지지 않도록 적색 초점이 이동될 수 있다. 이 후 초점 적색 이미지 및 녹색 이미지의 수집된 이미지 데이터는 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위해 컬러 이미지 데이터를 결합하도록 구성된 프로세서에 의해 처리될 수 있다.
어떤 실시예에 있어서, 초점 컬러 이미지는, 예를 들면, 다른 시점에서 다색 광의 각각의 컬러에 대한 컬러 데이터의 정초점 이미지 데이터를 수집함으로써 만들어질 수 있으며, 각각의 컬러는 독립적으로 초점이 맞추어진다. 다른 컬러가 다른 초점 면에 있을 수 있음을 고려하면, 물체가 하나의 컬러의 초점 면의 근처에 있고 다른 컬러의 초점 면에 있지 않을 것이기 때문에 다른 컬러는 초점이 맞추어지지 않는 반면 하나의 컬러는 초점이 맞을 수 있다. 물체에 관한 광의 다른 컬러의 위치(예를 들면, 각각의 다른 컬러에 대한 초점 면)에 따라, 하나의 컬러(예를 들면, 적색)에 대한 초점 이미지 데이터는 물체로부터 생성되고 수집될 수 있다. 하나의 컬러에 대한 수집 시점에서, 다른 컬러(예를 들면, 청색)는 정초점 컬러 데이터를 생산할 수 없다. 대신에, 다른 컬러(예를 들면, 청색)에 대한 초점 이미지 데이터는 물체 스캔시 다른 시점에서 수집될 수 있어, 다른 컬러는 초점이 맞추어지고 하나의 컬러(예를 들면, 적색)는 초점이 맞추어지지 않는다. 이 후 각각의 시점에서의 초점 컬러 이미지 데이터는 정초점 적색 이미지와 정초점 녹색 이미지를 생산하록 결합될 수 있다. 다른 컬러의 조합은, 예를 들면, 물체의 실제 RGB 이미지를 생성하기 위해 사용될 수도 있다.
여기에 서술된 바와 같이 정초점 컬러 이미지를 생산하기 위해 다양한 이미징 시스템이 사용될 수 있다. 다른 초점 면에서 다른 컬러를 생산하는 이미징 시스템이 사용될 수 있다. 다른 컬러와 연관된 다른 초점 면은 표면으로부터의 반사를 생성하기 위해 물체의 표면 상에 스캔될 수 있다. 컬러 반사는 검출기를 사용하여 수집되고 이미지화될 수 있으며, 이 후 정초점 이미지를 생산하도록 처리될 수 있다. 이 처리는 다른 시점에서 다른 컬러 정보를 선택하는 것을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 하나의 컬러는 하나의 시점에서 초점이 맞추어지고 다른 컬러는 다른 시점에서 초점이 맞추어진다. 하나의 컬러에 대한 정초점 이미지 데이터는 다른 컬러의 정초점 이미지 데이터와 결합될 수 있고, 이에 의해 두 개의 컬러에 대한 컬러 데이터를 포함하는 정초점 이미지를 생산한다. 마찬가지로, 이것은 다중 컬러 구성에 적용될 수 있다. 예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 이미지에 대한 정초점 이미지 데이터는 정초점 RGB 이미지를 형성하도록 결합될 수 있다.
다른 측면에서, 환자의 치아에 대한 이미지를 생성하기 위한 시스템이 제공된다. 본 시스템은: (a) 픽셀 배열(array) 내에 분포된 복수의 제1 픽셀, (b) 픽셀 배열 내에 분포된 복수의 제2 픽셀, 및 (c) 픽셀 배열 내에 분포된 복수의 제3 픽셀을 포함하는 2차원 픽셀 배열을 포함하는 컬러 검출기를 포함한다. 각각의 제1 픽셀은 환자의 치아로부터 반사된 광의 제1 파장을 검출하도록 구성된다. 각각의 제2 픽셀은 제1 파장과 다른 환자의 치아로부터 반사된 광의 제2 파장을 검출하도록 구성된다. 각각의 제3 필셀은 제1 파장 및 제2 파장과 다른 환자의 치아로부터 반사된 광의 제3 파장을 검출하도록 구성된다. 본 시스템은 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀에 작동적으로 연결된 프로세서를 더 포함한다.
광의 제1 파장, 제2 파장, 및 제3 파장은 다른 파장의 어떤 적절한 조합일 수 있다. 예를 들면, 제1 파장은 적색 광에 대응할 수 있고, 제2 파장은 녹색 광에 대응할 수 있으며, 제3 파장은 청색 광에 대응할 수 있다.
환자의 치아에 대한 이미지를 생성하기 위한 시스템 중 많은 실시예에 있어서, 픽셀 배열은 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀의 반복 패턴을 포함한다. 예를 들면, 반복 패턴은 2×2 배열로 정렬된 2개의 제1 픽셀, 1개의 제2 픽셀, 및 1개의 제3 픽셀로 구성될 수 있다.
환자의 치아에 대한 이미지를 생성하기 위한 시스템 중 많은 실시예에 있어서, 프로세서는 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀로부터 받은 신호가: (a) 제1 시점에서 제1 이미지 데이터, (b) 제1 시점과 다른 제2 시점에서 제2 이미지 데이터, 및 (c) 제1 시점 및 제2 시점과 다른 제3 시점에서 제3 이미지 데이터를 생성하는 것을 처리하도록 구성된다. 제1 이미지 데이터는 제1 픽셀로부터의 신호에 대응하여 생성된다. 제2 이미지 데이터는 제2 픽셀로부터의 신호에 대응하여 생성된다. 제3 이미지 데이터는 제3 픽셀로부터의 신호에 대응하여 생성된다. 프로세서는 환자의 치아에 대한 초점 컬러 이미지를 생성하기 위해 제1 이미지 데이터, 제2 이미지 데이터, 및 제3 이미지 데이터를 결합하도록 구성된다. 프로세서는 환자의 치아에 대한 표면 위상(topology)을 생성하기 위해 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀로부터의 신호를 처리하도록 구성될 수도 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 스캐닝 시스템(100)은 컴퓨터(104) 및 디스플레이(106)를 가지는 컴퓨터 시스템(102)을 포함할 수 있다. 스캐닝 시스템(100)은 물체, 예를 들면, 환자의 치열을 스캔하기 위해 사용될 수 있는 스캐너(108)를 포함할 수도 있다. 스캔은, 예를 들면, 물체의 3차원(3D) 디지털 모델을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(102)은 마이크로 프로세서, 메모리, 또는 환자의 스캔 이미지를 처리하도록 구성된 어떤 다른 적절한 하드웨어 및 코드 패턴을 가지는 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(102)은 키보드, 마우스, 및/또는 태블릿과 같은 입력 모듈을 포함할 수도 있다. 디스플레이(106)(또는 출력 장치)는 스크린 또는 모니터를 포함할 수 있지만 프린터, 또는 어떤 다른 디스플레이 시스템을 포함할 수도 있다. 시스템의 디스플레이는, 예를 들면, 물체의 생성된 3D 디지털 모델을 보여주기 위해 사용될 수 있다.
여러 가지의 스캐너는, 예를 들면 환자의 치아와 같은 물체의 스캔 이미지를 얻기 위해, 사용될 수 있다. 스캐너(108)는, 예를 들면, 치아 구조에 대한 치아 표면 및/또는 환자의 얼굴 및 머리의 다른 조직 표면과 같은, 구조물의 표면 위상을 얻기 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 스캐너(108)는 환자의 치아의 적어도 일부의 3D 디지털 모델에 대한 스캔 이미지 데이터를 얻기 위해 사용될 수 있다. 도 1에 나타내어진 바와 같이, 스캐너(108)는 컴퓨터 시스템(102)에 작동적으로 연결되기도 한다. 컴퓨터 시스템(102)은, 스캐너에 의해 스캔된 구조물의 대응 디지털 모델을 제공하기 위해, 제공된 표면 데이터로부터 스캔된 표면을 재건하도록 프로그램화될 수 있다. 스캐너(108)는, 예를 들면, 광학 스캐너와 같은 어떤 적절한 비접촉식 스캐너를 포함할 수도 있다.
어떤 실시예에서, 구강의 컬러 이미지 데이터는, 예를 들면 치아 표면과 같은 스캔된 구조물의 컬러 정보 뿐만 아니라 구조물의 표면을 나타내는 3D 디지털 데이터를 포함하는 디지털 모델을 제공하기 위해 스캔 이미지 데이터와 함께 얻어진다.
본 스캐닝 시스템은 구강 전부 또는 일부에 대한 컬러 이미지 및/또는 3D 디지털 모델을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 어떤 실시예에서, 본 시스템은 환자의 상부 아치(arch) 및/또는 하부 아치에 대한 컬러 이미지 및/또는 3D 디지털 모델을 스캔하고 생성하도록 구성될 수도 있다. 어떤 실시예에서, 본 시스템은 교합(occlusion)인 상부 아치 및 하부 아치 모두에 대한 컬러 미이지 및/또는 3D 디지털 모델을 스캔하고 생하도록 구성될 수 있다. 여기서 더 서술된 바와 같이, 컬러 이미지 및/또는 3D 디지털 모델은 여기에 서술된 방법의 어떤 측면을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 모델이 조음 기관(articulator)에 장착되될 때, 컬러 이미지 및/또는 3D 디지털 모델이 정렬 과정에서 사용될 수 있고 또는 환자의 치아에 대한 실제 위치를 정확하게 나타내는 물리적 모델을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 컬러 이미지 및/또는 3D 디지털 모델은, 잇몸, 및 다른 치과 보철물(예를 들면, 크라운)과 같은 주변 조직 뿐만 아니라, 하나 이상의 치아, 부분 또는 전체의 하악(mandibular) 또는 상악(maxillary) 아치, 또는 하악 및 상악 아치 모두, 및/또는 교합인 상악 및 하악 아치 사이의 공간 관계에 대한 상세 사항과 같은 여러가지의 구강 구조물을 나타내는 토포그래피 데이터 및/또는 컬러 데이터를 포함할 수 있다.
3D 디지털 모델은 다양한 적절한 방법을 사용하여 얻어질 수 있다. 일 실시예에서, 3D 디지털 모델은 환자의 치아를 스캐닝하기 위한 어떤 적절한 장비를 사용하여 환자의 구강을 스캐닝함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 스캐닝 장비는, 예를 들면, 시스템(100)의 스캐너(108), 시스템(100)의 일부가 아닌 유사 스캐너, 또는 다른 타입의 스캐너와 같은 어떤 적절한 광학 스캐너를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 3D 디지털 모델은 특별한 환자의 치아에 대한 물리적 모델로부터 얻어질 수 있다. 예를 들면, 물리적 모델의 표면이 스캔될 수 있거나, 디지털 모델을 얻기 위해 모델이 스캔된 표면감(surface impression)이 스캔될 수 있다. 어떤 실시예에서, 스캔은 교합인 환자의 하악 아치, 상악 아치, 및 양쪽 모두의 아치에 대한 물리적 모델을 얻게 한다. 환자의 치아의 적어도 일부에서의 코드 패턴에 대한 스캔과 함께, 물리적 모델은 이 후, 예를 들면, 모델이 조음 기관에 장착될 때(예를 들면, 모델에서의 구멍이 조음 기관에 정확하게 정착하기 위한 소정의 모양, 크기 및/또는 방향을 가질 수 있음) 환자의 교합에 대한 정확한 표시를 제공하는 배열 구조로, 변경될 수 있다. 어떤 실시예에서, 3D 디지털 데이터를 얻기 위해 합성 정-부(positive-negative) 모델이 만들어지고 처리될 수 있다. 대안적으로, 3D 디지털 데이터는, 광학 방법, 직접 접촉 방법 또는 환자의 치열 또는 환자의 치열의 물리적 모델에 직접적으로 적용될 수 있는 어떤 다른 방법에 근거하여, 다른 적절한 내부 구강 스캐닝 기술을 포함하는 어떤 다른 적절한 수단으로 얻어질 수 있다. 또한, 환자 또는 내부 구강의 정(positive) 및/또는 부(negative) 물리적 모델에 대한, X-선 기반, CT 기반, MRI 기반, 또는 다른 타입의 스캐닝이 사용될 수 있다. 3D 디지털 모델은 전자 레코드 또는 다른 의사 또는 스캐닝 시설로부터와 같은 다른 방식에 의해 얻어질 수 있다.
여러 가지의 스캐닝 공초점 장치(confocal device)가 사용될 수 있으며, 예를 들면 여기에 추가로 서술된 정초점 컬러 이미지 생성 방법과 결합될 수 있다. 예시 스캐닝 장치는, 예를 들면, US 공개 제US2012/0092678 및 WO 00/08415에 나타내어질 수 있으며, 각각은 여기에 참조에 의해 통합된다. 도 2를 참조하면, 물체의 3D 토포그래피 및 컬러 이미지를 생성하기 위해 사용될 수 있는 이미징 장치(200)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 광 빔(beam)을 생성하기 위한 광원(202)이 광 빔을 복수의 광 빔으로 분할도록 구성되는 공초점(confocal) 시스템(204)을 통해 조명될 수 있으며, 예를 들면, 이미징 장치를 통해 안내되어, 예를 들면, 환자의 치아의 표면과 같은 물체 상에 조명될 수 있다. 도시된 바와 같이, 광 빔은, 예를 들면, 빔 스플리터일 수 있는 분할 광학품(splitting optic)(206), 또는 조명 광 빔을 지나서 물체의 표면으로부터 반사되는 광 빔을 다시 보내도록 구성된 다른 광학품에 광학적으로 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서, 분할 광학품(206)은 다이크로익 미러(dichroic mirror)일 수 있다. 도 2의 이미징 장치에서의 화살표는 본 개념에 대한 추가 기준을 제공한다. 이미징 장치(200)는, 예를 들면, 장치에서 광을 안내하도록 사용될 수 있는 렌지 및/또는 미러와 같은 다른 광학 부품을 포함할 수 있다. 예를 들면, 렌즈(210)는, 예를 들면, 반사 광 빔을 검출기(208)의 표면 상에 초점을 맞추는 것을 가능하게 하기 위해, 이미징 장치에 위치된 정전 렌즈(static lens)일 수 있다. 다른 광학 부품이 장치에 사용될 수도 있다. 예를 들면, 동적 렌즈(dynamic lens)(212)가 공간에서의 초점 면을 통해 물체의 스캐닝을 가능하게 하도록 장치에 위치될 수 있다. 설명의 목적을 위한 것일 뿐, 한정되지 않으며, 스캐닝의 상대 차원(relative dimension)은 X-Y면에 수직인 Z축을 따를 수 있다. X-Y면은 장치 및/또는 물체에 대한 기준이 될 수 있는 임의의 기준 면일 수 있다. 동적 렌즈(212)는, 예를 들면, 물체의 표면에 관하여 이미징 장치로부터 광의 초점 면을 변화시키도록 사용될 수 있다. 도 2에서의 더블(double) 화살표에 의해 나타내어진 바와 같이, 동적 렌즈(212)는 장치(200)에서 전후방(짧은 더블 화살표)으로 이동될 수 있고, 이에 의해 이미징 장치(200)에 의해 생성된 광의 초점 면의 부근에서 보다 긴 더블 화살표에 의해 나타내어진 바와 같이 장치에 의해 조명된 광의 스캐닝을 가능하게 한다. 통상의 기술자는, 여기에 개시된 바와 같이, 이미징 장치를 사용하여 광을 스캔하기 위한 많은 방법을 알게 될 것이다. 예를 들면, 동적 렌즈는 모터, 또는 장치에서 렌즈를 이동시키기 위한 다른 기구(mechanism)에 연결될 수 있다. 유체 렌즈(liquid lens)의 초점 길이를 제어 가능하게 변화시키기 위해 형상이 제어 가능하게 변화되는 유체 렌즈가 사용될 수도 있다.
어떤 실시예에서, 이미징 장치(200)는, 여기에 추가로 서술된 바와 같이, 물체를 스캐닝하기 위해 사용되는 프로브(probe)(214)를 포함할 수 있다. 프로브는 휴대용 프로브일 수 있다. 어떤 측면에서, 프로브는, 예를 들면 도 2에 나타내어진 바와 같이, 이미징 장치(200)의 다른 부품과 함께 완전히 통합될 수 있다. 다른 실시예는 이미징 장치(200)에서 다른 부품의 일부 또는 모두로부터 분리되는 프로브(214)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로브(214)는, 예를 들면, 광원(202), 렌즈(210 및 212), 및 검출기(208)를 포함하는 스탠딩 유닛(standing unit)에 광학적으로 연결된 휴대용 유닛일 수 있다. 어떤 실시예에서, 검출기(208)는 다른 광학 부품 및/또는 프로브(214)로부터 분리 유닛(separate unit)에 수용될 수 있다. 검출기(208)는, 예를 들면, CMOS 또는 CCD 카메라와 같은, 컬러 이미지 센서 또는 단색 이미지 센서일 수 있다.
많은 실시예에서, 다색 광원(216)이 광의 여러가지 컬러로 물체를 스캐닝 가능하도록 이미징 장치에 연결된다. 어떤 적절한 컬러 또는 파장이 사실상 사용될 수 있다. 다색 광원은 적어도 2개의 파장(예를 들면, 광의 제1 파장 및 제2 파장)을 가지는 광 빔을 생산하도록 사용될 수 있다. 광의 어떤 적절한 파장이 사용될 수 있다. 레이저에 의해 생산된 광과 같은 광의 선로(line) 파장이 사용될 수 있거나, 광 발산 다이오드에 의해 생산된 광과 같이 확산하여 최대 파장을 가지는 광역의 파장이 사용될 수도 있다. 다색 광원은 일반적으로 광의 파장을 일반적으로 출력할 수 있어, 물체의 컬러를 시뮬레이션하도록 사용될 수 있는 컬러 이미지의 수집 및 생성을 가능하게 할 수 있다. 예를 들면, 이미징을 위해 사용된 광의 파장은 환자의 붉은 잇몸 대(versus) 환자의 흰 치아에 대한 컬러를 보여주기 위해 사용될 수 있다.
다색 광원(216)은 이미징 장치(200)의 나머지에 연결(예를 들면, 광학적으로 연결)될 수도 있다. 예를 들면, 백색 광원(예를 들면, 백색 LED)은 근처에 R, G, 및 B 초점 면의 초점화를 가능하게 하도록 동적 렌즈(212)에 광학적으로 연결될 수 있거나, 광원(202) 및 공초점 시스템(204)을 사용하여 생산된 복수의 광 빔의 초점 면과 오버랩되어질 수 있다. 어떤 실시예에서, 다색 광원은 동적 렌즈(210) 둘레에 링(ring) 형태로 배열될 수 있는 복수의 다른 파장 광원(예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 LED)을 포함할 수 있다. 링에서의 LED의 위치는 물체의 표면을 조명하는 공초점 광 빔과 일치하도록 발사된 광을 향하도록 설계될 수 있다. 뿐만 아니라, 다색 광을 사용하여 광의 표면의 단색 조명을 제공하기 위해 다색 광원이 시스템에 추가로 통합될 수 있다.
어떤 실시예에서, 이미징 장치(200)에서의 광학품 및 다색 광원(216)의 연결은 광의 다른 컬러에 대한 다른 초점 면을 생산하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 초점 면은 물체의 표면을 스캔하도록 사용 가능한 적색(R) 광, 녹색(G) 광, 및 청색(B) 광에 대응할 수 있다. 도 2에 나타내어진 바와 같이, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광에 대한 초점 면은 축을 따라 다른 위치에 있을 수 있다. 예를 들면, 적색 광을 가지는 X-Y면은 Z축의 하나의 위치에 있을 수 있고, 녹색 광을 가지는 X-Y면은 Z축의 다른 위치에 있을 수 있으며, 청색 광을 가지는 X-Y면은 Z축의 다른 위치에 있을 수 있다.
다른 초면 면에서의 다른 컬러의 상대 위치는, 광의 컬러, 광학 부품의 굴절률, 및/또는 색 수차(chromatic aberration)를 증폭시키는 광학품의 사용과 같은 여러 가지의 팩터에 의존될 수 있어, 다른 컬러가 다른 초점면에 초점이 맞추어지도록 할 수 있다. 어떤 측면에서, 광의 컬러(또는 파장)에 의존하는 다른 초점 면은 여러 가지의 기술을 사용함으로써 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 또는 다른 광학품으로부터의 색 수차는 광의 다른 파장을 가지는 다른 초점 면을 생산하기 위해 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 광학 부품은 각각의 파장에 대한 광학 부품이 제공되며 각각의 컬러에 대한 다른 초점 면을 생성하도록 배열된다. 도 2는 X-Y면에 분리될 때의 R, G, 및 B 초점을 나타낸다. 하지만, 다른 R, G, 및 B 초점은 X-Y면에 수직인 Z-차원(dimension)을 따라 정렬될 수 있다. R, G, 및 B 초점이 이미징 장치(200)에 의해 생성된 적색, 녹색, 및 청색 광의 면을 나타낼 수 있음은 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해될 수 있을 것이다. 이들 다른 컬러 광의 면은 물체의 표면 상에 스캔될 수 있고, 이미징 장치(200) 내로 다시 반사되어 검출기(208)를 사용하여 이미지화된다.
상기 서술된 바와 같이, 본 시스템은 컬러 이미지 데이터와 3D 토포그래피 데이터 모두를 독립적으로 또는 함께 생산하는 부품을 포함할 수 있다. 데이터의 수집은 여러 가지의 방법론을 사용하여 이행될 수 있다. 예를 들면, 2D 이미지 데이터 및/또는 3D 이미지 데이터를 수집하기 위해 본 시스템에 동일 또는 다른 검출기가 사용될 수 있다. 도 2에 나타내어진 바와 같이, 다색 광원(216)으로부터 반사 광 및 광원(202)으로부터의 단색 광을 수집하기 위해 동일 검출기(208)가 사용될 수 있다. 또 서술된 바와 같이, 광원(202)으로부터의 광 빔은 복수의 광 빔으로 분할될 수 있어, 이미징 장치(200)를 통해 광학적으로 이동될 수 있다. 어떤 실시예에서, 광 빔은 광 빔의 배열로 분할될 수 있고, 이 후 광 빔의 배열에 대응하는 초점 스폿의 배열을 포함할 초점 면에 초점이 맞추어질 수 있다. 이 배열은, 물체의 표면을 나타내는 3D 토포그래피 데이터를 얻기 위해, 예를 들면, 물체의 공초점 스캐닝 및 물체의 표면 이미징을 위해, 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 광 빔의 배열은 광 빔이 다색 광원에 의해 생성되는 광과 공간적으로 겹치도록 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 컬러 검출기가 다색 광원과 연관된 컬러 이미지 데이터와 광 빔의 단색 배열과 연관된 3D 토포그래피 데이터 모두를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 컬러 검출기(예를 들면, 도 2에서의 검출기(208))는 컬러 데이터와 3D 토포그래피 데이터를 수집하기 위해 원하는 픽셀 패턴을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 어떤 적절한 배열 패턴이 사용될 때, 픽셀 배열 패턴은, 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 적색 픽셀 배열을 가진다. 도 3에 도시된 배열은 대응 적색 파장이 단색 토포그래피 캡처(capture) 파장으로서 사용될 때 바람직한 배열이다. 유사한 방식으로, 청색 픽셀과 적색 픽셀이 도 3에서의 위치를 바꾸는 다수의 청색 배열은, 대응 청색 파장이 단색 토포그래피 챕처 파장으로서 사용될 때 바람직한 배열이다.
도 3은 컬러 검출기에서의 소정의 픽셀 상의 공초점 배열로부터의 광을 수집하기 위해 명확하게 설계되는 예시 패턴을 제공한다. 다른 RGB 픽셀은, 예를 들면, 이미지화된 물체의 표면으로부터 반사된 백색 광 또는 단색 광을 수집하기 위해 사용된다. 도 3에 나타내어진 바와 같이, 픽셀 패턴은 다른 컬러에 민감한 픽셀의 반복 사분면(quadrant)을 가진다. 컬러 센서에서의 픽셀은 상부 좌측 및 하부 우측 사분면에 적색 픽셀을 가지도록 제작될 수 있다. 상부 우측 사분면에서의 픽셀은 녹색일 수 있고, 하부 좌측 사분면에서의 픽셀은 청색일 수 있다. 이들 사분면은 센서 칩을 통해 반복될 수 있다. 컬러 데이터와 토포그래피 데이터의 보다 간단하고 빠른 수집을 제공하기 위해, 굵은 적색 픽셀이 공초점 빔의 배열과 연결될 수 있어, 각각의 공초점 빔이 반복된 배열의 픽셀에서 각각의 대응 적색 픽셀을 조명하도록 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 공초점 빔의 배열은 각각의 빔이 센서 패턴에서 교호 열(alternating row)(예를 들면, 1열 및 3열)로 모든 다른 픽셀을 조명하도록 시스템에 구성될 수 있다. 따라서, 3D 토포그래피 스캔 데이터를 얻을 때, 픽셀 패턴은 표면 상의 다른 픽셀이 아닌 굵은 픽셀로부터, 3D 토포그래피 스캔 데이터를 수집할 것이다. 그러나, 굵은 픽셀 뿐만 아니라, 나머지의 픽셀은, 반사된 단색(예를 들면, 백색) 광으로부터 컬러 이미지 데이터를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 종래에 일반적으로 이해되는 바와 같이, 물체의 표면에 대한 컬러 이미지를 생성하기 위해 RGB 민감 픽셀(sensitive pixel)이 처리되고 사용될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들면, 표면의 3D 가상 모델을 생성하기 위해, 표면의 3D 토포그래피 데이터가 처리되고 사용될 수 있다. 픽셀의 명확한 패턴 및 알려진 위치에 의해, 물체의 표면에 대한 컬러 이미지 데이터 및 3D 토포그래피 데이터가, 결합될 수 있으며, 예를 들면, 사용자에게 디스플레이되도록 함께 덮어씌워질 수 있다.
여기에 서술된 본 장치 및 시스템에 더하여, 물체의 정초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 방법이 제공된다. 예를 들면, 도 4a는 물체의 정초점 이미지를 생성하기 위한 방법(300)에 대한 단계를 도시한 것이다. 본 방법(300)은 단계 302 내지 단계 312, 단계 320, 단계 322, 및 단계 326을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 본 방법(300)은 선택적 단계 314 내지 단계 318 및 선택적 단계 324를 포함한다. 또 바람직한 실시예에서, 단계 322 내지 단계 326은 적절한 복수의 이미지 위치에 대해 반복된다. 여기에 서술된 바와 같이 어떤 적절한 이미징 시스템과 같은, 어떤 적절한 이미징 시스템이 본 방법(300)을 실행하기 위해 사용될 수 있다.
단계 302에서, 물체는 광의 제1 파장 초점 길이로 초점이 맞추어지는 제1 파장으로 조명된다. 예를 들면, 제1 파장을 가지는 광을 포함하는 다색 광을 생산하는 다색 광원이 물체를 조명하기 위해 사용될 수 있다. 제1 파장을 가지는 단색 광을 생산하는 단색 광원이 대안물로서 물체를 조명하기 위해 사용될 수도 있다. 도 2에 도시된 시스템(200)에서의 광학품과 같은, 적절한 광학품이 제1 파장을 초점 길이로 초점을 맞추기 위해 사용될 수 있다.
단계 304에서, 제1 파장 초점 길이는 적절한 복수의 다른 초점 길이를 통해 스캔된다. 사용된 초점 길이의 범위는 물체의 이미지화된 부분이 사용된 초점 길이의 범위에 의해 감싸지는 것을 보장하도록 선택될 수 있다. 사용된 초점 길이의 수는 발생한 초점 컬러 이미지에서 원하는 초점 정확성에 근거하여 선택될 수 있다.
단계 306에서, 이미지 데이터는 이용된 복수의 다른 제1 파장 초점 길이에 대해 물체로부터 반사된 광의 제1 파장에 대응하여 생성된다. 이미지 데이터를 생성하기 위해 어떤 적절한 이미지 센서가 사용될 수 있다. 예를 들면, 이미지 데이터를 생성하기 위해, 도 3에 나타내어진 검출기와 같은 컬러 이미지 센서가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 적색 픽셀에 입사하는 물체로부터 반사된 광의 제1 파장에 대응하여 신호를 생성하기 위해, 4개의 픽셀의 각각의 반복 사분면에서 적어도 하나의 적색 픽셀이 사용된다. 많은 실시예에서, 이용된 각각의 다른 제1 파장 초점 길이에 대한 이미지 데이터가 얻어진다. 하지만, 어떤 적절한 이용된 제1 파장 초점 길이 세트에 대한 이미지 데이터가 사용될 수 있다. 예를 들면, 이미지에서의 위치에 따라, 어떤 제1 파장 초점 길이는 물체 상의 대응 위치에 관해 충분히 초점을 벗어날 수 있어, 연관 데이터 처리를 줄이기 위해 연관 데이터 생성을 빼먹을 수 있다. 많은 실시예에서, 이미지 센서 픽셀은 그 위에 입사하는 반사 광의 강도(intensity)를 나타내는 신호를 생성한다. 많은 실시예에서, 이미지 데이터는 검출기 픽셀 상에 입사하는 반사 광에 대한 강도 데이터를 포함한다.
단계 308에서, 물체는 제2 파장 초점 길이로 초점이 맞추어지는 광의 제2 파장으로 조명된다. 예를 들면, 제2 파장을 가지는 광을 포함하는 다색 광을 생산하는 다색 광원이 물체를 조명하기 위해 사용될 수 있다. 제2 파장을 가지는 단색 광을 생산하는 단색 광원이 대안물로서 물체를 조명하도록 사용될 수도 있다. 도 2에 도시된 시스템(200)에서의 광학품과 같은 적절한 광학품이, 제2 파장을 초점 길이로 초점을 맞추도록 사용될 수 있다.
단계 310에서, 제2 파장 초점 길이는 적절한 복수의 다른 초점 길이를 통해 스캔된다. 사용된 초점 길이의 범위는 물체의 이미지된 일부가 사용된 초점 길이의 범위에 의해 감싸지는 것을 보장하도록 선택될 수 있다. 사용된 초점 길이의 수는 발생한 초점 컬러 이미지에서 원하는 초점의 정확성에 근거하여 선택될 수 있다.
단계 312에서, 이미지 데이터는 이용된 복수의 다른 제2 파장 초점 길이에 대해 물체로부터 반사된 광의 제2 파장에 대응하여 생성된다. 이미지 데이터를 생성하기 위해 어떤 적절한 이미지 센서가 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 검출기와 같은 컬러 이미지 센서가, 이미지 데이터를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 4개의 픽셀의 각각의 반복 사분면에서 녹색 픽셀은 녹색 픽셀 상에 입사하는 물체로부터 반사된 광의 제2 파장에 대해 신호를 생성하기 위해 사용된다. 많은 실시예에서, 이용된 각각의 다른 제2 파장 초점 길이에 대한 이미지 데이터가 얻어진다. 하지만, 어떤 적절한 이용된 제2 파장 초점 길이 세트에 대한 이미지 데이터가 이용될 수 있다. 예를 들면, 이미지에서의 위치에 따라, 어떤 제2 파장 초점 길이는 물체 상의 대응 위치에 대해 충분히 초점을 벗어날 수 있어, 연관 데이터 처리를 줄이기 위해 연관 데이터 생성을 빼먹을 수 있다. 많은 실시예에서, 이미지 센서 픽셀은 그 위에 입사하는 반사 광의 강도를 나타내는 신호를 생성한다. 많은 실시예에서, 이미지 데이터는 검출기 픽셀 상에 입사하는 반사 광에 대한 강도 데이터를 포함한다.
선택 단계 314에서, 물체는 제3 파장 초점 길이로 초점이 맞추어지는 광의 제3 파장으로 조명된다. 예를 들면, 제3 파장을 가지는 광을 포함하는 다색 광을 생산하는 다색 광원이 물체를 조명하기 위해 사용될 수 있다. 제3 파장을 가지는 단색 광을 생산하는 단색 광원이 대안물로서 물체를 조명하기 위해 사용될 수도 있다. 도 2에 도시된 시스템(200)에서의 광학품과 같은 적절한 광학품이, 제3 파장을 초점 길이로 초점을 맞추기 위해 사용될 수 있다.
선택 단계 316에서, 제3 파장 초점 길이는 적절한 복수의 다른 초점 길이를 통해 스캔된다. 초점 길이의 범위는 물체의 이미지화된 부분이 사용된 초점 길이의 범위에 의해 감싸지는 것을 보장하도록 선택될 수 있다. 사용된 초점 길이의 수는 발생하는 초점 컬러 이미지에서 원하는 초점의 정확성에 근거하여 선택될 수 있다.
단계 318에서, 이미지 데이터는 이용된 복수의 다른 제3 파장 초점 길이에 대해 물체로부터 반사된 광의 제3 파장에 대응하여 생성된다. 이미지 데이터를 생성하기 위해 어떤 적절한 이미지 센서가 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 검출기와 같은 컬러 이미지 센서가, 이미지 데이터를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 4개의 픽셀의 각각의 반복 사분면에서 청색 픽셀은 청색 픽셀 상에 입사하는 물체로부터 반사된 광의 제3 파장에 관한 신호를 생성하기 위해 사용된다. 많은 실시예에서, 이용된 각각의 다른 제3 파장 초점 길이에 대한 이미지 데이터가 얻어진다. 하지만, 어떤 적절한 이용된 제3 파장 초점 길이 세트에 대한 이미지 데이터가 이용될 수 있다. 예를 들면, 이미지에서 위치에 따라, 어떤 제3 파장 초점 길이는 물체 상의 대응 위치에 관하여 충분히 초점을 벗어날 수 있어, 연관 데이터 처리를 줄이기 위해 연관 데이터 생성을 빼먹을 수 있다. 많은 실시예에서, 이미지 센서 픽셀은 그 위에 입사하는 반사 광의 강도를 나타내는 신호를 생성한다. 많은 실시예에서, 이미지 데이터는 검출기 픽셀 상에 입사하는 반사 광에 대한 강도 데이터를 포함한다.
단계 320에서, 제1 파장이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 제1 파장 초점 길이 중 하나가 선택된다. 많은 실시예에서, 이 선택은 각 위치에서 물체로부터 반사된 제1 파장의 분석에 기초한다. 예를 들면, 물체 상에 입사하는 제1 파장의 강도를 나타내는 검출기의 픽셀에 의해 생성된 신호는, 어느 제1 파장 초점 길이가 가장 높은 강도를 제공하는 것을 결정하기 위해 비교될 수 있어, 이에 의해 각 위치에 대해 물체에 관한 베스트(best) 초점을 나타낸다. 단계 322 및 단계 324에서, 제2 파장 초점 길이와 제3 파장 초점 길이에 대해 유사 선택이 이루어진다.
단계 326에서, 선택된 초점 길이에 대응하는 활용된 파장(예를 들면, 제1 파장, 제2 파장, 및 제3 파장)에 대한 이미지 데이터는 각 위치에 대해 결합된다. 따라서, 결합된 이미지 데이터는 각각의 활용된 파장에 대한 정초점 데이터를 사용하여 생성된다.
단계 322 내지 단계 326은 다른 이미지 위치를 위해 반복된다. 따라서, 발생하는 초점 컬러 이미지는, 비단순(non-trivial) 기하학 구조, 비평면(non-planar) 기하학 구조를 가지는 물체에 대해 적어도, 단일로 생성된 이미지에 관해 증가된 이미지량을 제공하는 각 활용된 파장에 대해 초점 길이에 의존하는 위치, 또는 초점 길이에 의존하는 비위치(non-location)를 사용하여 일반적으로 생성될 것이다.
본 방법(300)은 추가 단계 및/또는 추가 상세 사항을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 다색 광이 사용되거나 다수의 단색 광원이 사용되면, 제1 파장, 제2 파장, 및 제3 파장은, 컬러 이미지 센서에서 각 타입의 픽셀(예를 들면, 적색, 녹색, 및 청색)이 그 픽셀과 연관된 광의 파장을 감지할 때, 동시에 스캔될 수 있다. 다른 대안책은 단색 센서를 사용하고 다른 컬러의 일련의 단색 광원을 사용하며, 각 컬러로 별도 스캔을 이행하고 각 컬러에 대한 단색 센서를 사용하는 것이다.
게다가, 광의 제1 파장은 약 465nm와 약 485nm 사이의 파장을 포함할 수 있다. 광의 제2 파장은 약 500nm와 약 520nm 사이의 파장을 포함할 수 있다. 광의 제3 파장은 약 640nm와 약 660nm 사이의 파장을 포함할 수 있다. 제1 파장 이미지 데이터는 복수의 제1 파장 초점 길이 각각 또는 제1 파장 초점 길이의 적절한 하부 세트에 대해 제1 파장에 대한 강도 및 위치 데이터를 포함할 수 있다. 제2 파장 이미지 데이터는 복수의 제2 파장 초점 길이 각각 또는 제2 파장 초점 길이의 적절한 하부 세트에 대해 제2 파장에 대한 강도 및 위치 데이터를 포함한다. 제3 파장 이미지 데이터는 복수의 제3 파장 초점 길이 각각 또는 제3 파장 초점 길이의 적절한 하부 세트에 대해 제3 파장에 대한 강도 및 위치 데이터를 포함한다. 백색 광원이 물체를 제1 파장, 제2 파장, 및/또는 제3 파장으로 조명하기 위해 사용될 수 있다.
본 방법(300)은 스캐닝 시스템을 사용하여 물체의 표면 위상 데이터를 수집하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 스캐닝 시스템은 단색 광으로 물체를 조명하기 위해 사용되는 단색 광원을 포함할 수 있다. 단색 광의 초점 길이는 복수의 다른 단색 광 초점 길이를 통해 스캔될 수 있다. 초점 컬러 이미지에서 각각의 복수의 다른 위치에 대해, 단색 광이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 단색 광 초점 길이 중 하나가, 각 위치에서 물체로부터 반사된 단색 광의 분석에 근거하여 선택될 수 있다. 표면 위상 데이터는 선택된 단색 광 초점 길이에 근거하여 생성될 수 있다. 물체의 표면 위상 데이터 및 초점 컬러 이미지는 기준의 공통 프레임에 정렬될 수 있다.
물체에 관해 초점이 맞추어지는 각각의 파장에 대한 초점 길이는 기존의 접근법에 대해 축소된 직경을 가지는 흐린(blur) 원을 만들도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 많은 실시예에서, 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각각의 파장에 대한 초점 길이는 0.4mm 보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만들도록 선택된다. 예시적 실시예에서, 0.4mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원이 각 파장을 이미지화된 물체 위치의 3.2mm 내로 초점을 맞춤으로써 달성될 수 있다. 다른 예로서, 보다 가깝게 초점이 맞추어진 실시예에서, 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각각의 파장에 대한 초점 길이는 0.2mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만들도록 선택된다. 예시적 실시예에서, 0.2mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원이 각 파장을 이미지화된 물체 위치의 1.6mm 내로 초점을 맞춤으로써 달성될 수 있다.
본 방법(300)과 같은 방법을 포함하는 여기에 개시된 접근법은, 적절하게 구성된 스캐닝 장치 내에 구현될 수 있다. 예를 들면, 많은 실시예에서, 스캐닝 장치는 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위해 컴퓨터 실행 방법을 실행하도록 구성된다. 컴퓨터 실행 방법은 제1 파장 이미지 데이터를 생성하기 위해 물체로부터 반사된 복수의 다른 초점 길이의 광의 제1 파장에 대응하는 이미지 신호를 처리하는 단계를 포함한다. 제2 파장 이미지 데이터를 생성하기 위해 물체로부터 반사된 복수의 다른 초점 길이의 광의 제2 파장에 대응하는 이미지 신호가 처리된다. 제2 파장은 제1 파장과 다르다. 초점 컬러 이미지에서 복수의 다른 위치에 각각에 대하여, 본 방법은: (a) 제1 파장이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 제1 파장 초점 길이 중 하나를 선택하는 단계로서, 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치에 대해 선택된 제1 파장 초점 길이는 적어도 2개의 다른 초점 길이를 포함하는 단계; (b) 제2 파장이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 제2 파장 초점 길이 중 하나를 선택하는 단계로서, 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치에 대해 선택된 제2 파장 초점 길이는 적어도 2개의 다른 초점 길이를 포함하는 단계; 및 (c) 각 위치에 대해 선택된 제1 파장 초점 길이에 대응하는 제1 파장 이미지 데이터 및 각 위치에 대해 선택된 제2 파장 초점 길이에 대응하는 제2 파장 이미지 데이터를 결합하고, 이에 의해 물체의 초점 컬러 이미지를 위해 각 이미지 위치에 대한 초점 컬러 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 방법(300)과 같은 여기에 개시된 방법은, 적절한 컴퓨터 프로그램을 통해 실행될 수 있다. 예를 들면, 많은 실시예에서, 하나 이상의 프로세서를 포함하는 이미징 시스템에 의해 실행될 때, 이미징 시스템이 여기에 개시된 적절한 방법을 수행하도록 하는 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 해독이 가능한 명령을 저장하기 위해 유형 매체(tangible medium)가 사용된다.
많은 실시예에 따라, 도 4b 내지 도 4d는 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하는 모습을 도시한 것이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 3차원 물체(350)는 외표면(352)을 포함하며, 외표면은 물체(350)의 이미지를 생성하기 위해 사용된 스캐너(108)로부터의 거리 범위에 배치된다. 결과적으로, 외표면(352)의 적어도 일부는 스캐너(108)에 의해 이용된 어떤 특별한 초점 길이에 대해 초점이 벗어날 것이다. 예를 들면, 제1 초점 길이(356)가 이용될 때 외표면 상의 제1 위치(354)는 초점이 맞추어져 있을 것인 반면, 외표면(352) 상의 제2 및 제3 위치(358, 360)는 초점을 벗어나 있을 것이다. 마찬가지로, 제2 초점 길이(362)가 이용될 때 제2 위치(358)는 초점이 맞추어져 있을 것이지만, 제1 및 제3 위치(354, 360)는 초점을 벗어나 있을 것이다. 제3 초점 길이(364)가 이용될 때 제3 위치(360)는 초점이 맞추어져 있을 것이지만, 제1 및 제2 위치(354, 358)는 초점을 벗어나 있을 것이다.
많은 실시예에서, 복수의 초점 길이에 대해 이미지 데이터는 초점 컬러 이미지를 생성할 때 사용하기 위해 얻어진다. 복수의 초점 길이는 이용된 각각의 파장(예를 들면, 적색, 녹색, 및 청색)의 초점 길이를 스캔함으로써 얻어진다. 도 4c는 복수의 초점 길이(366)를 도시한 것이며, 그 한계는 물체(350)의 외표면(352) 위 및 아래로 연장한다. 이미지 데이터는 복수의 초점 길이를 포함하기 때문에, 외표면(352) 상의 각 위치에 대응하는 각각의 이미지 위치에 대한 초점 길이는, 외표면(352) 상의 각 위치가 초점이 맞도록 선택될 수 있다. 정초점 컬러 이미지를 만들기 위해 사용된 각각의 파장에 대해 물체 상의 각각의 위치가 초점이 맞는 초점 길이를 선택하기 위해서 어떤 적절한 접근법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 복수의 후보(candidate) 초점 길이에 대해 각각의 물체 위치로부터 반사된 광은 후보 초점 길이가 각각의 물체 위치에 관해 광의 베스트 초점에 대응하는 것을 결정하도록 분석될 수 있다. 많은 실시예에서, 각각의 물체 위치로부터 반사된 광은 후보 초점 길이가 반사된 광의 최대 강도를 만드는 것을 확인하기 위해 분석된다. 대안적으로, 정초점 상황은 상기 파장의 이미지부에 대한 공간 고주파수 성분으로부터 유추될 수 있다. 고주파수 성분은 더 나은 초점 근사를 나타낸다. 하나 이상의 파장은 각각의 물체 위치에 대한 거리를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 이 후 결정된 거리는, 프레임(frame) 사이의 시간이 스캐닝 장치와 이미지화된 물체 사이의 중요한 상대 이동을 방해하기에 충분히 작은 인접한 스캔 프레임을 위해 사용될 수 있다.
많은 실시예에서, 각각의 물체 위치에 대해 정초점 이미지 데이터는 물체 위치에 대한 정초점 컬러 데이터를 결합함으로써 생성된다. 이 후 각각의 물체 위치에 대해 정초점 이미지 데이터는 물체에 대한 정초점 컬러 이미지 전체를 생성하기 위해 결합될 수 있다.
도 4d는 초점 길이에서 변화를 유도하는 색 수차를 도시한 것이다. 다색 광원이 이용될 때, 광학품에서의 색 수차는 주어진 시점에서 다른 초점 길이를 가지는 제1, 제2, 및 제3 파장을 만들 수 있다. 예를 들면, 초점 길이 스캐닝 동안의 시작 시점에서, 대응 시작(starting) 청색 초점 길이(368)가 대응 시작 녹색 초점 길이(370) 상에 위치될 수 있고, 대응 시작 녹색 초점 길이(370)는 대응 시작 적색 초점 길이(372) 상에 위치될 수 있다. 마찬가지로, 초점 길이 스캐닝의 후속 시점에서, 대응 청색 초점 길이(374)가 대응 녹색 초점 길이(376) 상에 유사하게 위치되고, 대응 녹색 초점 길이(376)는 대응 적색 초점 길이(378) 상에 위치된다. 많은 실시예에서, 이용된 파장의 초점 길이 사이에서의 이러한 차이는, 발생하는 초점 컬러 이미지를 생성하기 위해 어느 위치 의존 이미지 하부 세트가 각각의 이미지 위치를 결합할지를 결정할 때 설명된다.
하나의 측면에서, 이미징 장치 또는 스캐너가 물체 근처에(예를 들면, 환자의 치아에 가까운 환자의 입 안에) 위치될 수 있다. 스캐너는 정초점 컬러 이미지와 3D 토포그래피 데이터 모두를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 많은 실시예에서, 스캐너가 컬러 이미징을 위한 다색 광과 3D 토포그래피 이미징을 위한 단색 광을 이용한다. 각각의 이미징 모드에 대한 광이 초점 길이로 초점이 맞추어질 수 있다. 예를 들면, 청색 초점 길이, 녹색 초점 길이, 및 적색 초점 길이가 (예를 들면, 도 5에 나타내어진 바와 같은) Z-차원을 따라 배치될 수 있다. 3D 이미징을 위해 이용된 광과 연관된 초점 길이가 스캐너에 의해 생산될 수도 있다. 스캐너는 초점 길이를 Z-차원에서 상하로 스캔할 수 있고, 이용된 다양한 초점 길이에 대해 3D 이미지 데이터 및 컬러 이미지 데이터를 수집할 수 있다. 물체의 영역을 이미지화하기 위해, 스캐너는 영역 상에서 유지될 수 있으며, 초점 길이는 시간 상(예를 들면 약 밀리세컨드의 시간 상)으로 Z-차원에서 스캔될 수 있다. 초점 길이를 스캔하는 동안, 스캐너는 물체 상의 안정된 위치에 유지될 수 있고, 초점 길이는 Z-차원에서 스캔될 수 있다. 초점 길이의 상향 스캐닝(up-scanning), 초점 길이의 하향 스캐닝(down-scanning), 또는 상향 및 하향 스캐닝 모두를 행하는 동안, 컬러 이미지 데이터 및/또는 3D 토포그래피 데이터는 물체의 영역을 위해 수집될 수 있다. 물체의 영역에 대한 초점 길이의 스캐닝이 완료한 후, 수집된 컬러 이미지 데이터 및/또는 3D 토포그래피 데이터는 컴퓨터 시스템에 의해 처리되고, 예를 들면 시각 디스플레이를 위해 출력될 수 있다. 이 후 장치를 잡고 있는 사용자가 물체의 다른 부분(예를 들면 환자의 치아의 다른 부분)으로 이미징 영역을 이동시킬 수 있고, 이 후 추가 컬러 데이터 및 토포그래피 데이터를 얻어 처리되며 디스플레이에 출력된다. 이러한 처리는 물체가 완전히 스캔될 때까지 반복될 수 있다. 물체의 각 영역으로부터의 이미지 데이터는, 물체의 완전한 초점 컬러 이미지를 제공하기 위해 (예를 들면, 여기에 서술된 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 방법을 사용하여) 결합될 수 있다. 예를 들면, 환자의 치아에 대한 완전한 이미지가, 환자의 치아의 3D 토포그래피와, 환자의 치아, 잇몸, 또는 환자의 입에서의 다른 컬러 재료에 대한 연관된 초점 컬러 이미지 데이터 모두를 포함하도록 생성될 수 있다.
여기에 서술된 바와 같이, 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 여러가지의 방법을 포함하는, 물체의 컬러 이미지를 생성하기 위한 향상된 방법 및 시스템이 제공된다. 어떤 실시예예서, 광의 제1 파장은 약 465nm와 약 485nm 사이의 파장을 가질 수 있고, 광의 제2 파장은 약 500nm와 약 520nm 사이의 파장을 가질 수 있으며, 광의 제3 파장은 약 640nm와 약 660nm 사이의 파장을 가질 수 있다. 다른 파장이 사용될 수도 있으며, 특별한 응용기기 및/또는 검출기를 위해 구성되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 시안-마젠타-옐로우(cyan-magenta-yellow, CMY) 컬러 배합(scheme)이 사용될 수 있거나, 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 배합이 사용될 수 있다.
많은 실시예에서, 백색 광은 초점 컬러 이미지가 생성되는 물체를 조명하기 위해 사용되고, 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 센서는 물체로부터 반사된 광에 대응하여 이미지 신호를 생성하기 위해 사용되며, 저분산 광학품(low dispersed optics)은 백색 광의 다른 파장을 다른 초점 면에 배치하기 위해 사용된다. 현재 많은 바람직한 실시예에서, 광학 분산은 적색 초점 면과 녹색 초점면 사이의 거리가 녹색 초점 면과 청색 초점 면 사이의 거리와 동일하도록 설계된다. 예를 들면 광학 분산은 적색 파장 초점 면이 기준 z-차원(Z0)에 위치될 때, 녹색 파장 초점 면은 기준 z-차원에 더하여 선택된 델타-z 거리(Z0+ΔZ)에 있으며, 청색 파장 초점면은 기준 z-차원에 더하여 2배의 선택된 델타-z거리(Z0+2ΔZ)에 있도록 설계될 수 있다. 컬러 이미지 데이터의 획득 사이에서의 선택된 델타-z거리(ΔZ)와 동일한 각 스텝으로 계단식으로 초점 길이를 스캐닝함으로써, 3개의 인접한 컬러 이미지 스캔 프레임에 대한 기본 컬러 데이터(예를 들면, 적색 데이터, 녹색 데이터, 및 청색 데이터)가 특정 물체 위치에 대해 정초점 컬러 에이터를 생헝하도록 결합될 수 있다. 도 5, 6, 7 및 8은 적색 초점 면과 녹색 초점 면 사이의 거리가 녹색 초점 면과 청색 초점 면 사이의 거리와 동일하도록 설계되는 분산부를 가지는 광학 시스템과 함께 사용될 수 있는 스캐닝 접근법을 도시한 것이다. 도 5, 6, 7 및 8에 도시된 스캐닝 접근법은 적색 초점 면과 녹색 초점 면 사이의 거리가 녹색 초점 면과 청색 초점 면 사이의 거리와 동일하도록 설계되는 분산부를 가지는 광학 시스템과 함께 사용될 수 있는 반면, 적색 초점 면과 녹색 초점 면 사이의 거리가 녹색 초점 면과 청색 초점 면 사이의 거리와 동일하도록 설계되는 분산부를 가지지 않은 광학 시스템을 포함하는 어떤 적절한 광학 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들면, 정초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 여기에 개시된 접근법은, 적색 초점 면과 녹색 초점 면 사이의 거리가 녹색 초점 면과 청색 초점 면 사이의 거리와 동일하지 않은 분산부를 가지는 광학 시스템과 함께 사용될 수 있다. 다른 예로서, 정초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 여기에 개시된 접근법은, 적색 초점 면, 녹색 초점 면, 및/또는 청색 초점 면이 어떤 특별한 스캔 프레임과 실질적으로 일치하도록 구성된 광학 시스템과 함께 사용될 수 있다.
도 5는 초점 길이 스캐닝 동안 정초점 컬러 이미지 데이터와 표면 토포그래피 데이터 모두를 얻기 위한 접근법을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 각 파장에 대한 초점 길이는 시간 간격으로 Z차원을 따른 거리 상에 스캔될 수 있다. 예를 들면, 초점 길이는 물체의 표면 특성 범위에 따라 밀리미터 또는 센티미터의 범위 이상으로 스캔될 수 있다. 도 5는 수십 내지 수백 밀리미터의 범위(예를 들면, 도 5에 나타내어진 바와 같이, 약 10-20 밀리미터) 이상으로 스캐닝하는 것을 나타낸다. 스캐닝에 대한 시간 프레임은 대략 마이크로세컨드, 밀리세컨드, 또는 그 이상일 수도 있다. 물체를 스캐닝하기 위한 전체 스캔 시간은, 예를 들면, 이미지를 생성하기 위해 사용된 영역의 양 및/또는 Z-스캔의 수에 의존할 수 있다. 도 5 내지 도 8에서, 시간축은 밀리세컨드이다.
많은 실시예에서, 스캐너는 이미지화된 물체의 초점 컬러 이미지 및/또는 이미지화된 물체를 나타내는 3D 토포그래피 데이터를 생성하기 위해 사용된 데이터를 수집한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 스캔된 물체는 Z-방향을 따라 초점 길이를 스캐닝하는 동안 변화된 시점에서 다색 광(예를 들면, 백색 광)으로 조명된다. 도 5에서, 백색 조명으로 각각의 시점이 B, G, 및 R 박스(box)로 도시된다. 백색 광원으로부터의 청색, 녹색, 및 적색 광에 대한 초점 길이는, 예를 들면 스캐너의 광학품의 색 수차를 조정함으로써, 다른 Z-위치에 정렬될 수 있다. 스캔하는 동안 적색, 녹색, 및 청색 광의 초점 길이는 변화된다. 스캔하는 동안 각각의 초점 길이에 대한 이미지 데이터가 얻어질 수 있다. 일단 이용된 각각의 컬러 파장(예를 들면, 적색, 녹색, 및 청색)에 대한 각각의 이미지 위치에 대해 정초점 이미지 데이터가 얻어지면, 각각의 위치에 대해 정초점 컬러 데이터는 각각의 이미지 위치에 대해 정초점 컬러 데이터를 생성하기 위해 결합될 수 있다. 이 후 모든 각각의 위치에 대해 정초점 컬러 데이터는 물체에 대한 정초점 컬러 이미지에서 전체를 생성하기 위해 결합될 수 있다.
초점 길이에 의존하는 파장을 이용하는 많은 실시예에서, 예를 들면, 색 수차로 인해, 특정 물체 위치에 대해 정초점 이미지 데이터를 생성하기 위해 결합되는 정초점 컬러 이미지 데이터(예를 들면, 적색, 녹색, 및 청색 정초점 이미지 데이터)가 다른 시간에 얻어진다. 예를 들면, 도 5를 참조하면, 특정 물체 위치가 이용된 청색 파장(청색 초점 위치(382))에 관해 제1 시점(T1)에서 초점이 맞을 때, 특정 물체 위치는 이용된 녹색 및 적색 파장(녹색 초점 위치(384)와 적색 초점 위치(386))에 관해 초점이 벗어난다. 제2 시점(T2)에서, 특정 물체 위치가, 이용된 청색 및 적색 파장(청색 초점 위치(390) 및 적색 초점 위치(392))에 관해 초점이 벗어나는 반면, 이용된 녹색 파장(녹색 초점 위치(388))에 관해 초점이 맞는다. 제3 시점(T3)에서, 특정 물체 위치가, 이용된 청색 및 녹색 파장(청색 초점 위치(396) 및 녹색 초점 위치(398))에 관해 초점이 벗어나는 반면, 이용된 적색 파장(적색 초점 위치(394))에 관해 초점이 맞는다. 이러한 시나리오에서, 특정 물체 위치에 대해 정초점 컬러 이미지 데이터를 생성하기 위해, 제1 시점(T1)으로부터 특정 물체 위치(청색 초점 위치(382))에 대해 청색 이미지 데이터는 제2 시점(T2)으로부터 특정 물체 위치(녹색 초점 위치(388))에 대해 녹색 이미지 데이터와 제3 시점(T3)으로부터 특정 물체 위치(적색 초점 위치(394))에 대해 적색 이미지 데이터와 결합될 수 있다. 이미지 데이터의 결합은, 예를 들면, 여기에 더 서술된 바와 같이 컴퓨터 시스템 및 프로세서를 사용하여 실행될 수 있다.
유사한 방식으로, 스캐너로부터 상당히 다른 거리를 가지는 다른 물체 위치는 다른 정초점 초점 길이를 가질 것이다. 따라서, 이러한 다른 위치에 대해 정초점 컬러 데이터는 초점 길이를 스캐닝하는 동안 다른 시점에서 얻어질 것이다.
도 5에 나타내어진 바와 같이, 정초점 컬러 이미지 데이터가 얻어지는 시점 사이에서의 시점에서 초점 길이를 스캐닝하는 동안, 물체에 대한 3D 토포그래피 데이터가 얻어질 수 있다. 예를 들면, 도 5에서 시점 Ⅰ와 시점 Ⅱ 사이에서, 3D 토포그래피 데이터는 초점 길이로 각각 초점이 맞추어지는 분리된 빔 배열의 형태로의 단색 광으로 물체를 조명함으로써 얻어질 수 있다. 많은 실시예에서, 분리된 단색 빔의 초점 길이는 복수의 다른 초점 길이를 통해 점진적으로 스캔되며, 각각의 빔에 대한 이미지 데이터는 각각의 초점 길이에 대해 얻어진다. 마찬가지로 3D 토포그래피는 시점 Ⅱ와 시점 Ⅲ 사이에서, 시점 Ⅲ과 시점 Ⅳ 사이에서 얻어질 수 있다. 이 후 각각의 빔에 대한 이미지 데이터는 어느 초점 길이가 물체 표면으로부터의 각각의 빔의 반사에 대한 최대 강도를 만드는 것인지를 확인하기 위해 분석될 수 있고, 이에 의해 물체 표면에 관해 각각의 빔의 베스트 초점의 위치를 나타낼 수 있으며, 이 위치는 스캐너와, 각각의 빔이 반사되는 물체의 위치에 대한 물체 표면 사이의 거리를 나타낸다.
컬러 이미지 데이터는 물체 표면을 스캐닝하는 동안 적절한 시점에 수집될 수 있다. 예를 들면, 3D 토포그래피 데이터는 상향 및 하향 스캔을 통해 그리고, 또한 스캔을 통해 전체적으로 또는 부분적으로 수집될 수 있다. 도 6은, 예를 들면, 물체를 스캐닝하는 동안 컬러 2D 이미지 데이터와 3D 토포그래피 데이터 모두를 수집하는 결합 방법을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 컬러 RGB 이미지 데이터는 Z-차원을 따라 초점 길이를 스캐닝하는 동안의 시점에 생성될 수 있다. 특정 물체 위치에 대해 정초점 컬러 데이터는, 예를 들면, 스캔시 다른 시점으로부터 컬러 이미지 데이터를 결합함으로써 생성될 수 있으며, 각각의 컬러, 예를 들면, RGB는 각각의 시간에서 특정 물체 위치에 관해 초점이 맞는다. 도 6에 나타내어진 바와 같이, 3D 토포그래피 데이터 및 컬러 이미지 데이터는 초점 길이의 상향 및 하향 스캐닝 모두의 과정 동안 수집될 수 있다. 다른 예로서, 도 7에 나타내어진 바와 같이, 컬러 이미지 데이터는 상향 스캔 및 하향 스캔 모두에서 수집될 수 있으며 3D 토포그래피 데이터는 상향 스캔 동안에만 수집된다.
상기 서술된 바와 같이, 본 시스템은 2D 컬러 이미징 뿐만 아니라 3D 공초점 이미징을 위한 이미징 광학품 모두를 포함할 수 있다. 도 6은 물체의 컬러 데이터 및 3D 토포그래피 데이터 모두에 대해 시차를 둔 수집 및 생성에 관련할 수 있는 예시 스캔 프로토콜(protocol)을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 컬러 이미지 데이터(예를 들면, RGB 데이터)가 수집될 수 있고, 이 후 물체의 표면에 대한 3D 토포그래피 데이터, 다음으로 컬러 이미지 데이터(예를 들면, RGB 데이터) 등의 수집이 뒤따른다. 컬러 이미지 데이터 및/또는 3D 토포그래피 데이터 수집에 대한 어떤 결합도 이용될 수 있다. 예를 들면, 3D 토포그래피 데이터는 적절한 시간 동안 수집되어 물체의 3D 가상 모델을 생성하도록 사용될 수 있으며, 2D 컬러 이미지 데이터는 3D 토포그래피 데이터를 수집하기 위해 사용되는 것외의 적절한 시간 동안 수집될 수 있다. 3D 토포그래피 데이터를 수집하기 위해 사용된 스캐닝 시간은 2D 컬러 이미지 데이터를 수집하기 위해 사용된 시간보다, 예를 들면, 5배 이상, 10배 이상, 또는 20배 이상 상당히 더 길 수 있다. 이 둘 사이에서 더 긴 배수(multiples), 더 짧은 배수, 또는 어떤 배수가 사용될 수 있다.
도 8에 나타내어진 바와 같이, 3D 토포그래피 데이터의 수집은 상향 스캔 동안 수행될 수 있으며, 2D 컬러 이미지 데이터는 하향 스캔 동안 수집된다. 도시된 바와 같이, 2D 컬러 이미지 데이터와 3D 토포그래피 데이터는 독립적으로 수집될 수 있다. 다른 조합 뿐만 아니라, 여기에 서술된, 예를 들면, 도 5-8에서의 어떤 실시예는 초점 길이 스캐닝 과정 동안 어떤 시간에도 사용될 수 있음이 가시화되기도 한다. 예를 들면, 초점 길이 스캐닝 과정 동안 어떤 상향 및 하향 스캔은 2D 컬러 이미지 데이터와 3D 토포그래피 데이터 모두를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 스캔은 2D 컬러 이미지 데이터와 3D 토포그래피 데이터를 독립적으로 수집하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 여기에 나타내어지고 서술되지만 예시만의 방식으로 제공되는 이러한 실시예는 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 본 발명으로부터 벗어나지 않는 많은 변형, 변화, 및 대체가 통상의 기술자에게 현재 발생할 것이다. 여기에 서술된 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대체물이 본 발명의 실시에서 이용될 수 있음을 이해해야만 한다. 다음 청구항은 본 발명의 범위를 규정하고 이들 청구항의 범위 내의 방법 및 구조물 그리고 이들의 등가물이 이에 의해 보호되어지는 것이 의도된다.

Claims (39)

  1. 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 초점 컬러 이미지 생성 시스템에 있어서,
    제1 파장을 포함하는 광(light) 및 상기 제1 파장과 다른 제2 파장을 포함하는 광을 생산하는 광원;
    상기 광원에 광학적으로 연결되며,
    상기 제1 파장을 제1 파장 초점 길이로 초점을 맞추며 상기 제1 파장 초점 길이를 복수의 다른 제1 파장 초점 길이를 통해 스캔하고; 그리고
    상기 제2 파장을 제2 파장 초점 길이로 초점을 맞추며 상기 제2 파장 초점 길이를 복수의 다른 제2 파장 초점 길이를 통해 스캔하도록 작동 가능한 광학 시스템;
    복수의 상기 제1 파장 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 상기 제1 파장에 대응하는 제1 파장 이미지 데이터, 및 복수의 상기 제2 파장 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 상기 제2 파장에 대응하는 제2 파장 이미지 데이터를 수집하도록 구성된 검출기(detector); 및
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여,
    상기 제1 파장이 각 위치에서의 상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 제1 파장 초점 길이 중 하나를 선택하고;
    상기 제2 파장이 각 위치에서의 상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 제2 파장 초점 길이 중 하나를 선택하며; 그리고
    각 위치에 대해 선택된 상기 제1 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제1 파장 이미지 데이터, 및 각 위치에 대해 선택된 상기 제2 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제2 파장 이미지 데이터를 결합하고, 이에 의해 상기 물체의 상기 초점 컬러 이미지를 위해 각 이미지 위치에 대한 초점 컬러 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 시스템은:
    상기 제1 파장 초점 길이를 복수의 상기 제1 파장 초점 길이를 통해 스캔하고; 그리고
    상기 제2 파장 초점 길이를 복수의 상기 제2 파장 초점 길이를 통해 스캔하도록 구성된 이동 가능한 광학 부품을 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 파장 및 상기 제2 파장과 다른 제3 파장을 포함하는 광을 생산하는 광원;
    상기 제3 파장을 제3 파장 초점 길이로 초점을 맞추며, 상기 제3 파장 초점 길이를 복수의 다른 제3 파장 초점 길이를 통해 스캔하도록 작동 가능한 광학 시스템;
    복수의 상기 제3 파장 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 상기 제3 파장에 대응하는 제3 파장 이미지 데이터를 수집하도록 구성된 검출기; 및
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여,
    상기 제3 파장이 각 위치에서의 상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 제3 파장 초점 길이 중 하나를 선택하고; 그리고
    각 위치에 대해 선택된 상기 제1 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제1 파장 이미지 데이터, 각 위치에 대해 선택된 상기 제2 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제2 파장 이미지 데이터, 및 각 위치에 대해 선택된 상기 제3 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제3 파장 이미지 데이터를 결합하고; 이에 의해 상기 물체의 상기 초점 컬러 이미지를 위해 각 이미지 위치에 대한 초점 컬러 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 파장 이미지 데이터, 상기 제2 파장 이미지 데이터, 및 상기 제3 파장 이미지 데이터 중 적어도 하나는, 복수의 적어도 하나의 파장 초점 길이 각각에 대하여 각 파장에 대한 강도 데이터를 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 파장은 적색 광 파장이고;
    상기 제2 파장은 녹색 광 파장이고; 그리고
    상기 제3 파장은 청색 광 파장인 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 파장 이미지 데이터, 상기 제2 파장 이미지 데이터, 및 상기 제3 파장 이미지 데이터 중 적어도 하나의 각각은 상기 검출기의 복수의 픽셀에 대응하는 위치 데이터를 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원은 백색 광원을 포함하고; 그리고
    상기 검출기는 컬러 이미지 검출기를 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치에 대하여, 선택된 상기 제1 파장 초점 길이 및 선택된 상기 제2 파장 초점 길이 중 적어도 하나는, 적어도 두 개의 다른 초점 길이를 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 물체의 표면 위상(topology)을 수집하도록 구성된 스캐닝 시스템을 더 포함하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 스캐닝 시스템은 단색 광으로 상기 물체를 조명하도록 사용된 단색 광원을 포함하고;
    상기 단색 광의 초점 길이는 복수의 다른 단색 광 초점 길이를 통해 스캔되고;
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여, 상기 단색 광 초점 길이 중 하나가 선택되고, 각 위치에서의 상기 물체로부터 반사된 상기 단색 광의 분석에 기초하여, 상기 단색 광이 각 위치에서의 상기 물체에 대해 초점이 맞추어지며; 그리고
    상기 표면 위상 데이터는 선택된 상기 단색 광 초점 길이에 근거하여 생성되는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 물체의 상기 표면 위상 데이터 및 상기 초점 컬러 이미지는 공통 프레임 기준에 맞추어 정렬되는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    휴대용 장치에 전적으로 또는 부분적으로 통합되는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원은 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장을 동시에 포함하는 광을 생산하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각 파장에 대해 선택된 상기 초점 길이는 0.4mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린(blur) 원을 만드는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각 파장에 대해 선택된 상기 초점 길이는 0.2mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만드는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 파장 초점 길이 및 상기 제2 파장 초점 길이는: (a) 상기 물체로부터 반사된 광의 강도, 및 (b) 상기 물체로부터 반사된 상기 제1 파장 및 제2 파장 중 적어도 하나의 이미지 부분의 공간 주파수 성분 중 적어도 하나에 근거하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  17. 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 컴퓨터 실행 방법에 있어서,
    제1 파장 이미지 데이터를 생성하기 위해 상기 물체로부터 반사되는 복수의 다른 초점 길이의 광의 제1 파장에 대응하는 이미지 신호를 처리하는 단계;
    제2 파장 이미지 데이터를 생성하기 위해 상기 물체로부터 반사되는 복수의 다른 초점 길이의 광의 제2 파장에 대응하는 이미지 신호를 처리하는 단계로서, 상기 제2 파장은 상기 제1 파장과 다른 단계; 그리고
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여:
    상기 제1 파장이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 제1 파장 초점 길이 중 하나를 선택하는 단계;
    상기 제2 파장이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 제2 파장 초점 길이 중 하나를 선택하는 단계; 그리고
    각 위치에 대해 선택된 상기 제1 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제1 파장 이미지 데이터 및 각 위치에 대해 선택된 상기 제2 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제2 파장 이미지 데이터를 결합하고, 이에 의해 상기 물체의 상기 초점 컬러 이미지를 위해 각 이미지 위치에 대한 초점 컬러 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 컴퓨터 실행 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    제3 파장 이미지 데이터를 생성하기 위해 상기 제3 파장을 포함하는 광으로 상기 물체를 조명하도록 사용된 복수의 다른 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 제3 파장에 대응하는 이미지 신호를 처리하는 단계로서, 상기 제3 파장은 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장과 다른 단계; 그리고
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여:
    상기 제3 파장이 각 위치에서의 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 제3 파장 초점 길이 중 하나를 선택하는 단계; 그리고
    각 위치에 대해 선택된 상기 제1 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제1 파장 이미지 데이터, 각 위치에 대해 선택된 상기 제2 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제2 파장 이미지 데이터, 및 각 위치에 대해 선택된 상기 제3 파장 초점 길이에 대응하는 상기 제3 파장 이미지 데이터를 결합하고; 이에 의해 상기 물체의 상기 초점 컬러 이미지를 위해 각 이미지 위치에 대한 초점 컬러 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 컴퓨터 실행 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    광의 상기 제1 파장은 465nm와 485nm 사이의 파장을 포함하고, 광의 상기 제2 파장은 500nm와 520nm 사이의 파장을 포함하며, 광의 상기 제3 파장은 640nm와 660nm 사이의 파장을 포함하며, 또는 이들의 조합인 컴퓨터 실행 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제1 파장 이미지 데이터, 상기 제2 파장 이미지 데이터, 및 상기 제3 파장 이미지 데이터 중 적어도 하나는, 복수의 각 적어도 하나의 파장 초점 길이 각각에 대하여 각 파장에 대한 강도 데이터를 포함하는 컴퓨터 실행 방법.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 이미지 신호는 상기 물체의 백색 광 조명을 통해 생산된 상기 물체로부터의 반사에 대응하여 생성되는 컴퓨터 실행 방법.
  22. 청구항 17에 있어서,
    상기 물체의 표면 위상 데이터를 생성하기 위한 이미지 신호를 처리하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 실행 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 이미지 신호는 복수의 다른 초점 길이를 통해 스캔되는 단색 광의 상기 물체로부터의 반사에 대응하여 생성되는 표면 위상 데이터를 생성하도록 처리되며,
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여, 각 위치에서의 상기 물체로부터 반사된 상기 단색 광의 분석에 근거하여, 상기 단색 광이 각 위치에서의 상기 물체에 대해 초점이 맞추어지는 단색 광 초점 길이 중 하나를 선택하는 단계; 및
    선택된 상기 단색 광 초점 길이에 근거하는 표면 위상 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 실행 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 물체의 상기 표면 위상 데이터 및 상기 초점 컬러 이미지는 공통 프레임 기준에 맞추어 정렬되는 컴퓨터 실행 방법.
  25. 청구항 17에 있어서,
    상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각 파장에 대해 선택된 상기 초점 길이는 0.4mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만드는 컴퓨터 실행 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각 파장에 대해 선택된 상기 초점 길이는 0.2mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만드는 컴퓨터 실행 방법.
  27. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 파장 초점 길이 및 제2 파장 초점 길이의 선택은: (a) 상기 물체로부터 반사된 광의 강도, 및 (b) 상기 물체로부터 반사된 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장 중 적어도 하나의 이미지 부분의 공간 주파수 성분 중 적어도 하나에 근거하는 컴퓨터 실행 방법.
  28. 하나 이상의 프로세서를 포함하는 이미징 시스템에 의해 실행될 때, 상기 이미징 시스템이 청구항 17 내지 청구항 27 중 어느 하나의 컴퓨터 실행 방법을 수행하도록 하는 비일시적 컴퓨터 해독 가능한 명령을 저장하는 유형 매체.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 물체의 초점 컬러 이미지를 생성하기 위한 초점 컬러 이미지 생성 시스템에 있어서,
    컬러 검출기; 및
    적색 픽셀, 녹색 픽셀, 및 청색 픽셀로부터 받은 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하며,
    상기 컬러 검출기는,
    (a) 픽셀 배열 내에 분포된 복수의 적색 픽셀, (b) 상기 픽셀 배열 내에 분포된 복수의 녹색 픽셀, 및 (c) 상기 픽셀 배열 내에 분포된 복수의 청색 픽셀을 포함하는 2차원 픽셀 배열을 포함하며;
    각각의 상기 적색 픽셀은 상기 물체로부터 반사된 광의 적색 파장을 검출하도록 구성되고, 각각의 상기 녹색 픽셀은 상기 물체로부터 반사된 광의 녹색 파장을 검출하도록 구성되고, 그리고 각각의 상기 청색 픽셀은 상기 물체로부터 반사된 광의 청색 파장을 검출하도록 구성되며, 그리고 상기 적색 픽셀의 수는 상기 녹색 픽셀의 수보다 많고, 상기 적색 픽셀의 수는 상기 청색 픽셀의 수보다 많고,
    상기 프로세서는,
    복수의 적색 파장 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 상기 적색 파장에 대응하는 적색 파장 이미지를 생성하고;
    복수의 녹색 파장 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 상기 녹색 파장에 대응하는 녹색 파장 이미지를 생성하고;
    복수의 청색 파장 초점 길이에 대해 상기 물체로부터 반사된 광의 상기 청색 파장에 대응하는 청색 파장 이미지를 생성하고;
    상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치 각각에 대하여,
    상기 적색 파장이 각 위치에서의 상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 적색 파장 초점 길이 중 하나를 선택하고, 상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치에 대해 선택된 상기 적색 파장 초점 길이는 적어도 2개의 다른 초점 길이를 포함하고;
    상기 녹색 파장이 각 위치에서의 상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 녹색 파장 초점 길이 중 하나를 선택하고, 상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치에 대해 선택된 상기 녹색 파장 초점 길이는 적어도 2개의 다른 초점 길이를 포함하고;
    상기 청색 파장이 각 위치에서의 상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 상기 청색 파장 초점 길이 중 하나를 선택하고, 상기 초점 컬러 이미지에서의 복수의 다른 위치에 대해 선택된 상기 청색 파장 초점 길이는 적어도 2개의 다른 초점 길이를 포함하며; 그리고
    각 위치에 대해 선택된 상기 적색 파장 초점 길이에 대응하는 상기 적색 파장 이미지 데이터, 각 위치에 대해 선택된 상기 녹색 파장 초점 길이에 대응하는 상기 녹색 파장 이미지 데이터, 및 각 위치에 대해 선택된 상기 청색 파장 초점 길이에 대응하는 상기 청색 파장 이미지 데이터를 결합하고, 이에 의해 상기 물체의 상기 초점 컬러 이미지를 위해 각 이미지 위치에 대한 상기 초점 컬러 이미지 데이터를 생성하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 물체에 대한 표면 위상 데이터를 생성하기 위해 상기 컬러 검출기로부터의 신호를 처리하도록 구성되고,
    상기 초점 컬러 이미지 생성 시스템은 광학 시스템을 더 포함하며, 상기 광학 시스템 및 상기 컬러 검출기는 상기 적색 픽셀의 배열 내에 상기 물체에 대한 상기 표면 위상을 생성하기 위해 사용되는 공초점(confocal) 빔의 배열을 연결하도록 구성되어, 각 공초점 빔은 상기 적색 픽셀의 배열에서 대응 적색 픽셀을 조명하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  34. 청구항 32에 있어서,
    상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각 파장에 대해 선택된 상기 초점 길이는 0.4mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만드는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  35. 청구항 34에 있어서,
    상기 물체에 관해 초점이 맞추어지는 각 파장에 대해 선택된 상기 초점 길이는 0.2mm보다 크지 않은 직경을 가지는 흐린 원을 만드는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  36. 청구항 32에 있어서,
    상기 적색, 녹색, 및 청색 파장 초점 길이의 선택은: (a) 상기 물체로부터 반사된 광의 강도, 및 (b) 상기 물체로부터 반사된 상기 적색, 녹색, 및 청색 파장 중 적어도 하나의 이미지 부분의 공간 주파수 성분 중 적어도 하나에 근거하는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  37. 청구항 32에 있어서,
    환자의 구강을 이미지화하도록 구성되는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  38. 청구항 32에 있어서,
    상기 적색 픽셀의 수는 상기 녹색 픽셀의 수보다 적어도 50% 더 많으며; 그리고,
    상기 적색 픽셀의 수는 청색 픽셀의 수보다 적어도 50% 더 많은 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
  39. 청구항 32에 있어서,
    상기 적색 픽셀, 상기 녹색 픽셀, 및 상기 청색 픽셀은 2×2 배열로 정렬된 2개의 상기 적색 픽셀, 하나의 상기 녹색 픽셀, 및 하나의 청색 픽셀로 구성된 반복된 패턴으로 배열되는 초점 컬러 이미지 생성 시스템.
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