KR101844549B1 - 질감 특징을 이용한 객체의 3ｄ 모형제작 - Google Patents

Abstract

질감 특징을 사용한 객체의 3D 모형제작, 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 대상물(724)의 3D 도형제작을 위한 방법 및 시스템(720)이 개시된다. 상기 3D 모형제작은 3D (724)가 배열되기에 적합한 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 획득된 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 적용시킨다.

Description

질감 특징을 이용한 객체의 3Ｄ 모형제작{3Ｄ modeling of an object using textural features}

본 발명은 일반적으로 환자의 공동 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 객체의 3D 모형제작을 위한 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 위치에 대한 디지털 표현(digital representation)의 획득에 관한 것이다.

치아의 설계 및 모형제작은 치아 수복물(dental restoration)의 분야에서 알려져 있다. 환자가 치아 수복물, 예컨대, 크라운(crown), 브릿지(bridge), 교각치(abutment), 또는 임플란트(implant)를 필요로 하는 경우, 치과의사는 치아를 제조해야할 것인바, 예를 들면, 크라운이 접착될 수 있도록 제조하기 위하여 손상된 치아는 연마된다. 대안적 치료는 임플란트, 예컨대 티탄 나사를 환자의 턱으로 삽입하고 임플란트 상에 크라운 또는 브릿지를 앉히는 것이다. 치아를 제조하고 임플란트를 삽입한 이후에, 치과의사는 상악, 하악 및 교합 인기(bite registration)에 대한 인상(impression) 또는 삼중 트레이로도 또한 알려져 있는, 양-면 트레이로의 단일 인상을 만들 수 있다. 상기 인상은 수복물, 예를 들면 브릿지를 제조하는 치과 기공사에게 전달된다. 수복물을 제조하기 위한 첫번째 단계는 전통적으로 상악 및 하악에 대한 인상으로부터 상하 치아 모형들을 각각 캐스팅하는 것이다. 상기 모형들은 일반적으로 석고로 제조되며, 흔히 교합 인기(bite registration)를 사용하여 치과용 교합기(dental articulator) 내에 정렬되어, 실제 물고 씹는 동작이 시뮬레이션 된다. 치과 기공사는 우수한 시각적 외관 및 교합 기능성을 보장하기 위하여 교합기 내부에 치아 수복물을 쌓아올린다.

품질을 개선시키고, 비용을 감소시키고, 흥미로운 재료로의 제조 가능성을 용이하게 하는, 치아 수복물을 제조하기 위한 CAD 기술은 빠르게 확대되고 있는바, 이는 그러한 기술이 아니라면 얻을 수 없다. CAD 제조 공정의 첫번째 단계는 환자 치아에 대한 3-차원적 모형을 생성하는 것이다. 이는 전통적으로 치과용 석고 모형 중 어느 하나 또는 둘 모두를 3D 스캐닝함으로써 행해진다. 치아의 3-차원적 복제물은 CAD 프로그램으로 불러오기 되는바, 여기서 전체 치아 수복물, 예컨대, 브릿지 하부구조(bridge substructure)가 설계된다. 그 다음, 최종 수복물 3D 설계가 예를 들면, 밀링기, 3D 프린터, 쾌속 조형 제조, 또는 그 밖의 제조 장비를 사용하여 제조된다. 치아 수복물에 대한 정확도 요건은 매우 높은데, 그렇지 않으면, 치아 수복물이 시각적으로 매력적이지 않을 것이고, 치아로의 피팅이 통증을 유발하거나 감염을 유발할 수 있다.

문헌 [WO0019935A]는 환자의 치열에 대한 각 구성요소의 디지털 모형을 생성하는데 사용하기 위한 컴퓨터-실행 방법을 개시하는바, 상기 방법은: (a) 환자의 치열에 대한 3-차원적 (3D) 표현을 형성하는 데이터 세트를 수신하는 단계; (b) 상기 데이터 세트에 대한 컴퓨터-실행 테스트를 적용하여 환자의 치열의 각 구성요소에 대한 부분들을 나타내는 데이터 요소들을 식별하는 단계; 및 (c) 상기 식별된 데이터 요소들을 기초로 하여 각 구성요소들에 대한 디지털 모형을 생성하는 단계를 포함한다.

문헌 [US7234937B]는 인간 환자의 진단 및 계획 치료시 사용하기 위한 시스템에 관한 것으로: 프로세서 및 사용자 인터페이스를 갖는 범용 컴퓨터 시스템; a) 제1 영상 장치로부터 얻은 환자 두개안면 이미지 정보를 나타내는 디지털 데이터의 제1 세트, 및 b) 상기 제1 영상 장치와 다른 제2 영상 장치로부터 얻은 환자 두개안면 이미지 정보를 나타내는 디지털 데이터의 제2 세트를 저장하는 상기 범용 컴퓨터 시스템에 접근할 수 있는 메모리로서, 상기 데이터의 제1 및 제2 세트는 상기 환자의 하나 이상의 부분의 공통적인 두개안면 해부 구조를 나타내고, 상기 디지털 데이터의 제1 및 제2 세트 중 적어도 하나는 환자의 얼굴에 대한 외부의 시각적 외관 또는 표면 형상을 나타내는 데이터를 포함하고, 여기서 상기 제1 및 제2 디지털 데이터 세트는 각각 다른 시점에서 얻어지고 상호 방식으로 캡쳐되지 않는 것인, 메모리; 및 상기 범용 컴퓨터 시스템에 접근할 수 있는 기계 판독가능 저장 매체(machine readable storage medium) 상에 저장되는 컴퓨터 명령어의 세트로서, 여기서 명령어 세트는 상기 범용 컴퓨터 시스템에: 1) 자동적으로, 및/또는 연산자 상호작용의 도움으로, 각각 다른 시점에서 얻어지고 공통의 좌표계에서 상관된 방식으로 캡쳐되지 않는 상기 제1 및 제2 디지털 데이터 세트로부터 생성된 상기 두개안면 해부 구조의 디지털 표현을 결합하는, 복합체를 제공하기 위하여, 상기 디지털 데이터의 제1 세트 및 상기 디지털 데이터의 제2 세트의 중첩을 야기하기 위한 명령어로서; 여기서 상기 명령어의 세트는 실제 모형 매칭 전략을 사용하여 상기 두개안면 해부 구조의 일부분으로부터 적어도 가상의 3D 얼굴을 생성하기 위한 명령어를 포함하는 것인 명령어; 2) 상기 가상의 3D 얼굴을 포함하는, 상기 두개안면 해부 구조의 디지털 표현을 결합하는, 상기 복합체를 상기 시스템의 사용자에게 보이게 하기 위한 명령어들을 포함한다.

문헌 [US2009133260A]는 수복물 보철을 제작하기 위한 시스템 및 방법을 개시한다. 상기 시스템은 재설계되고 있는 치열에 대한 3 차원적 (3D) 형상과 함께 색상 및 반투명 정보를 구강 안에서 캡쳐하기 위한 스캐너를 포함한다. 상기 시스템은 또한 검토를 위하여 색상이 보철에 정확히 표현되도록 색상 및 반투명 정보 및 3D 형상을 수신하기 위한 컴퓨터 지원 설계(CAD)를 포함하는바, 여기서 상기 색상, 반투명도 및 표면 정보는 실험실 또는 제작용 CAD/CAM 시스템에 전기적으로 전달되는 단일 디지털 처방서(prescription)에서 결합된다. 상기 시스템은 측정되어 처방된 요구사항과 양적으로 비교될 최종 보철에 대한 3D 형상, 색상 및 반투명 특징에 대한 능력을 제공한다.

그러나, 환자 관련 기술에서 기하학적 데이터 및 질감 데이터의 사용을 개선시키고 확장하기 위한 문제가 남아있다.

환자에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체의 3D 모형제작을 위한 방법이 개시되는바, 여기서 상기 방법은:

- 3D 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 3D 디지털 표현은 상기 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 단계;

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 2D 디지털 표현은 위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징들과 관련된 질감 데이터를 포함하는 단계;

여기서 원하는 위치의 범위는 위치에 대한 일 또는 그 이상의 관측점으로부터의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 각각을 획득함으로써 얻어지고;

- 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 정렬하는 단계;

- 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 하나 이상의 부분을 결합하여 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 얻는 단계;

- 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 시각화하는 단계; 및

- 모형제작된 3D 객체가 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합하도록 3D 객체를 3D 모형제작하는 단계로서, 여기서 상기 3D 모형제작은 질감 데이터를 포함하는 획득된 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 적용시키는 단계를 포함한다.

환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체의 3D 모형제작을 위한 방법이 개시되는바, 상기 방법은:

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 3D 디지털 표현은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 단계;

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 2D 디지털 표현은 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 단계;

여기서 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 획득은 위치를 재위치화시키고 및 위치에 대한 원하는 범위를 얻기 위한 서로에 대한 획득 수단에 의해 수행되고;

- 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 하나 이상의 부분을 정렬하고 결합하여, 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 얻는 단계;

- 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 시각화하는 단계; 및

- 3D 객체를 모형제작하는 경우, 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터 일 또는 그 이상의 특징 정보들을 적용시키는 단계를 포함한다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치는 하나 이상의 디지털 표현이 다수의 다른 관측점으로부터 자동적으로 획득되고 원하는 범위가 얻어지도록, 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하는 동안 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하는 동안 획득 유닛에 대해 자동적으로 재위치화된다.

환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체의 3D 모형제작을 위한 방법이 개시되는바, 상기 방법은:

- 3D 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 3D 디지털 표현은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 단계;

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 2D 디지털 표현은 위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징들과 관련되는 질감 데이터를 포함하는 단계;

여기서 위치의 원하는 범위는 위치에 대한 일 또는 그 이상의 다른 관측점으로부터의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 각각을 획득하여 얻어지고;

- 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 배열하는 단계; 및

- 모형제작된 3D 객체가 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합하도록 3D 객체를 3D 모형제작하는 단계로서, 여기서 상기 3D 모형제작은 질감 데이터를 포함하는 획득된 2D 디지털 표현으로부터 일 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 적용시키는 단계를 포함한다.

몇몇 구현예에서, 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 하나 이상의 부분의 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 얻기 위하여 결합되는바, 여기서 상기 방법은 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 시각화하는 것을 포함한다.

환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체의 3D 모형제작을 위한 시스템이 개시되는바, 여기서 상기 시스템은:

- 하나 이상의 시스템의 스캔 용적을 조명하기 위해 구성된 조명 유닛;

- 스캔 용적 내에 배열되는 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하기 위해 구성된 획득 유닛;

- 제1 디지털 신호 프로세서 유닛으로서:

· 획득된 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현을 분석하고,

· 상기 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현을 정렬하고; 그리고

· 상기 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현의 하나 이상의 부분을 결합하여 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 얻기 위해 구성된 제1 디지털 신호 프로세서 유닛;

- 위치에 대한 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 시각화하기 위한 가시화 장치; 및

- 상기 모형제작된 3D 객체가 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합하도록 3D 객체를 3D 모형제작하기 위해 구성된 제2 디지털 신호 프로세서 유닛으로서, 여기서 상기 3D 모형제작은 획득된 2D 디지털 표현으로부터의 정보를 적용시키는 것을 포함하는 것인 제2 디지털 신호 프로세서 유닛을 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 문구 "스캔 용적"은 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현이 스캔 용적 내에 배열되는 위치에 대해 획득될 수 있도록, 위치가 광원(들)로부터의 빛으로 조명될 수 있고 상기 위치로부터 반사된 빛이 카메라에 의해 수신될 수 있는 용적을 의미할 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 상기 문구 "2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 적용시키는 것"은 2D 디지털 표현이 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 제공하는 경우를 의미할 수도 있다.

상기 특징은 위치의 일부이거나 위치, 물리적 모형 또는 위치에 대한 인상에 정의될 수도 있고, 질감 데이터를 포함하는 획득된 2D 디지털 표현은 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 제공할 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "객체" 및 "3D 객체"은 서로 교환적으로 사용될 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 용어 "모형제작(modeling)" 및 "3D 모형제작"은 서로 교환적으로 사용될 수도 있다.

특징들이 위치에 대한 디지털 표현으로 식별될 수 있도록 하는 기하학을 갖는 특징들은 기하학적 특징으로 언급될 수도 있다.

특징들이 위치에 대한 디지털 표현으로 식별될 수 있도록 하는 질감를 갖는 특징들은 질감 특징으로 언급될 수도 있다.

특징은 기하학 및 질감 모두를 가질 수도 있다. 따라서, 특징이 위치의 디지털 표현으로 식별될 수 있도록 하는 기하학 및 질감 모두를 갖는 경우, 상기 특징은 모두 기하학적 특징 및 질감 특징으로 언급될 수도 있다.

위치는 3D 객체가 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한, 환자의 일부이거나 환자의 일부에 있을 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "위치에 대한 특징"은 특징이 예를 들면, 복원용 치아를 위해 제조된 치아의 한계선(margin line)과 같은 위치의 통합된 부분인 장소, 특징이 예를 들면, 치아 교정기 부분 또는 치과 기공사에 의해 환자의 치아 상에 드로잉되는 라인과 같은 위치에 직접 정의되는 장소, 또는 특징이 치아 세트의 석고(gypsom) 모형에 드로잉된 라인과 같은, 물리적 모형 또는 위치의 인상에 정의되는 장소일 수도 있다.

상기 문구 "위치"는 위치 그 자체, 위치에 대한 물리적 모형 또는 위치에 대한 인상일 수도 있다. 예를 들면 "위치에 대한 2D 디지털 표현의 획득"은 2D 디지털 표현이 위치에 대해, 위치에 대한 물리적 모형에 대해, 또는 위치에 대한 인상에 대해 획득되는 장소를 나타낼 수도 있다.

따라서, 문구 "위치에 대한 질감 데이터"는 질감을 갖는 특징이 위치의 통합된 부분이고, 특징이 예를 들면 위치 상에 직접 또는 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상에 치과 기공사에 의해 정의되는 장소를 의미할 수도 있다. 예를 들면, 일 특징은 치아 세트에 대한 물리적 모형 상에 드로잉된 채색된 라인일 수도 있는바, 여기서 상기 특징은 제거가능한 부분 의치의 경계이고, 상기 특징의 질감은 경계가 정의된 색상이다. 그러므로, 상기 특징은 위치의 통합된 부분, 즉, 환자의 입은 아니지만, 추후에 물리적 모형 상에 정의된다. 본 발명의 맥락에서, 드로잉된 라인은 여전히 위치에 대한 특징으로 여겨질 수도 있다.

위치의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 상기 위치 또는 위치의 물리적 모형 또는 인상에 대한 일 또는 그 이상의 2D 이미지를 포함할 수도 있다. 일 또는 그 이상의 2D 이미지는 위치에 대해 동일하거나 다른 관측점으로부터 획득될 수도 있다.

질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현과 동일한 관측점으로부터 획득될 수도 있다. 이는 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현의 배열을 향해 상대적으로 직선으로 되도록 할 수도 있다.

질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 획득된 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로부터의 관측점과 동일하지 않은 관측점으로부터 획득될 수도 있다.

위치에 대한 질감과 관련된 데이터를 포함하는 2D 이미지들은 질감성 또는 질감 이미지로 언급될 수도 있다.

결과적으로, 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터의 특징들은 상기 위치에 배열되기에 적합한 객체의 3D 모형제작을 용이하게 하기 위하 사용될 수 있다는 점에서 유리하다. 객체 모형제작할 때, 위치에 대한 질감 데이터를 사용하는 경우, 상기 모형제작의 결과는 다른 종류의 데이터가 사용되기 때문에 개선될 수도 있고, 이로써 상기 위치에 대한 다른 종류의 특징들이 검출되고 객체의 모형제작 프로세스가 설명될 수 있다.

질감은 위치의 표면에 대한 느낌, 모형, 및 외관으로 정의되므로, 질감은 위치의 평활도(smoothness), 거칠기(roughness), 유연성(softness), 색상 등을 포함할 수도 있다. 질감은 보유된 특성 및 촉각적 감각 통해 제공되는 위치의 외부 표면에 의해 야기된 감촉을 나타낼 수 있다. 질감는 또한 비-촉감 감촉에 대한 느낌을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 질감은 위치에 대한 표면의 패턴, 색상 또는 다른 시각적 특성을 포함할 수도 있다. 따라서, 질감 데이터는 위치에 대한 표면의 질감를 설명하는 데이터이다.

기하학은 크기, 모형, 특징의 상대적 위치, 및 공간 특성으로 정의되므로, 위치의 길이, 영역 및 용적에 관한 것이다. 따라서, 기하학적 데이터는 위치에 대한 표면의 기하학을 설명하는 데이터이다.

위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현은 위치를 재위치화하기 위한 수단 및 서로에 대하여, 디지털 표현을 획득하기 위해 사용되는 광원 및 카메라와 같은, 획득 수단에 의해 관측점으로부터 획득될 수 있다. 재위치화는 예를 들면, 스캐너 내의 2-축 이상의 동작 시스템을 사용하여 자동적으로 수행될 수도 있다. 따라서, 상기 스캐너는 임의의 관측점으로부터의 위치에 대한 디지털 표현의 획득을 자동적으로 수행하기에 적합한 2-축 또는 3-축 동작 시스템을 포함할 수도 있다.

따라서, 상기 동작 시스템은 기하학적 및 질감 데이터 모두의 획득을 위한 위치를 재위치화 하기 위해 사용된다는 점에서 유리할 수도 있다. 상기 동작 시스템은 3D 스캐너 내에서 스캐닝될 모형 또는 인상이 배치되는 곳에 배열될 수도 있다. 상기 동작 시스템은 모형 또는 인상 또는 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하기 위한 획득 수단, 즉, 광원 및/또는 카메라의 병진(translational) 및/또는 회전(rotational) 움직임을 수행할 수도 있다. 따라서, 상기 재위치화는 데이터가 캡쳐되는 위치, 예를 들면, 모형 또는 인상에 대한 것일 수도 있고, 및/또는 상기 재위치화는 획득 수단, 광원(들) 및 카메라에 대한 것일 수도 있다. 동작 시스템에서 2개 또는 3개의 축을 가질 경우, 상기 모형 또는 인상은 측면으로부터 그리고 상단으로부터 모두 스캔될 수 있다.

위치의 원하는 범위는 전체 위치 또는 위치의 일부에 대한 전체 범위, 또는 단지 위치의 특정 영역에 대한 범위일 수도 있다. 원하는 범위는 예를 들면, 3개 또는 4개의 질감 이미지를 캡쳐한 후 합성 질감 이미지로 어셈블리됨으로써 얻어질 수도 있다. 일부 질감 이미지들이 원하는 범위를 얻기 위하여 캡쳐될 수도 있다.

2개의 디지털 표현들, 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현이 어떻게 가공되어 상기 기하학적 및 질감 데이터를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현으로 얻어지는 지에 대하여 정렬 및 결합이 기술될 수도 있다.

정렬은 디지털 표현의 구조가 일치되도록, 위치의 다른 디지털 표현과 관련된 위치의 디지털 표현의 조정으로 정의될 수도 있다. 따라서, 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 공통되거나 유사한 구조가 정렬된다.

표현을 정렬하고 결합하는 것은 특징 검출의 시각화 및 정밀화를 개선시킬 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "결합된 3D 디지털 표현의 시각화"는 결합된 3D 디지털 표현에 의해 제공된 모든 데이터에 대한 시각화 또는 결합된 3D 디지털 표현에 의해 제공된 데이터의 일부에 대한 시각화를 나타낼 수도 있다. 그러므로 시각화된 결합 3D 디지털 표현은 2D 디지털 표현으로부터 제공될 수 있는 모든 데이터 보다는 추출된 정보에 대한 시각화를 제공할 수도 있다.

객체를 모형제작하는 경우, 위치에 대한 일 또는 그 이상의 질감 특징의 정보를 적용시키는 것은 위치 내에 삽입되거나, 장착되거나 배열되기에 적합한 객체를 모형제작할때, 객체가 위치에 대한 질감 특징을 고려하여 피팅되도록, 위치에 대한 질감 특징들의 정보가 사용되는 것으로 정의될 수 있다. 객체의 피팅은 객체의 삽입 또는 장착이 환자에 고통을 야기하지 않고, 상기 객체의 삽입 또는 장착이 미적으로 만족스러운 것을 의미할 수도 있다.

치과 의술 내에서, 객체의 모형제작은 일 또는 그 이상의 치아 복원 또는 복원 하부구조물의 모형제작, 일 또는 그 이상의 임플란트 또는 임플란트 지대치의 모형제작, 치아 교정기의 모형제작 또는 일 또는 그 이상의 치아의 교정적 움직임의 모형제작, 치의, 예를 들면 전체 또는 부분적으로 고정되거나 제거가능한 부분 의치의 모형제작, 또는 의치 내의 일 또는 그 이상의 치아의 모형제작을 포함할 수도 있다.

따라서, 상기 모형제작은 복원, 치아 교정기, 임플란트, 의치 등의 모형제작을 포함할 수도 있다. 3D 컴퓨터-지원 설계 (computer-aided design, CAD) 모형제작이 예를 들면 복원을 포함할 때, 크라운 및 브릿지 같은, 가상의 모형제작된 복원은 컴퓨터-지원 제조 (computer-aided manufacturing, CAM)에 의해 제조될 수 있고, 제조된 복원 또는 기구는 그 다음 결국 치과의사에 의해 환자의 입으로 삽입될 수 있다.

객체를 모형제작할때 위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징의 정보를 적용시키는 단계 및 상기 방법의 다른 단계들은 컴퓨터 상에 디지털 방식으로 수행될 수도 있고, 사용자 또는 조작자가 데이터 세트의 시각적 표현 및 상기 데이터 세트 상에 수행된 다른 조작을 얻은 후 조작자가 객체의 모형제작을 수행하고, 완성하거나 확인할 수 있도록, 스크린과 같은 사용자 인터페이스 상에 나타내어질 수도 있다.

상기 방법은 모형제작된 3D 객체를 제조하고 상기 방법에 의해 제조된 일 또는 그 이상의 객체를 사용하여 위치에 대한 치료 계획하는 것을 포함할 수도 있다.

환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체를 제조하는 방법이 또한 개시되는바, 상기 제조 방법은 3D 객체의 3D 모형제작을 위한 방법의 단계들 및 모형제작된 3D 객체를 제조하는 단계를 포함한다.

객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 디지털 표현을 획득하는 용어선택에 대한 대안으로서, 상기 방법은 객체가 배열되기에 적합한 위치에 대한 디지털 표현을 획득하는 것을 포함할 수도 있다.

위치에 대한 3D 디지털 표현 및 3D 객체의 3D 모형은 삼각형에 기초한 표현에 의한 것일 수도 있는 것으로, 여기서 3D 표면은 삼각형에 의해 연결되는, 꼭지점들의 수에 의해 파라미터화된다.

따라서, 상기 기하학적 스캔은 표면 표현을 제공하는 표면 스캔이다. 위치 내에 피팅하기 위한 객체가 모형제작될 때, 그것은 따라서 모형제작되고 있는 객체의 표면이거나, 상기 모형제작은 객체의 표면 상에 또는 객체의 표현의 외부 상에서 수행된다. 표면의 외부에서 모형제작을 수행하는 경우, 표면의 오프셋은 디지털화될 수도 있다. 상기 오프셋에서, 표면의 카피는 표면으로부터 멀리 위치됨으로써 모형 제작이 객체 표면 그 자제의 모형제작이 아닌, 표면 형상과 유사한 형상으로 수행될 수 있다.

예를 들면, CT 스캔에서, 용적이 스캔되므로 따라서 용적 표현이 만들어지고, 표면 표현이 만들어지는 것은 아니다.

문헌 [WO0019935]는 환자의 치열에 대한 3D 디지털 표현을 수행하는 데이터 세트를 얻는 방법 및 각 구성성분을 나타내는 데이터 요소를 식별하는 방법을 개시하는 것으로, 여기서 상기 각 구성성분은 각각의 치아 또는 잇몸 조직일 수 있다. 따라서, 상기 방법은 예를 들면, 각각의 치아를 식별하기 위한 3D 디지털 표현과 관련된 것이고, 예를 들면, 2D 디지털 표현으로부터 검출된, 치아의 특징의 검출과 관련된 것은 아니다. 상기 방법은 치료 계획을 실행하기 위한 치아 교정기를 생성하기 위하여 사용된다.

상기 기술된 문헌 [US7234937]는 가상의 3D 얼굴을 생성하기 위하여 환자의 얼굴에 대한 외부의 시각적 외관 또는 표면 형상을 포함하는 환자의 두개안면 이미지 정보에 대한 다른 데이터 표현을 저장하고 결합하기 위한 시스템을 개시한다. 따라서, 상기 문헌은 두개안면 이미지 정보에 관한 것이고, 상기 문헌은 예를 들면, 특징들에 대한 정보를 사용하거나 객체의 모형제작을 개시하는 것은 아니다.

또한, 상기 기술된 문헌[US2009133260A]에서, 색상 및 반투명 정보 및 3D 모형은 사용자가 보철물의 색상이 정확한지 여부를 검토할 수 있도록, 검토를 위한 보철물의 색상의 정확한 표현을 유도하기 위하여 사용된다.

문헌 [US2004107080]는 이어 피스(ear piece)의 제조에 관한 것으로, 이도 및/또는 이관에 각각 매칭되는 하나 이상의 부분을 포함하는 맞춤형 이어피스의 컴퓨터-보조 모형제작 방법을 개시하는바, 상기 방법은 a) 위치, 즉 이도의 하나 이상의 부분에 대한, 3-차원적 컴퓨터 모형, 3-D 모형을 얻는 단계로서, 여기서 상기 위치에 대한 3D-모형은 외부 표면을 가지는 단계를 포함하는 다수의 단계들을 포함한다. 상기 문헌은 몇몇 구현예에서 또한 색상 스캔을 포함하는, 질감 스캔이 제공되도록, 도관에 대한 3D 디지털 표현을 발생시키기 위해 사용되는, 귀 또는 이도의 인상을 개시한다. 게다가, 몇몇 구현예에서, 인상에 마크된 질감은 초기 배열을 위해 사용되고, 몇몇 구현예에서, 상기 방법은 쉘의 표면에 색상 및/또는 질감를 부여하는 것을 포함한다. 문헌 [US2004107080]는 예를 들면 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 획득이 위치의 원하는 범위를 얻기 위해 서로에 대한 위치의 자동적으로 재위치화 및 획득 수단에 의해 수행되는 것을 개시하는 것은 아니다. 게다가, 상기 문헌은 결합되고 정렬된 3D 디지털 표현을 개시하는 것은 아니다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 추출하는 것을 포함한다.

따라서, 일 또는 그 이상의 특징에 대한 정보는 3D 객체를 모형제작하는 경우, 특징들에 대한 정보를 적용시키기 전에 추출될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 추출하는 것은 자동적으로 수행된다.

위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 자동적으로 추출하는 정보는 위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징들이 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터 자동적으로 검출되는 것으로 정의될 수도 있다.

상기 정보는 위치 상에 오히려 복합 패턴을 사용하여 정의된 특징들로부터 추출될 수도 있다. 특징은 예를 들면 특징의 가장자리를 마크하기 위한 폐쇄 루프 및 상기 가장자리 내의 그리드를 형성하기 위해 배열된 다수의 교차 라인을 사용하여 정의될 수도 있다. 특징들은 또한 다수의 분리된 라인 조각들을 포함하는 라인을 사용하여 정의될 수도 있다. 다수의 분리된 라인 조각들을 포함하는 라인의 경우, 전체 라인은 라인 조각들을 결합하여 형성될 수도 있다. 이는 서로 향하는 끝에서 이웃하는 라인 조각들의 기울기를 계산함으로써 실현될 수도 있다. 기울기 벡터가 실질적으로 평행한 경우, 2개의 라인 조각들은 아마도 동일한 라인의 섹션이므로 가상적으로 결합될 수 있다. 다수의 교차 라인이 그리드를 형성하는 경우, 교차점들 간의 라인 조각들의 기울기가 측정될 수도 있고, 상기 교차점 내의 라인들의 상대적 배열에 대한 평가는 교차점 사이의 라인들의 기울기로부터의 교차점의 다른 부분을 식별하는 것을 포함할 수도 있다.

대안적으로, 일 또는 그 이상의 특징들의 정보의 추출은 조작자에 의해 수작업으로 수행된다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 2D 특징들을 3D 특징으로 해석하는 것을 포함한다.

이는 2D 디지털 표현으로부터의 특징들이 3D 특징으로 전환될 수 있으므로, 이로써 2D 디지털 표현으로부터의 정보가 3D 객체의 3D 모형제작에 적용될 수 있다는 점에서 유리할 수도 있다. 일 또는 그 이상의 2D 특징들은 2D 포인트, 2D 커브 또는 2D 스플라인을 포함할 수도 있다. 상기 3D 특징은 3D 포인트, 3D 커브 또는 3D 스플라인, 예를 들면 2D 디지털 표현의 질감 데이터로부터 추출된 3D 스플라인을 포함할 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "2D 특징"은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 하나의 2D 이미지 내에 캡쳐되는 위치에 대한 특징의 모양에 관한 것일 수도 있다. 상기 2D 이미지들의 각각은 특징에 대한 정보의 일부를 포함할 수도 있고, 상기 부분은 상기 2D 특징으로서 추출될 수도 있다. 상기 결합은 일 또는 그 이상의 2D 이미지로부터의 2D 특징을 3D 디지털 표현으로 투영하는 것을 포함할 수도 있다. 상기 2D 특징은 결합된 3D 디지털 표현을 기초로하여 3D 특징으로 해석될 수도 있는바, 상기 결합된 3D 디지털 표현은 2D 디지털 표현의 일 또는 그 이상의 2D 이미지로부터의 2D 특징들이 투영되는 3D 디지털 표현을 포함할 수도 있다. 2D 디지털 표현의 정보는 3D 모형제작이 3D 특징을 적용할 수 있도록, 3D 특징일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 결합된 3D 디지털 표현을 얻기 위하여 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현의 결합하는 것은 2D 디지털 표현으로부터 추출된 정보를 3D 디지털 표현으로 투영하는 것을 포함한다.

따라서, 2개의 표현들을 결합하는 것은 표현 중의 하나를 다른 표현으로 투영하는 것을 포함하는바, 예를 들면 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로 투영하는 것을 포함한다.

기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하기 위한 시스템은 일 또는 그 이상의 조명 유닛, 획득 유닛, 및 조명 및 획득 유닛 대한 위치의 병진 및/또는 회전을 위한 위치화 유닛 같은 다수의 구성요소들을 포함할 수도 있다. 2D 디지털 표현 부분의 상기 3D 디지털 표현으로부터 형성된 위치에 대한 3D 디지털 표현으로의 직진형 투영은 위치의 배열에 대한 지식이 상세할 때 가능하고 상기 시스템의 유닛들이 이용가능하다. 몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 상기 지식을 제공하는 것을 철저히 특징으로 하고, 예를 들면 위치화 유닛, 조명 유닛의 광원 및 획득 유닛의 카메라의 상대적 배열은 그러므로 각각의 획득된 디지털 표현 또는 디지털 표현의 일부에 대해 알려져 있다. 획득 유닛 및 위치의 상대적 위치는 따라서, 2D 디지털 표현의 각 획득된 부분에 대해 식별될 수 있고, 획득된 2D 디지털 표현 또는 상기 2D 디지털 표현의 부분들은 3D 디지털로 똑바로 투영될 수 있다. 3D 디지털 표현에 대한 2D 디지털 표현의 정확한 투영을 증명하는 하나의 방법은 2D 디지털 표현의 2D 이미지를 획득하기 위해 사용되는 카메라(들)에 대한 위치의 배양이 2D 디지털 표현의 각 획득된 2D 이미지에 대해 알려질 수 있도록, 소프트웨어로 시스템의 가상 모형을 통합하는 것이다. 상기 소프트웨어는 그 다음 2D 디지털 표현의 2D 이미지 또는 2D 이미지 일부를 3D 디지털 표현으로 투영시킬 수 있다. 상기 소프트웨어는 또한 본 발명에 따른 방법의 다른 단계들을 수행하기 위해 구성될 수도 있다. 렌즈 왜곡이 또한 고려될 수 있는바, 예를 들면, 시스템의 가상 모형 내에 포함될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 3D 디지털 표현은 위치에 대한 물리적 모형을 스캐닝함으로써, 위치에 대한 인상을 스캐닝함으로써 및/또는 위치에 대한 직접적인 스캐닝을 수행함으로써 획득된다.

2D 디지털 표현이 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상의 2D 이미지를 획득함으로써 제공되는 경우, 특징들은 2D 이미지를 획득하기 전에 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상에 정의될 수도 있다. 즉, 상기 특징은 위치의 일부가 아니라, 2D 디지털 표현의 획득 이전에 부가되는 것일 수도 있다. 특징은 또한 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상을 얻기 이전에 또는 2D 디지털 표현의 직접 획득 이전에 부가되는 것일 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현 (상기 2D 디지털 표현은 위치에 대한 질감 데이터로 포함)을 획득"은 또한 위치에 대한 질감 데이터가 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상에 정의되거나 위치에 대한 직접적 스캐닝 이전에 위치 상에 직접 정의되는 경우를 나타낸다. 상기 질감 데이터는 치과 기공사와 같은 조작자에 의해, 예를 들면 위치에 대한 물리적 모형 상에 특징을 드로잉함으로써 정의될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하는 것은 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 획득하기에 적합한 시스템에 의해 수행될 수 있다.

상기 시스템은 위치에 대한 디지털 표현을 획득하기 위해 구성된 획득 유닛 및 상기 획득 유닛에 대해 위치를 배치하기 위해 구성된 위치화 유닛를 포함할 수도 있고, 상기 방법은 상기 시스템에 대해, 위치, 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상을 배열하는 것을 포함한다. 획득 유닛 및 위치화 유닛은 3D 스캐너의 일부일 수 있다. 획득 유닛은 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 획득하기에 적합한 일 또는 그 이상의 카메라를 포함할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치는 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하는 동안 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하는 동안, 상기 일 이상의 디지털 표현들이 다수의 다른 관측점으로부터 자동적으로 획득되고 원하는 범위가 얻어질 수 있도록, 획득 유닛에 대하 대해 자동적으로 재위치화된다. 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현 모두는 다수의 다른 관측점으로부터 자동적으로 획득될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치화 유닛은 획득 유닛에 대해 위치의 자동적 재위치화를 제공한다.

치과 의술 내에서, 치과 기공사는 위치에 대한 물리적 모형 또는 인상에 직접 특징들을 드로잉할 수도 있는바, 상기 드로잉된 특징들은 주석으로 표시될 수도 있고, 상기 특징들은 객체의 모형제작을 위해 사용될 라인일 수도 있다. 상기 라인들은 예를 들면, 치아 복원을 위한 제조된 한계선, 또는 주요 커넬터, 클라스프(clasp) 및 부분 의치를 위한 보유 그리드일 수도 있다. 따라서, 라인과 같이, 상기 드로잉된 특징들은 질감 정보로서 사용될 수도 있다.

구강 내 스캐닝과 같은, 직접 스캐닝을 사용하는 경우, 질감은 색상, 모양, 물질 특성 등의 형태로 치아 상에 존재할 수도 있다. 상기 특징은 치아 또는 환자의 팔레트(palette)의 연조직에 직접 드로잉되는 라인일 수도 있다. 예를 들면, 3D 객체가 제거가능한 부분을 포함하는 경우, 상기 제거가능한 부분의 바람직한 모양은 치아 및 연조직 상에 나타내어질 수 있다.

인상 스캐닝을 사용할 때, 질감은 예를 들면, 인상 물질의 표면의 정밀-구조의 형태로 인상에 존재한다. 치과 의술 내에서, 치를 연마하거나 제조치아 라인을 연마하는 것은 더 거친 표면 구조를 생성하는바, 상기 연마가 수행되고, 상기 거친 구조는 치아의 인상이 만들어질 때 인상 물질로 옮겨진다. 연마되지 않은 치아의 부분은 연마되는 치아의 거친 표면 보다 더 부드러운 표면을 가진다.

몇몇 구현예에서, 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하는 것은 2D 이미지를 획득하고 각각 다수의 다른 관측점으로부터의 위치를 스캐닝하는 것을 포함한다. 2D 디지털 표현을 획득하는 것은 위치에 대한 물리적 모형 및 인상의 일 또는 그 이상의 2D 이미지를 획득하고, 및/또는 위치에 대한 2D 이미지를 직접 획득하는 것을 포함한다. 상기 2D 이미지는 일 또는 그 이상의 카메라를 사용하여 획득될 수도 있다.

상기의 이점은 다른 관측점으로부터의 위치의 2D 이미지를 획득하고 스캐닝할 때, 위치에 대한 모든 또는 관련된 특징에 대한 데이터가 획득될 수도 있다는 점이다. 다른 관측점들은 다른 각도(angle) 등을 포함할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 3D 디지털 표현과 결합된 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 부분은 획득된 2D 디지털 표현의 일 또는 그 이상의 2D 이미지의 섹션들을 포함한다. 일 또는 그 이상의 2D 이미지의 섹션들은 위치에 대한 특징과 관련된 섹션일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 3D 객체의 3D 모형제작은 일 또는 그 이상의 특징을 기초로 자동적으로 수행된다.

상기 구현예의 이점은 모형제작이 완전히 자동적으로 수행될 수 있을 때, 사용자는 사용자 인터페이스 상의 3D 객체의 임의의 수작업 모형제작을 수행할 필요가 없다는 점이다. 자동적인 모형제작이 수행되는 경우, 그 다음 사용자는 모형제작이 만족스러운지를 체크할 수도 있고, 아마도 모형제작에 대해 매우 적은 보정을 수행할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 3D 모형제작은 정보를 기초로 3D 객체의 일 또는 그 이상의 가장자리를 정의하는 것을 포함한다.

상기 방법은 3D 객체의 3D 모형을 제공하는 것을 포함하고, 상기 3D 모형제작은 상기 정보를 기초로 하여 3D 객체에 대한 제공된 3D 모형을 적용시키는 것을 포함할 수도 있다. 제공된 3D 모형은 라이브러리로부터 제공될 수도 있다.

3D 객체의 제공된 3D 모형의 적용은 상기 정보를 기초로 하여 3D 객체의 제공된 3D 모형의 가장자리를 형성하는 것을 포함할 수도 있다. 이는 예를 들면 사용자가 3D 객체의 가장자리로서, 상기 3D 스플라인과 같은, 정보를 식별하는 것을 가능하게 하는 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 실현될 수도 있다.

자동적인 모형제작은 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터 추출된 정보를 기초로 하여 3D 객체를 모형제작 하는 것을 포함할 수도 있다. 상기 추출된 정보는 특징이 제조치아의 한계선인 제조된 치아에 위치되도록 모형제작되는 복원의 주변과 같은, 모형제작된 3D 객체의 경계에 관한 것일 수도 있다. 상기 추출된 정보는 2D 디지털 표현의 2D 이미지 상의 특징에 따르는 2D 스플라인 또는 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현상에 특징에 따르는 3D 스플라인의 형태일 수도 있다.

일단 3D 객체의 가장자리가 3D 스플라인으로부터 추출되면, 상기 3D 객체는 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 실행될 수 있는 알고리즘과 같은 표준 알고리즘을 사용하여 정의될 수도 있다. 3D 객체 또는 상기 객체의 하나 이상의 부분들은 부분의 구조가 라이브러리로부터의 입력에 의해 정의될 때, 부분의 주변이 3D 스플라인에 의해 정의될 수 있도록, 라이브러리로부터 입력을 사용하여 형성될 수 있다. 이는 예를 들면, 제거가능한 부분 의치의 보유 그리드를 위한 경우일 수도 있는바, 표면의 구멍난 구조는 라이브러리로부터 제공될 수도 있는 반면, 주변은 3D 스플라인으로부터 유도될 수도 있다.

3D 객체가 치과 의술 내에 사용되는 복원 또는 제거가능한 부분 의치와 같은 객체인 경우, 3D 객체의 모양은 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로부터 부분적으로 추출되고 3D 스플라인으로부터 부분적으로 추출될 수도 있다. 즉, 즉, 커서프(cusp) 또는 인시절(incisal) 가장자리 및 입술, 치아 제조물의 기부(proximal) 및 혀 표면은 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로부터 추출될 수 있는 반면, 제조된 치아 또는 교각치의 한계선을 향하는 교정 표면이 특징으로부터 추출된다.

몇몇 구현예에서, 3D 객체는 환자 몸의 해부학적 객체를 대체하기에 적합하다.

따라서, 상기 객체는 금간 둔부를 대체하기 위한 인공 둔부, 또는 호흡관 또는 그것의 일부를 대체하기 위한 호흡 장치, 또는 예를 들면, 악성 종양에 의해 제거된 유방을 대체하기 위한 유방 보철물일 수도 있다. 따라서, 상기 객체는 원래 해부학적 객체가 부러지거나 질병에 의해 상한 경우, 대체물로서 사용될 수도 있다.

그러나, 상기 객체은 또한 유방, 엉덩이, 입술, 코, 얼굴, 위, 대퇴부 등을 예를 들면, 외과적 수술을 사용하여 대체하거나 모형제작하는 것과 같은 순수한 미용적 이유를 위하여 해부학적 객체를 대체할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 3D 객체은 환자의 몸 공동 내에 삽입되기에 적합하다.

몸 공동 내에 삽입되기에 적합한 객체의 예는 이도에 삽입되는 청각 장치, 입에 삽입되는 치아 복원, 치아 임플란트, 치아 고정기 등, 여성의 질 내에 삽입되는 디아프람과 같은 피임 기구, 안와 구멍 내에 삽입되는 유리 의안 등 일 수 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치는 환자의 입이다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치는 환자의 일 또는 그 이상의 치아이다.

상기 위치는 크라운 또는 브릿지와 같은 복원을 위해 제조된 치아 제조물일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치는 환자의 이도이다.

몇몇 구현예에서, 위치의 일 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 추출하는 것은 특징 검출을 포함한다.

상기 구현예의 이점은 특징 검출이 이미지 정보의 추출을 컴퓨터로 수행하고 모든 이미지 포인트의 위치 결정을 수행하는 방법을 포함한다는 점으로, 여기서 상기 결정은 상기 포인트에서 주어진 종류의 특징이 존재하는지 여부에 관한 것이다. 따라서, 생성된 특징들은 예를 들면, 분리된 포인트, 연속 커브 또는 연결된 영역 형태로, 이미지 도메인의 하부세트일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 특징에 대한 정보의 추출은 결합된 3D 디지털 표현 및/또는 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 상에 존재하는 특징들을 검출함으로써 수행된다.

상기 구현예의 이점은 특징들이 위치에 대한 각 포인트에서 질감 데이터 및 기하학적 데이터를 비교함으로써 추출될 수 있다는 점이다. 예를 들면, 기하학적 데이터와 질감 데이터 모두는 동일한 장소에서, 특징, 예를 들면, 커브를 나타낼 수도 있으며, 이는 특징들이 기하학 및 질감 모두임을 의미할 수도 있고, 그리고 또한 특징들이 예를 들면, 모형 또는 인상 상의 위치 내의 실제 특징들이지만 오류가 아니라는 것에 대한 확인일 수도 있다. 만약 예를 들면 기하학적 데이터만 상기 장소 내의 특징을 나타내는 경우, 이는 거기에는 질감 특징이 없다는 것을 의미하는 것이고, 오직 질감 데이터 만이 상기 위치 내의 특징을 나타낼 수도 있는바, 이는 특징이 기하학적 또는 공간적이 아닌, 오직 질감, 예를 들면 가시적인 색채임을 의미한다. 후자는 예를 들면, 치과 기공사가 제거가능한 부분 의치가 모형 상에 결국 환자의 입 내에 배열되어야 하는 경우를 나타내기 위한 치아의 모형 상의 일부 특징을 드로잉하는 경우일 수도 있다. 많은 치과 기공사가 석고 모형으로 수작업하는 것을 좋아할 수도 있고, 그들이 석고 모형 상에 예를 들면, 일부 제거가능한 부분 의치의 윤곽을 드로잉할 때, 상기 드로잉은 질감 데이터 획득을 수행할 때 추출되거나 검출된다.

몇몇 구현예에서, 특징 검출은 픽셀에 존재하는 특징의 하나 이상의 부분이 있는 경우, 검출하기 위한 일 또는 그 이상의 디지털 표현 내에 모든 픽셀을 평가하는 것을 포함한다.

몇몇 구현예에서, 일 또는 그 이상의 특징은 라인, 윤곽, 커브, 가장자리, 릿지(ridge), 코너, 또는 포인트의 군으로부터 선택된다.

이는 다른 특징들이 소프트웨어 알고리즘일 수도 있는 특징 검출기에 의해 검출될 수 있다는 점에서 유리하다. 특징 검출기는 2개의 다른 카테고리: 강도-기반 검출기 및 구조-기반 검출기로 나누어질 수 있다. 상기 강도-기반 검출기는 국부적인 다른 기하학적 배열 또는 강도 패턴을 분석함으로써 몇몇 유일성 및 안정성 기준을 만족하는 포인트 또는 영역을 발견하는 것이다. 구조-기반 검출기는 라인, 가장자기, 및 커브와 같은 구조적 특성을 분석함으로써 소위 목적 포인트 또는 영역을 정의하는 것이다.

가장자리는 2개의 이미지 영역 사이의 경계 또는 가장자리가 존재하는 포인트로 정의될 수도 있고, 따라서 가장자리는 강한 기울기 크기를 갖는 이미지 내의 포인트 세트로 정의될 수 있다. 몇몇 알고리즘은 높은 기울기 포인트를 서로 연결함으로써 가장자기의 더 완벽한 묘사를 형성할 수 있다.

상기 알고리즘은 모양, 평활도, 및 기울기 값과 같은, 가장자리의 특성에 제한될 수도 있다.

코너는 2D 이미지 내에 포인트-유사 특성으로서, 국부적 2D 구조를 갖는다. 가장자리 검출을 수행한 이후에, 상기 가장자리는 방향의 급격한 변화, 즉, 코너를 검출하기 위해 분석될 수 있다.

포인트 또는 목적 포인트는 이미지 기울기 내의 높은 수준의 굴곡을 조사하여 검출될 수 있는 포인트이다. 예를 들면, 어두운 지점 또는 흰색 백그라운드 상의 포인트는 이미지 기울기 내에서 굴곡을 보이게 함으로써 검출될 수 있다.

목적 포인트의 브롭(blob) 또는 큰 영역은 포인트로서 검출되기에는 너무 유연할 수도 있는 2D 이미지 내의 영역이지만, 이러한 영역들은 여전히 국부 최대값 또는 무게 중심과 같은 바람직하거나 중요한 포인트를 가질 수도 있다.

리지(ridge)는 대칭의 축을 나타내는 일-차원 커브로 정의될 수 있고 또한 각각의 리지 포인트과 관련된 국부 리지 너비의 속성을 가진다.

특징이 검출될 경우, 상기 결과는 이미지의 국부 영역을 식별하는 특징 기술자 (feature descriptor) 또는 특징 벡터일 수도 있다.

특징이 검출될 경우, 특징 주변의 국부 이미지 패치는 이미지 공정에 의해 추출될 수 있고, 그 결과는 특징 기술자 또는 특징 벡터로 표시될 수도 있다.

몇몇 공통된 특징 검출기들로는:

- 가장자리를 검출하기 위한: 카니(Canny) 및 소벨(Sobel);

- 목적 포인트 또는 코너를 검출하기 위한: Harris, Shi & Thomasi, 레벨 커브 곡률(level curve curvature), 및 FAST;

- 목적 포인트의 브롭 또는 큰 영역을 검출하기 위한: MSER (Maximally stable extremal regions) 및 PCBR (principal curvature-based region) 검출기가 있다. MSER는 강도-기반 추출기의 일 예이다.

특징 검출 과제에서, 밝기, 포즈, 색상 및 질감의 변화는 국부 강도 내의 상당한 변화를 야기할 수 있으므로 국부 강도는 안정한 추출 신호를 제공하지 않을 수도 있다. 강도-기반 검출기는 따라서 구별되는 특징들을 식별하지 못할 수도 있다. 국부 강도 신호를 캡쳐하는 것의 대안으로는 가장자리 및 곡선 모양과 같은 반-국부 구조 신호를 캡쳐하는 것이다. 이러한 구조적 신호는 강도, 색상, 및 포즈 변화에 더 강할 수도 있다. PCBR 검출기는 더 신뢰할 수 있는 이미지 구조 신호를 이용한다.

일 또는 그 이상의 특징에 대한 정보는 다양한 기술들을 사용하여 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터 추출되는 일 또는 그 이상의 3D 스플라인을 포함할 수도 있다. 상기 3D 스플라인은 예를 들면, 위치에 대한 물리적 모형에 마킹하는 펜슬에 대응할 수도 있고, 상기 방법은 3D 스플라인을 추출하고 이를 상기 3D 객체의 3D 모형제작시 적용시키는 것을 포함할 수도 있다.

몇몇 어플리케이션의 경우, 물리적 모형 상에 마킹하는 펜슬로부터 이미지를 추출할 경우와 같이, 획득된 2D 디지털 표현의 2D 이미지 내의 특징의 제시는 대비를 강화시키거나 2D 이미지로부터의 노이즈를 제거함으로써 개선된 필요가 있을 수도 있다. 특징은 2D 디지털 표현의 2D 이미지 내에서 검출될 수도 있고 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로 등록될 수도 있다.

이미지 프로세싱 및 특징 검출 이외에, 상기 방법은 3D 스플라인 검출을 포함할 수도 있는바, 여기서 상기 3D 스플라인 검출은 3D 스플라인을 제공하기 위한 2 또는 그 이상의 2D 스플라인을 병합시키는 것을 포함한다.

이미지 프로세싱은 센서 노이즈를 제거하기 위해 적용되는, 일관성 향상 확산 필터링(Coherence-Enhancing Diffusion Filtering)와 같은, 필터링을 포함할 수도 있다. 센서 노이즈 이외에, 특징은 일관성이 없는 조각 및/또는 위치 상에 이상적으로 정의되지 않은 조각을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 위치에 대한 물리적 모형 상에 펜슬로 라인을 드로잉할 때, 상기 펜슬은 물리적 모형의 표면 위를 뛰어 넘음으로써, 라인 내에 갭(gap)을 남겨둘 수도 있고, 작동자는 부분적으로 겹쳐진 조각으로 이루어지는 라인을 드로잉할 수도 있다. 조각된 라인의 경우에, 기울기 접근법은 다른 조각들의 연장을 고려할 수 있도록 한 조각이 배열되게 하기 위하여 인접한 라인들이 배향되는지 여부를 결정하기 위하여 적용될 수도 있다. 이러한 경우, 2개의 라인 조각들은 동일한 라인의 부분으로 고려될 수도 있다.

이미지 프로세싱은 위치에 대한 물리적 모형 상에 마킹하는 펜슬이 2D 디지털 표현의 2D 이미지 내에서 더 선명하게 보일 수 있도록, 2D 이미지 내의 명암의 향상을 포함할 수도 있다. 상기 명암 향상은 수정된 시스모이드 함수(modified Sigmoid function)로 제공될 수도 있는 것으로, 여기서 명암 향상의 양은 단일 파라미터, 알파 파라미터를 0으로부터 1로 진행시킴으로써 결정되고, 여기서 0에 근접하는 알파 값은 선형 교환 (효과 없음)을 제공하고 1의 알파 값은 시그모이드 우함수를 제공한다.

마킹과 백스라운드 사이의 전환을 더 선명하게 만드는 이미지 선명화가 또한 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 추출된 정보의 신뢰도를 개선시킬 수도 있다.

이미지 프로세싱 이후에, 특징들은 그들이 검출되어 정보가 추출될 수 있도록, 2D 이미지 내에서 분리될 수도 있다. 자동 스케일-스페이스 선택이 특징들의 검출에 사용될 수도 있다.

예를 들면, 위치에 대한 물리적 모형에 그어지는 펜슬의 폭에 따라, 가장 잘 식별되는 마킹의 스케일이 자동적으로 확인될 수 있다. 스케일-스페이스 선택은 또한 이미지 프로세싱의 일부일 수도 있다.

2D 디지털 표현의 2D 이미지 내의 마루 또는 가장자리로서 특징의 검출은 특징으로 식별될 다수의 가능한 픽셀 후보들을 제공할 수도 있다. 이러한 후보들은 분류되어 스플라인으로 전환될 것이 요구된다. 이는 매우 적은 라인 조각들을 제외하는 것을 포함하는 순서 내에서 행해질 수도 있다. 상기 제외가 발생하기 위한 것인지 여부는 이미지 품질에 의존할 수도 있다. 만약 이미지 품질 및/또는 특징의 정의가 특징들의 분리된 라인 조각들이 2D 이미지의 사전프로세싱 및/또는 특징 검출 동안 폐쇄되거나 연결되지 않도록 하기 위한 것이면, 작은 라인 조각들의 제외가 발생하지 않는다는 점에서 유리할 수도 있다. 대강의 분류는 3D 위치가 2D 이미지를 획득하기 위해 사용되는 카메라의 아이 레이(eye-ray)에 대한 매우 가파른 각도를 갖는 면상에 있는 후보들을 제외하기 위하여 사용될 수도 있다. 이는 실루엣-가장자리 뿐만 아니라 낮은 퀄리티의 데이터를 배제시킬 것이다.

예를 들면, 치과 기공사의 펜슬 마킹에 상응하는 가능한 3D 스플라인은 그 다음 조합 내의 3D 디지털 표현으로부터의 기하학적 데이터 및 검출된 2D 마루/가장자리 모두를 사용하여 식별될 수 있다. 3D 스플라인의 식별시, 특정 규칙이 라인 크로싱, 코너, 및 브롭을 다루기 위하여 설정되어야할 수도 있다.

위치의 표면에 대한 섹션을 나타내는 이미지 패치는 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 2D 이미지로부터 발견될 수 있다. 상기 이미지 패치는 위치의 이웃하는 섹션들과 관련된 패치들이 나란히 정렬될 수 있도록 정렬될 수도 있다. 질감 세공(weaving)이 그 다음 이웃하는 이미지 패치 사이의 한계선에서 나타나는 어느 가시적 이동들이 덜 보이도록 하는 것을 보장하기 위하여 적용될 수도 있다. 그러한 가시적 이동은 예를 들면, 위치에서 더 강한 조명으로 영상화되는 섹션과 위치에서 덜 강한 조명으로 영상화되는 섹션 사이의 이동일 수도 있다. 질감 조합은 시각화된 3D 디지털 표현의 외관을 개선시키기 위하여 시각화되고 결합된 3D 디지털 표현의 다른 섹션들 사이의 가시적 이동을 더욱 부드럽게 만들 수도 있다. 정보의 추출 동안, 그러한 이동은 몇몇의 경우에서 또한 위치의 특징으로서 이동의 오류 확인을 야기할 수 있다. 질감 조합은 2개의 이웃하는 패치들 내의 픽셀 강도를 비교하고 강도 값을 2개의 패치 사이의 이동을 가로지르는 픽셀에 할당함으로써 픽셀 강도 내의 부드러운 변화가 얻어질 수 있도록 한다.

3D 스플라인은 3D 스플라인 상의 컨트롤 포인트를 사용하여 조작자에 의해 최적화될 수도 있는 것으로, 위치에 대한 컨트롤 포인트의 위치는 포인터 툴, 예를 들면, 마우스, 또는 예를 들면, 키보드를 사용하는 데이터 입력기를 사용하여 최적화될 수 있다.

객체의 3D 모형제작은 추출된 3D 스플라인에 의한 객체의 일부를 정의하는 것을 포함할 수도 있다. 상기 방법은 그러므로 3D 스플라인에 대한 일부의 모양을 자동적으로 적응시키는 것을 포함할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 일 또는 그 이상의 특징은 제차 제조물 또는 주형의 한계선을 포함한다.

한계선은 치과의사가 복원, 예를 들면 크라운 또는 브릿지를 위한 치아를 제조하기 위하여 환자의 치아 내에서 연마된, 제조된 치아 한계선이다. 치과 기공사는 치아 제조물의 한계선을 마킹하기 위하여 물리적 석고 모형 상에 색상 펜으로 물리적 라인을 드로잉할 수도 있다.

치아 제조물 한계선이 연마된 모형 또는 다이 또는 치아의 질감는 치아 상의 에나멜과 같이, 부드러운, 주변 표면 보다 더 거칠다. 치아 제조물 라인은 전형적으로 직경이 1 mm 미만의 직경인, 치아 툴을 사용하여 만들어질 수도 있다. 그러므로, 치아 제조물 한계선은 모형 또는 주형 또는 치아의 질감을 연구함으로써 검출될 수 있다. 미세질감이 또한 검출될 수도 있다. 제조치아 라인의 연마로부터의 변색 마크는 또한 질감 스캔으로 검출될 수도 있다.

따라서, 한계선의 연마 마크는 표준 광원 및 카메라를 사용하여 질감 특징으로 촬영되거나 캡쳐될 수도 있는 것으로, 여기서 카메라는 예를 들면 고 해상도를 가진다. 그러나 광원을 포함하는 3D 스캐너 및 기하학적 특징을 스캐닝하기 위한 카메라는 또한 기하학적 특징으로서 치아 제조물 한계선을 스캐닝하기 위해 사용될 수도 있다.

예를 들면 기하학적 데이터 표현으로, 치아 제조물 한계선을 검출할 때, 상기 한계선은 위치에 대한 디지털 표현 상에 예를 들면, 맑은 빨간색 라인으로 자동적으로 마킹될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 일 또는 그 이상의 특징들은 환자의 치아의 색상을 포함한다.

상기 구현예의 이점은 예를 들면, 특징에 대한 질감 데이터가 환자의 존재 또는 현존 치아의 직접 스캐닝을 수행하여 획득되고, 그 다음 치아의 색체 또는 색상이 질감 데이터 그러므로 질감 특징으로 캡쳐될 때, 상기 정보는 객체, 예를 들면 복원, 전체 또는 부분 의치인 인공 치아, 임플란드 등의 정확한 색상를 모형제작하거나 적용시키기 위하여 사용될 수 있다는 것이다. 이는 객체의 정확한 색상을 결정하기에 매우 효율적이고 바른 방법일 수도 있는바, 이는 치과 적용에 특히 중요하다.

몇몇 구현예에서, 일 또는 그 이상의 특징들은 위치, 위치에 대한 물리적 모형, 또는 위치에 대한 인상에 질감 테이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득 이전에 사용자에 의해 드로잉된다.

상기의 이점은 치과 기공사가, 그들이 선호하는 경우, 물리적 모형 상의 다른 질감 마킹을 드로잉하거나 연마하거나 제공함으로써 수작업으로 객체를 설계할 수 있다는 점이다.

몇몇 구현예에서, 특징들은 모형제작될 3D 객체의 일부이다. 이는 예를 들면 제거가능한 부분 의치 또는 획득된 디지털 표현으로부터의 위치의 부분을 형성하기 위해 배열된 치아 교정기의 다른 부분일 수도 있다. 이러한 부분들은 그 다음 결합된 3D 디지털 표현 내에서 식별될 수 있고, 3D 객체의 3D 모형제작으로, 이러한 부분들은 조작자의 선호에 따라 수정되거나 유지될 수도 있다.

3D 객체은 일 또는 그 이상의 특징들이 주요 커넥터, 클라스프 및/또는 보유 그리드일 수 있도록, 그리고 3D 모형제작이 3D 특징로부터의 제거가능한 부분 의치의 일 또는 그 이상의 가장자리를 정의하는 것을 포함할 수 있도록, 제거가능한 부분 의치를 포함할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 일 또는 그 이상의 특징들이 제거가능한 부분 의치를 모형제작하기 위해 사용되고, 상기 일 또는 그 이상의 특징들은 주요 커넥터, 클라스프 및/또는 보존 그리드이다.

이의 이점은 부분 의치가 여러 다른 구성성분들을 가지는 복합적인 객체 일 수도 있고, 이는 치과 기공사가 그래픽 사용자 인터페이스 대신에 오히려 수동적인 복합 치과 장치를 먼저 설계하고 모형작업하는 것을 더 빠르고 직관적으로 쉽게 할 수 있다는 점이다.

몇몇 구현예에서, 3D 객체는 일 또는 그 이상의 특징들이 치아 교정기 또는 블라켓을 모형제작하기 위해 사용될 수 있도록, 치아 교정기 또는 브라켓을 포함하고, 상기 일 또는 그 이상의 특징들은 브라켓 위치(들) 스크류 위치(들), 금속 뼈대, 플라스틱 쉐브, 쉘, 교합 플레이트, 푸쉬 로드 및/또는 스프링이다. 상기 3D 모형제작은 3D 특징으로부터 브라켓 위치 및/또는 스크뷰 위치를 정의하는 것을 포함할 수도 있다.

이의 이점은 치아 교정기가 여러 다른 구성성분들을 갖는 복합적인 객체일 수도 있고, 치과 기공사에게 그래픽 사용자 인터페이스 대신에 오히려 수동적인 복합 치아 장치를 먼저 설계하고 모형제작하는 것을 더 빠르고 직관적으로 용이하게 할 수 있다는 점이다.

몇몇 구현예에서, 다른 특징들은 사용자에 의해 다른 색상으로 드로잉된다.

이의 이점은 다른 특징들이 다른 색상으로 인해 쉽게 구별될 수 있다는 것이다.

게다가, 인상 또는 모형 상에 드로잉하기 위해 사용되는 색상은 모형 또는 인상 및 격실 내에, 예를 들면, 스캐너 내의 백그라운드 색상과 대비되는 색상이어야 하는 것으로, 여기서 상기 인상 또는 모형은 드로잉이 실제 영상화되거나 기록될 수 있도록, 스캐닝된다. 예를 들면, 갈색 드로잉은 진한색의 모형 또는 검정색의 백그라운드 격실에 대한 충분한 대비을 제공하지 않을 수도 있다. 대비에 대한 정의는 이미지 내의 아이템, 또는 그것의 표현이 다른 아이템 및 백그라운드로부터 구별가능하도록 마킹하는 시각적 특성의 차이이다. 따라서, 상기 아이템은 치아의 인상 또는 물리적 모형 또는 치아 그 자체일 수도 있다. 현실 세계의 시각적 인지에서, 대비는 동일한 시야 내에서의 아이템과 다른 아이템들 간의 색상 및 밝기의 차이에 의해 결정된다.

몇몇 구현예에서, 상기 특징은 위치에 대한 다른 구조들 사이의 경계이다.

몇몇 구현예에서, 상기 특징은 위치에 대한 다른 물질들 사이의 경계이다.

경계는 이동, 릴리프(relief), 또는 위치 내의 높이 및/또는 물질의 변화를 나타낼 수도 있다.

제조치아 한계선은 그것이 연마된 부분, 거친 치아 제조물 한계선, 및 비-연마된 부분, 치아의 매끈한 에나멜 사이의 이동이기 때문에, 경계일 수도 있다.

팔레이트(palate) 주름은 팔레이트 링클이 릴리프의 일 종류이기 때문에, 경계일 수도 있는바, 여기서 표면은 높이에서 변화한다. 구개 링클의 검출은 예를 들면 구개에 인접할 것 같은, 환자를 위한 부분 의치를 모형제작하기 위하여 사용될 수도 있다.

잇몸과 치아의 미뢰 사이의 이동은 다른 물질들이 표면 치아의 단단한 에나멜 및 잇몸 또는 잇몸의 연조직에 존재하기 때문에 경계일 수 있다.

상기 한계선은 위치의 부분일 수도 있으므로 위치 상에 직접 정의된다. 상기 한계선은 또한 위치에 대한 물리적 모형 또는 위치에 대한 인상에 정의될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하고 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하는 것은 순차적으로 수행된다.

따라서, 상기 디지털 표현은 하나의 기록 수단 또는 2 또는 그 이상의 기록 수단을 사용하는, 2개의 별개의 기록기 획득될 수도 있는바, 별개의 장치로 배열되거나 하나의 장치로 배열될 수도 있다.

대안적으로, 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 획득 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득은 동시에 수행된다.

몇몇 구현예에서, 하나 이상의 디지털 표현은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및/또는 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현이 빛으로 위치를 조명하여 획득될 수도 있도록, 하나 이상의 부분의 위치, 위치에 대한 물리적 모형, 또는 위치에 대한 인상에 빛으로 조명함으로써 획득된다.

몇몇 구현예에서, 하나 이상의 디지털 표현을 획득하기 위해 사용되는 빛은 N 파장에 있는 빛을 포함하는 다중스펙트럼(multispectral)의 빛이다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 다른 특징들을 식별하기 위하여 다른 색상 또는 색상 코드를 사용하는 것을 포함하는 것으로, 여기서 다른 색상 또는 색상 코드는 다중스펙트럼 빛의 N 파장에 상응한다. 일 특징을 식별하기 위해 사용되는 색상은 일 파장에서의 빛을 반사하는 반면, 다른 특징을 식별하기 위해 사용되는 색상은 다른 파장에서의 빛을 반사한다.

어떤 종류의 빛 조명이 스캐닝시 사용되어야 하는지는 인상 또는 모형이 스캐닝되는지 여부 또는 위치, 예를 들면, 치아의 직접 스캐닝이 수행되는지 여부에 의존한다. 3D 스캐너가 인상 또는 모형을 스캐닝하기 위해 사용되는 경우, 인상 또는 모형을 스캐닝하기 위해 배열된 격실은 예를 들면, 검정색 또는 흰색일 수 있다. 상기 격실이 흰색일 경우, 스캐닝을 위한 빛은 격실 내부로 확산적으로 반사될 수도 있다. 상기 확산적으로 반사된 빛은 인상 또는 모형 상의 질감을 영상화하기에 유리할 수도 있다. 그러나, 상기 격실이 검정색일 경우, 그 다음 빛의 확산이 발생하지 않을 수도 있다. 따라서, 기하학적 스캐닝 또는 질감 스캐닝과 같이, 색채가 스캐닝되거나 기록될 수 있는, 다른 스캐닝 목적에 대해, 스캐너의 격실의 색상 및 모양은 다른 스캐닝 또는 영상 모드에 적합하도록, 변화가능한 것이 유리할 수 있다.

3D 디지털 표현을 획득하기 위해 형성된 3D 스캐닝 장치는 빛의 일 또는 그 이상의 시트 또는 빛의 다른 알려진 패턴의 위치상으로의 투영을 기초로할 수도 있다. 조명의 근원은 가시광 스펙트럼 내의 저-전력 레이저일 수도 있고, 또한 기하학적 데이터 및/또는 질감 데이터의 획득을 위한 위치에 대한 조명은 다른 종류의 레이저, 레이저 다이오드, 또는 레이저 발광 다이오드, LED, 발광, 예를 들면, 빨간색, 녹색, 파란색 빛을 사용하여 수행될 수도 있다.

위치로부터의 반사된 빛 또는 신호를 수신하고, 측정하고, 및 전환하기 위한 센서는 35 마이크로미터의 해상도를 가진 5 메가픽셀 카메라일 수도 있다. 위치로부터 반사된 빛을 캡쳐하기 위한 일 또는 그 이상의 카메라가 존재할 수도 있지만, 상기 카메라들은 위치의 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 전부 캡쳐할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 위치의 조명을 위해 사용되는 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장은 빨간색, 녹색 및 파란색 빛을 포함하는 순서와 같은 순서대로 제공된다. 상기 순서 내의 각각의 단계는 임의의 중복 됨이 없이 수행되거나 이전 및/또는 이후의 단계와 순서대로 오버랩 되어 수행될 수도 있다. 단계들이 오버랩되는 경우에, 2D 디지털 표현의 2D 이미지의 획득시에 2D 이미지가 오로지 한 파장의 빛이 위치에 조명하는 동안 획득되는 것이 요구될 수도 있다. 오버랩된 단계들은 또한 2개 또는 그 이상의 색상을 갖는 색상 코드들이 특징의 다른 부분 또는 다른 특징들의 식별을을 위해 사용되는 경우에 대해서도 사용될 수도 있다.

대안적으로 및/또는 부가적으로, 다른 스펙트럼 피크, 예를 들면, 근적외선 (NIR) 또는 자외선 (UV)이 또한 사용될 수도 있다. 광학 시스템의 파장 의존성 교정은 기록된 표면 반사율 측정의 공간적 조화를 보장하기 위하여 수행될 수도 있다.

또한, 색채 정보가 바이어-형 배열(Bayer-type arrangement)로 배열될 수 있는, 다중 센서 및 빔 분배기의 사용을 통해, 또는 색채 필터 어레이(CFA)의 사용을 통해 동시에 획득될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 다중스펙트럼 빛은 제1 파장에서의 빛, 제2 파장에서의 빛, 및 제3 파장에서의 빛을 포함할 수 있도록, N은 3이다. N이 3일 때, 순서는 제1 파장, 제2 파장, 및 제3 파장일 수도 있다. 상기 순서의 다른 순열 또한 가능한바, 제2 파장에서의 빛이 제1 파장 뒤일 수 있고, 상기 제1 파장의 빛은 제3 파장에서의 빛 뒤 일 수 있다.

따라서 상기 순서는 제1 파장, 제3 파장, 및 제2 파장일 수도 있다.

따라서 상기 순서는 제2 파장, 제1 파장, 및 제3 파장일 수도 있다.

따라서, 상기 순서는 제2 파장, 제3 파장 및 제1 파장일 수도 있다.

따라서, 상기 순서는 제3 파장, 제2 파장 및 제1 파장일 수도 있다.

따라서, 상기 순서는 제3 파장, 제1 파장 및 제2 파장일 수도 있다.

제1, 제2 및 제3 파장들은 각각 빨간색, 녹색, 및 파란색 파장 범위 내일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장은 동시에 제공된다.

몇몇 구현예에서, 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장은 흰색 광원 내에 제공되어, 위치가 N 파장 및 임의의 다른 흰색 광원의 파장으로 조명된다.

상기 흰색 광원은 전자기 스펙트럼의 가시부의 상당한 부분에 빛을 방출하는 흰색 다이오드를 포함할 수도 있다.

2D 이미지는 상기 N 파장의 각각에 대해 획득될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 2D 이미지는 상기 N 파장, 각각 빨간색, 녹색 및 파란색 빛으로 획득될 수 있다.

특징들, 예를 들면 라인들과 관련된 데이터를, 이들이 생성된 2D 또는 3D 디지털 표현 내에 나타내거나 존재할 수 있도록, 획득하는 것은 규칙적인 빛 조명을 사용하여, 예를 들면, 검정색/흰색 표현을 획득함으로써 가능할 수도 있다. 그러나, 예를 들면, 라인들이 펜을 사용하여 인상 또는 모형에 드로잉되는 경우, 상기의 정확한 색상를 캡쳐하기 위하여, 색상는 빛 다이오드로부터의 빨간색, 녹색 및 파란색 빛은 개별적으로 추출되는, 연속 조명을 사용하여 획득될 수 있다.

몇몇 구현예에서, 빨간색, 녹색 및 파란색 빛과 같은, 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장의 각각으로 얻어진 2D 이미지는 공통 2D 이미지로 함께 스티칭된다. 상기 2D 디지털 표현은 일 또는 그 이상의 공통의 2D 이미지를 포함할 수도 있는바, 여기서 각각의 공통의 2D 디이지는 N 파장의 각각에서 얻어지는 2D 이미지를 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "파란색 빛" 및 "파란색 영역 내의 파장을 갖는 빛"은 약 450 nm 내지 약 490 nm 범위 내의 파장으로 확장(propating)되는 전자석 파동과 관련하여 사용될 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "녹색 빛" 및 "녹색 영역 내의 파장을 갖는 빛"은 약 490 nm 내지 약 560 nm의 범위 내의 파장으로 확장되는 전자석 파동과 관련하여 사용될 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "빨간색 및" 및 "빨간 영역 내의 파장을 갖는 빛"은 약 635 nm 내지 약 700 nm의 범위 내의 파장으로 확장되는 전자석 파동과 관련하여 사용될 수도 있다.

몇몇 구현예에서 상기 방법은 2D 디지털 표현의 질감 데이터를 기초로 하여 이웃의 2D 이미지들 사이의 일 또는 그 이상의 특징들을 함께 조합하는 것을 포함하는, 질감 조합을 포함한다.

이 구현예의 이점은 생성되는 2D 이미지 내의 색상와 같은 질감이 자연스럽고 정확하게 보이고, 예를 들면, 피부으로부터 산란되는 표면이 계산될 수 있다는 점에 있다. 질감 조합 및 유사 프로세스의 객체는 적당한(due) 관측점 또는 빛 특징인 외관에서의 모든 변화, 즉, 객체 표면의 고유의 특성 보다는, 외부 프로세스의 결과인 표면의 조정을 필터링하기 위한 것이다. 질감 조합은 다른 이미지들 사이의 이동을 매끈하게 함으로써, 상기 이동이 다른 특징들, 예를 들면 색상 등과 같은 질감과 관련하여 매끈하게 되도록 한다. 따라서, 전체 위치에 대한 질감 데이터를 캡쳐하기 위하여, 다수의 2D 이미지가 획득되어 함께 조합될 수 있는바, 예를 들면, 4개의 질감 이미지들이 전체 위치를 커버하기 위하여 캡쳐될 수도 있다. 이미지 프로세싱은 캡쳐되고 있는 데이터에 대한 위치의 표면으로부터의 반사 효과를 제거하기 위하여 사용될 수도 있다.

예를 들면, 제1 광원으로서 레이저를 사용하여 위치에 대해 다른 관측점으로부터 획득된 위치의 스캔은 함께 스티칭될 수도 있고, 여려 기하학적 스캔은 전체 위치를 커버하기 위하여 획득될 수도 있으므로, 상기 기하학적 특징들이 함께 스티칭될 수도 있다.

질감 조합은 때로는 또한 질감 블렌딩(blending)으로도 언급된다. 질감 조합은 예를 들면, 문헌 [Marco Callieri, Paolo Cignoni, Claudio Rocchini, Roberto Scopigno: Weaver, an automatic texture builder from Proceedings of the First International Symposium on 3D Data Processing Visualization and Transmission (3DPVTO2), 2002, IEEE Computer Society]에 기술되어 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득하기 위해 사용되는 빛의 레이저 조절을 포함한다. 이의 이점은 레이저 조절이 비-단일 반사도를 갖는 표면 상의 기하학을 획득하는 것을 도울 수 있게 때문에 레이저원이 기하학적 정보를 획득하는 동안 조정됨으로써 확산 및 반사 세팅 모두에서 반사도 변화가 보상될 수 있다는 점에 있다. 이것은, 그 다음 객체의 기하학 획득이 카메라 센서의 것보다는 더 큰 동적 범위를 나타내는 것을 가능하게 할 것이다.

상기와 동일한 접근법이 질감 획득에서도 사용될 수 있으나, 여기에서는 방출된 빛의 양에 대한 상세한 지식이 추가적으로 필요할 수도 있다.

레이저 조절은 광 빔을 조절하기 위하여 사용되는 장치인 변조기를 사용하여 수행될 수도 있는 것으로, 상기 빔은 자유 공간에 수행되거나 광 파동가이드를 통해 전파될 수도 있다. 상기 변조기는 진폭, 상, 편광 등과 같은 빛 빔의 다른 파마리터를 조작할 수도 있다. 빛 빔의 강도의 조절은 광원, 예를 들면 레이저 다이오드를 작동시키는 전류를 조절함으로써 얻어질 수 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하기 위해 사용되는 빛의 조절을 포함한다.

몇몇 구현예에서, 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하는 것은 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 캡쳐하기에 적합한 스캐너에 의해 수행된다.

몇몇 구현예에서, 기하학적 데이터 및 질감 데이터를 획득하는 것은 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 캡쳐하기에 적합한 카메라를 사용함으로써 수행된다.

상기 카메라는 5 메가픽셀 색상 카메라일 수도 있다.

대안적으로, 다른 해상도를 갖는, 2 또는 그 이상의 카메라들이 다른 종류의 특징들 또는 다른 기하학적 또는 질감 특징을 위한 데이터를 캡쳐하기 위하여 제공될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 기하학적 데이터를 획득하는 것은 제1 광원으로 수행되고, 질감 데이터를 획득하는 것은 제2 광원으로 수행된다.

제2 광원은 다이오드의 어레이를 포함할 수도 있는 것으로, 여기서 상기 다이오드의 어레이는 다수의 제1 다이오드, 다수의 제2 다이오드 및 다수의 제3 다이오드를 포함하고, 상기 제1, 제2 다이오드 및 제3 다이오드는 각각 제1, 제2, 제3파장의 빛을 방출하기에 적합하다.

제2 광원은 백색 광원으로부터 또는 빨간색, 녹색 및 파란색 다이오드의 어레이로부터 방출하는 빛의 확산과 같은, 방출된 빛의 확산을 제공하기 위해 배열된 확산기를 포함할 수도 있다.

상기 기하학적 데이터는 레이저를 사용하여 캡쳐될 수도 있는 것으로, 여기서 다른 각도로부터 캡쳐된 다수의 스캔은 어셈블리된 모형으로 함께 스티칭될 수도 있다. 게다가, 상기 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 규칙적인 흰색 광원을 사용하여 획득될 수도 있고, 이의 결과는 2D 이미지일 수도 있다. 일부 2D 이미지들은 전체 위치를 커버하기에 적합할 수 있고, 질감 조합은 2D 이미지 사이의 내응집성 또는 불량한 이동을 회피하기 위하여 수행될 수도 있다.

대체적으로, 상기 동일한 광원이 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 캡쳐하기 위하여 사용될 수도 있다. 한 광원만을 사용하는 것의 이점은 기하학적 데이터 및 질감 데이터가 동시에 캡쳐될 수 있다는 점이나, 반면 2개의 광원을 사용하는 경우, 상기 광원은 광원 중 하나가 다른 광원을 사용하는 데이터의 챕쳐를 방해할 수 있기 때문에 동시에 진행될 수 없을 수도 있다.

대체적으로 및/또는 부가적으로, 색상 필터는 기하학적 배열 및 질감 데이터를 동시에 획득가능하게 하기 위하여 사용될 수 있다.

대체적으로 및/또는 부가적으로, 빛은 획득 유닛, 예를 들면 카메라(들)의 수신 광 주변의 빛의 링에서 제공될 수도 있다. 이의 이점은 빛/카메라 각도가 최소화될 수 있으므로, 그로 인해 깊은 공동 내의 짙은 그림자의 양이 최소화될 수 있다는 것이다.

상기 광원은 구조된 흰색 빛 또는 그리드와 조합된 흰색 빛과 같은 흰색 빛 일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 위치 유닛은 2-축 이상의 동작 시스템을 포함하여, 상기 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현을 획득하는 동안 위치의 위치화가 2-축 이상의 동작 시스템으로 자동적으로 수행될 수 있도록 한다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 기하학적 데이터 및 질감 데이터의 획득이 2-축 이상의 동작 시스템으로 자동적으로 수행될 수 있는 것을 포함한다.

이는 상기 획득 및 동작 시스템이 자동적으로 작동되어, 어떠한 조작자도 각각의 위치에서 수동적으로 선택되지 않도록 하는 이점이 존재할 수도 있다. 상기 동작 시스템은 예를 들면, 2-축 도는 3-축 동작 시스템일 수도 있는바, 이는 위치에 대한 데이터가 측면으로부터 및 상부로부터 모두 캡쳐될 수 있기 때문이다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 3D 객체의 모형작업의 결과의 가시화를 용이하게 하기 위한 환자의 3D 얼굴 스캔을 제공하는 것을 포함한다. 이는 예를 들면, 복원, 부분 의치, 치아 교정기 등을 모형제작할 경우 모형제작된 객체가 환자의 전체 얼굴 및 외관과 관련하여 보여지거나 관찰될 수 있기 때문에, 환자의 3D 얼굴 스캔을 사용하는 것은 유리할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 위치의 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및/또는 위치의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 3D 얼굴 스캔으로 얻어진다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 치과 의술 내에서 3D 모형제작을 위해 사용하기에 적합하다.

몇몇 구현예에서, 치과 의술은 복원, 임플란트, 교정, 예를 들면 브라켓 위치 및 기구, 및 부분 의치 예를 들면 제거가능한 부분 의치를 포함한다.

복원중에서, 치아 제조물 한계선은 기하학적 데이터 및 질감 데이터의 표현으로부터 추출될 수 있다는 점에서 유리하다.

교정에서, 치과 기공사는 기구 또는 브라켓을 배열해야 하는 경우 물리적 모형 상에 드로잉할 수 있고, 치아 조각이 기하학적 데이터 및 질감 데이터의 표현을 사용하여 자동적으로 수행될 수 있다는 점에서 유리하다.

치과 의술에서 사용된 3D 객체의 모형제작에서, 3D 객체의 일 또는 그 이상의 부분들의 가장자리는 3D 스플라인과 같은, 추출된 정보에 의해 정의될 수도 있다.

상기 3D 모형제작은 위치의 물리적 모형 상에 드로잉되는 다수의 라인들과 같은, 다수의 특징들을 추출하는 것을 포함할 수도 있는 것으로, 여기서 다수의 특징은 3D 객체의 일 부분에 관한 것이다. 예를 들면, 제거가능한 부분 의치를 모형제작하는 경우, 보존 그리드는 치아의 물리적 모형 및 팔레이트 상에 다수의 드로잉된 라인에 의해 정의될 수도 있다. 다수의 특징들이 추출될 때, 이들은 특이적 부분에 대한 지식기반 및/또는 상기 특징의 위치, 길이, 색상, 및 모양을 기반으로 3D 객체의 특정 부분에 맵핑될 수도 있다. 보존 그리드, 윈도우, 주요 컨넥터 및 소수 컨넥터와 같은 제거가능한 부분 의치의 다른 부분들도 예를 들면 다른 색상를 사용하여 정의될 수도 있다. 그들은 또한 윈도우가 팔레트에 있고 보존 그리드가 잇몸 상에 있는 지식으로부터 확인될 수도 있다. 모형제작된 3D 객체가 제거가능한 부분 의치일 경우, 3D 특징은 예를 들면, 보존 그리드 또는 주요 커넥터와 같은 제거가능한 부분 의치의 부분의 주변을 정의하는 3D 스플라인일 수도 있다.

3D 객체의 다른 부분들은 또한 2개 또는 그 이상의 동심원으로 배열된 원, 십자가, 정사각형, 삼각형 등과 같은 식별 마크를 사용하여 정의될 수도 있다. 식별 마크 내에 다수의 요소들이 사용되어, 예를 들면, 제거가능한 부분 의치의 보존 그리드가 하나의 마크를 가지고, 주요 커넥터가 2개 등을 가질 수 있도록 한다.

몇몇 구현예에서, 특징들은 특징의 실질적으로 닫힌 가장자리 내에 배열된 식별 마크를 포함한다. 상기 닫힌 가장자리는 예를 들면 위치의 물리적 모형 상에 드로잉되는 닫힌 루프일 수도 있다. 상기 식별 마크는 동심원적으로 배열된 원, 십자가, 정사각형, 삼각형, 다수의 도트와 같은 식별 마크 내의 다수의 요소로 이루어지는 군으로부터 선택될 수도 있다.

닫힌 루프는 예를 들면 제거가능한 부분 의치의 다른 부분의 가장자리를 마킹하기 위하여 드로잉될 수도 있고, 다른 식별 마크가 이러한 다른 부분들을 식별하기 위하여 사용될 수도 있다. 주요 커넥터가 예를 들면 하나의 도트를 사용하여 식별될 수도 있고, 2개의 도트를 사용하여 보존 그리도 및 3개의 도트를 사용하여 윈도우가 식별될 수도 있다.

게다가, 상기 방법은 예를 들면 환자의 위 및 아래 치아 사이의 색상 자국 종이를 위치시킴으로써 환자의 교합을 측정하기 위해 사용될 수 있는바, 환자가 그의 치아를 함께 물었을 때 상기 종이는 치아 상의 충돌 포인트에 색상을 남기고, 상기 남겨진 색상은 질감 데이터로서 캡쳐될 수 있다. 교합을 측정하는 것은 입 내에서 직접 따라서 환자의 실제 치아 내에서 수행될 수도 있거나 또는 예를 들면, 교합기를 사용하여, 치아의 물리적 모형, 예를 들면, 석고 모형 상에서 수행될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 청각 장치의 3D 모형제작을 위해 사용되기에 적합하다. 특징은 청각 보조 장치의 안쪽 또는 바깥쪽의 경계, 관의 위치 또는 교차 분할 모양, 또는 청각 보조 장치를 위한 ID-태그를 정의할 수도 있다.

특징은 배열되기에 적합한 청각 보조 장치에 대하여 이도의 물리적 모형 또는 인상에 정의될 수도 있다. 상기 청각 보조 장치는 귀-속형 장치, 도관-속형 장치, 또는 귀걸이형 (behind-the-ear) 장치일 수도 있다. 특징은 쉘, 귀 형태 또는 장치의 통합된 얼굴 면과 같은 청각 보조 장치의 다른 부분에 관한 것일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 정보는 기하학적 데이터 및 질감 데이터 모두를 포함하는 시각화된 결합 3D 디지털 표현으로부터 조작자에 의해 추출된다. 조작자는 예를 들면, 동일한 특징에 관한 것으로서 정보의 다른 조각들을 식별할 수도 있다. 이는 예를 들면, 그래픽 디스플레이 상에 결합된 모형을 시각화하는 동안 수행될 수도 있다.

상기 방법은 또한 환자에게 완벽하게 맞는 맞춤화된 신발을 모형제작 하기 위하여 사용될 수 있는바, 여기서 환자의 발에 대한 기하학적 및 질감 특징은 직접 스케닝되거나 발에 대한 인상을 마킹한 후 상기 인상을 스캐닝하거나 인상으로부터의 물리적 모형을 생산하고 그 다음 물리적 모형을 스캐닝함으로써 획득된다. 발에 대한 질감 데이터가 또한 획득된다.

몇몇 구현예에서, 상기 방법은 이전 청구항들 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위하여 데이터 프로세싱 시스템을 야기하기 위한 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품 상에서 실행되고, 여기서 상기 프로그램 코드 수단은 데이터 프로세싱 시스템 상에서 실행된다.

제1 및/또는 제2 디지털 신호 프로세서 유닛은 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 추출할 수 있도록 구성될 수도 있다.

제1 및 제2 디지털 프로세서 유닛들은 디지털 신호 프로세싱 장치의 부분에 통합되어, 디지털 신호 프로세싱 장치는 획득된 디지털 표현을 분석하고 결합하며 3D 객체를 모형제작하기 위해 구성된다.

상기 획득 유닛은:

- 스캔 용적 내에 배열된 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현을 획득하기 위한 수단으로, 여기서 상기 3D 디지털 표현은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 수단; 및

- 스캔 용적 내에 배열된 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하기 위한 수단으로, 여기서 상기 2D 디지털 표현은 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 수단을 포함할 수도 있다.

상기 획득 유닛은 스캔 용적으로부터의 빛을 수신하고 위치로부터의 기하학적 데이터를 포함하는 상기 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 모두를 획득하기 위하여 배열된 배열된 카메라의 제1 세트를 포함할 수 있다. 이때, 카메라의 제1세트는 3D 디지털 표현을 획득하기 위한 수단 및 2D 디지털 표현을 획득하기 위한 수단 모두의 일부이다. 카메라의 제1세트는 스캔 용적 내에 위치된 위치의 3D 스캔이 가능하도록 스캔 용적 및 제1광원에 대하여 배열되는 2개의 카메라를 포함할 수도 있다.

상기 시스템은 제2 카메라 또는 카메라의 제2 세트와 같은 카메라의 제1세트 이외의 일 또는 그 이상의 추가 카메라를 포함할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 획득 유닛은 위치에 대한 N 다른 특징들의 질감 데이터를 획득하기 위하여 구성될 수 있는바, 여기서 각각의 특징은 독특한 색상 또는 색상 코드를 가지며, 또한 상기 색상 또는 색상 코드를 기초로 하여 상기 N 다른 특징들 사이를 식별하기 위하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 획득 유닛은 위치에 대한 특징의 N 다른 부분을 위한 질감 데이터를 획득하기 위하여 구성될 수 있는바, 여기서 각각의 부분은 독특한 색상 또는 색상 코드를 가지며, 그리고 상기 색상 또는 색상 코드를 기초로 하여 상기 N 다른 부분을 식별하기 위하여 구성될 수도 있다. 하기에서, 상세설명은 종종 다른 특징에 대한 데이터의 획득에 초점을 맞추고 있으나, 기재된 내용들은 특징의 다른 부분을 위한 데이터가 획득되는 경우에 동일하게 적용될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템의 조명 유닛은 위치에 대한 기하학적 데이터의 획득을 위한 빛을 제공하기에 적합한 제1 광원, 및 질감 데이터의 획득을 위한 빛을 제공하기에 적합한 제2 광원을 포함한다.

그러므로, 위치를 조명하기 위하여 사용된 빛은 제1 광원 및 제2 광원으로부터 방출된 빛 모두를 포함할 수도 있다.

상기 위치는 제1광원 및 제2광원으로 동시에, 또는 한번에 조명될 수도 있다.

위치에 대한 기하학적 데이터의 획득을 위한 빛을 제공하기에 적합한 광원은 동시에 평행한 광선으로 빛이 방출될 수 있도록 구성될 수도 있다.

질감 데이터의 획득을 위한 빛을 제공하기에 적합한 광원은 확산 빛이 제공될 수 있도록 구성될 수도 있는바, 여기서 빛의 다른 광원의 방향은 더 랜덤하게 분포된다.

제1 및 제2 광원은 제1 광원에 대한 광축 및 제2 광원에 대한 광축이 스캔 용적에서 교차되도록 배열될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 제1 광원은 제1 레이저 파장에서 빛을 방출하는 단색 레이저를 포함한다. 그러한 단색 레이저로부터의 빛은 위치의 기하학의 정확한 측정이 가능하도록 실질적으로 평행한 광선으로 전파될 수도 있다.

제1 레이저 파장은 파장의 녹색 영역, 파장의 빨간색 영역, 또는 파장의 파란색 영역일 수도 있다. 빨간색 레이저는 현재 그러한 레이저가 종종 예를 들면, 파란색 레이저 보다 저가에서 구매될 수 있도록 비용 효율적 시스템을 제공할 수도 있다. 녹색 레이저는 색채 카메라가 디지털 표현을 획득하기 위하여 사용되는 경우 더 나은 공간 해상도를 제공하는 이점을 가질 수도 있다.

제2 광원은 제1 광원 보다는 스캔 용적에 대해 다른 각도에서 배열될 수도 있으나, 여전히 제2광원으로부터의 빛은 획득 유닛의 카메라를 향하는 스캔 용적 내로 위치로부터 반사될 수 있다.

몇몇 구현예에서, 제2 광원은 파장 영역 이상의 빛을 전달하는, 흰색 광원과 같은 광대역 광원을 포함한다. 제2 광원은 다색채 배열 내에 정의된 특징에 사용되는 색상 또는 색상 코드의 모든 파장에서 빛을 제공하기 위해 구성될 수도 있다.

질감 데이터의 획득과 관련된 몇몇 적용의 경우, 빛이 확산되는 것이 바람직할 수도 있다. 제2 광원은 확산 빛을 제공하기에 적합할 수도 있다.

제2 광원은 방출된 빛 신호 대 파장의 강도 분포의 스펙트럼이 많은 피크를 포함할 수 있도록, 단리된 파장에서 빛을 제공하기 위하여 구성된다.

제2 광원은 단일 파장에서 또는 상대적으로 좁은 파장 영역에서 빛을 각각 방출하는 다수의 근원을 포함하는 설계를 사용하여 실현될 수도 있는바, 여기서 상기 근원의 각각으로부터 방출되는 신호는 제2 광원으로부터 방출된 빛을 제공하기 위하여 결합된다. 제2광원은 파브리 페롯 레조네이터(Fabry Perot resonator)와 같은 공명 효과를 사용하는 설계를 사용하여 실현될 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 제2 광원은 다이오드 어레이를 포함하는바, 여기서 상기 다이오드 어레이는 다수의 제1 다이오드, 다수의 제2 다이오드 및 다수의 제3 다이오드를 포함하고, 상기 제1, 제2 다이오드 및 제3다이오드는 제1, 제2 및 제3 다이오드 파장 각각에서 빛을 방출하기에 적합하다.

몇몇 구현예에서, 제2 광원은 전체 광원 또는 다이오드 어레이로부터 방출된 빛과 같은, 방출된 빛의 확산을 제공하기 위하여 배열된 확산기를 포함한다. 그러한 제2 광원으로부터 전달된 확산 빛은 위치의 질감에 관련된 정보를 획득하기에 적당할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 카메라의 제1 세트 내의 각각의 카메라는 전자석 신호를 추출하도록 검출하기 위해 구성된 감광성 요소 앞에, 소위 베이어 필터(Bayer filter)라 하는, 베이어-형 배열로 배열된 색상 필터 어레이(CFA)를 포함하는 색상 카메라를 포함한다.

베이어 필터를 사용하는 경우, 베이어 필터가 카메라에 의해 제공된 공간적 해상도가 빨간색 또는 파란색 빛에 상응하는 피장에서 빛을 방출하는 제1 광원을 사용하여 얻어진 해상도의 2배를 제공하기 때문에, 제1 광원은 베이어 필터의 녹색 통과대역내의 파장에서 빛을 방출하는 점에서 유리할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 카메라의 제1 세트 내의 일 또는 그 이상의 카메라는 단색 카메라이다. 각각의 카메라는 단색 카메라일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 상기 스캔 플레이트 상에 배열된 위치가 상기 스캔 용적 내에 위치되도록, 제1 및 제2 광원 모두로부터의 빛이 상기 시스템의 획득 유닛을 향하는 스캔 플레이트에서 물리적 모형으로부터 반사될 수 있도록, 위치된 스캔 플레이트를 포함한다. 상기 스캔 플레이트의 배열은 그러므로 스캔 플레이트 상에 위치된 하나 이상의 물리적 모형 또는 인상이 상기 시스템의 스캔 용적 내에 위치되도록 존재할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 컨트롤 유닛은 상기 스캔 플레이트의 동작과 회전을 제어하기에 적합하다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 다수의 위치로부터의 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현이 자동적으로 수행될 수 있도록 스캔 플레이트의 2-축 이상의 동작을 위한 위치 장치를 포함한다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 원하는 위치의 범위가 다수의 다른 위치로부터의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 획득함으로써 얻어질 수 있도록, 획득 유닛에 대하여 다수의 다른 위치 내에 위치를 배열하기 위해 구성된 위치화 유닛을 포함한다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 다이오드 어레이 및 위치화 유닛을 통제하기 위해 구성된 컨트롤 유닛을 포함한다.

상기 컨트롤 유닛은 빛 신호의 순서가 방출되도록 제1, 제2 및 제3 다이오드가 빛을 순차적으로 방출하도록 제공하기 위하여 설계될 수도 있다. 상기 순서는 제1 파장, 제2 파장, 및 제3 파장 일 수도 있다.

컨트롤 유닛은 순서가 시스템의 광학 어셈블리 및 스캔 플레이트의 각각의 상대적 배열을 위한 시간과 같은, 다수의 시간이 반복될 수 있도록 제공하기 위하여 구성될 수도 있다.

본 발명의 맥락에서, 문구 "광학적 어셈플리"는 위치에 대한 조명을 제공하기 위하여 그리고 위치에 대한 2D 및 3D 디지털 표현을 획득하기 위하여 사용되는 유닛들의 어셈플리를 나타낼 수도 있다. 상기 광학 어셈블리는 시스템의 획득 유닛 및 광원을 포함할 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 제2 광원은 제1, 제2 및 제3 다이오드가 베이어 배열에 따라 배열되도록 설계된다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템의 디지털 신호 프로세서는 획득된 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현들의 실시간 분석을 위해 구성된다.

카메라의 제1 세트는 2D 디지털 표현 및 제3D 디지털 표현 모두를 획득하기 위하여 사용될 수도 있다. 카메라의 감광성 요소의 앞에 베이어 필터를 위치시키는 경우, 베이어 필터의 설계로 인해 빨간 레이저와 비교하여 더 높은 공간 해상도를 제공할 수도 있기 때문에, 제1 광원으로서 녹색 파장 범위 내의 빛을 방출하는 레이저를 사용하는 것이 유리할 수도 있는바, 여기서 2배 정도의 많은 섹션들이 빛을 통과시키는 섹션들이 존재하기 때문에 녹색 빛을 통과시키는 것을 가능하게 한다.

위치에 대한 물리적 모형 또는 인상의 스캐닝은 그 다음 획득된 표현이 전체 특징에 대한 데이터를 제공하는 것을 보장하기 위하여 요구될 수 있다. 이는 예를 들면, 특징이 크라운을 위해 제조된 치아의 물리적 모형 상의 한계선인 경우일 수도 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 다수의 위치들로부터의 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득이 자동적으로 수행될 수 있도록 2-축 이상의 동작을 위한 동작 시스템을 포함한다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 다이오드 및 동작 시스템의 어레이를 제어하기 위해 구성된 컨트롤 유닛을 포함한다.

상기 컨트롤 유닛은 제1, 제2, 제3 다이오드가 빛을 순차적으로 방출하여, 빛 신호의 순서대로 방출될 수 있도록, 제공하기 위해 구성될 수도 있다. 상기 순서는 제2 광원으로부터 방출된 빛의 파장이 제1 파장, 제2 파장, 및 제3 파장이 될 수도 있다. 파장의 임의의 순서가 원칙적으로는 제2 광원의 빛에 순차적인 조명의 목적에 의존하여 사용될 수도 있다. 바람직하기는, 사용된 순서는 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서에 의해 알려져 있어야 하는 것으로, 상기는 그들 각각이 획득할 때 사용되는 파장(들)에 대한 각각의 2D 디지털 표현을 링크한다.

컨트롤 유닛은 상기 순서가 광학적 어샘플리 및 스캔 플레이트의 각각의 상대적 배열을 위한 적어도 하나의 시간과 같은, 반복된 다수의 시간으로 제공하기 위해 형성될 수도 잇다.

상기 제1, 제2 및 제3 다이오드는 녹색 및 파란색 다이오드를 교대로 갖는 열에 의해 분리되는, 다수의 열 내에 빨간색 및 녹색 다이오드가 교대하면서, 베이어 배열에 따라 배열된다.

광대역 광원으로 사용된, 예컨대 흰색 광원, 또는 다수의 불연속 파장에서 빛을 방출하기 위해 형성된 광원, 예컨대 다이오드 어레이는 다른 색상이 위치에 대한 특징을 정의할 때 유리할 수도 있다.

상기 특징은 예를 들면 특징의 다른 섹션의 색상 및 위치에 대한 물리적 모형의 주변 영역의 색상이 다른 색상을 갖는 섹션을 포함할 수도 있다. 상기 색상을 갖는 분할은 예를 들면 위치에 대한 물리적 모형 상에 드로잉된 채색된 라인일 수도 있다. 채색된 섹션은 파장의 제한된 범위 이상의 빛을 반사한다. 상기 제한된 범위 바깥쪽은, 반사가 채색된 섹션이 상기 제한된 범위 밖의 파장을 갖는 빛으로 조명될 때 상기 범위 내의 빛으로 조명되는 것에 비해 진한색으로 나타날 수 잇을 만큼 무시할 수도 있다.

제2 광원이 다른 파장에서 빛을 순차적으로 방출하기 위해 작동되는 다이오드를 포함하고 카메라의 제1 세트가 검정색 및 흰색 카메라를 포함하는 경우, 질감 데이터를 포함하는 다른 2D 디지털 표현은 검정색 및 흰색 카메라에 의해 획득될 수도 있고, 여기서 각 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 제2 광원으로부터 방출되는 빛의 일 색상에서 획득된다.

다른 파장에서 빛을 사용하는 2D 디지털 표현의 획득은 위치 상의 또는 예를 들면, 위치의 물리적 모형 상의 다른 색상을 사용하여 특징의 다른 유형 또는 특징의 다른 부분들이 정의될 수 있도록 만든다. 상기 특징은 위치의 물리적 모형 상에 정의된 채색된 라인, 예컨대 상기 물리적 모형의 잔존 부분으로부터 특징을 식별가능하게 하는 색상을 갖는 라인을 포함할 수도 있다.

그 결과, 각각의 색상이 특징의 다른 부분에 상응하도록, 특징이 3개의 다른 색상을 사용하여 물리적 모형 상에서 식별될 경우, 특징의 다른 부분들은 제2 광원으로부터 다른 색상을 사용하여 획득될 수 있는 3개의 다른 2D 디지털 표현으로부터 확인될 수 있다.

다른 특징들은 각각의 특징이 예를 들면 위치에 대한 물리적 모형 상의 특징 특이적 색상을 사용하여 확인될 경우, 질감 데이터를 포함하는 다른 2D 디지털 표현으로부터 동일한 방법으로 확인될 수 있다.

몇몇 구현예에서, 상기 시스템은 획득된 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현의 실-시간 분석을 위해 형성된 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 포함한다.

광학 시스템의 다른 부분은 또한 소형 스캐너 내에 통합될 수 있는바, 여기서 상기 시스템 및 위치 (또는 위치에 대한 모형 또는 인상)의 다른 상대적 배열 사이의 변화는 수형 스캐너를 이동함으로써 얻어진다. 소형 스캐너 내의 통합은 상기 시스템의 구성성분의 일부에 대한 크기를 줄임으로서 획득될 수도 있다. 핸드헬드 스캐너 시스템에서, 상기 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서는 스캐너 핸들 내에 또는 별개의 프로세싱 박스 내에 배치될 수도 있다.

본 시스템의 광학 어셈블리에 대한 일부 실시예들은 가변 필터가 2D 디지털 표현의 획득과 동조되는 방식의 조절 장치에 의해 조절될 수 있는 가변필터를 사용할 수도 있다. 여기서 1 세트의 카메라들은 단색 카메라일 수도 있고 가변 필터의 통과 대역은 다수의 다른 통과 대역에 대한 2D 디지털 표현을 획득할 수 있도록 바뀐다. 하나의 통과 대역은 적색광에 대응하는 파장 범위의 일부를 커버할 수 있지만, 반면 다른 통과 대역은 녹색광에 대응하고 또 다른 통과 대역은 청색광에 대응한다. 가변 필터를 사용하면, 2차 광원은 가변 필터의 모든 통과 대역 범위를 커버하는, 또는 예를 들어 위치의 물리적 모형 같은 특징을 정의하는데 사용했던 색을 최소한 커버하는 파장 범위의 빛을 방출하는 광대역 원일 수도 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 방법과 하기의 방법, 대응하는 방법, 장치, 시스템, 용도 및/또는 생산 방법, 처음에 언급된 특징과 관련된 것으로 설명한 혜택과 장점의 하나 또는 그 이상을 생산하는 각각의 특징과 처음에 언급된 특징 및/또는 첨부된 청구항에서 명시된 특징들과 연관되어 설명한 실시예에 대응하는 하나 또는 그 이상의 실시예를 포함하는 특징을 포함하는 다른 특징들에 관한 것이다.

특히, 본문에서는 환자에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 대상의 3D 모형제작을 수행하는 시스템을 개시하였는데, 이 시스템은 하기의 방법을 포함한다:

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 수단으로서, 여기서 3D 디지털 표현은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하고;

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 수단으로서, 여기서 2D 디지털 표현은 위치에 대한 질감 데이터를 포함하고;

여기서 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현과 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 획득은 위치에 대한 원하는 범위를 얻기 위해 서로에게 상대적인 위치 및 획득수단을 재위치하여 수행되고;

- 위치에 대한 기하학적 데이터와 질감 데이터를 동시에 얻기 위해 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현과 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 정렬하고 결합하는 수단;

- 위치에 대한 기하학적 데이터와 질감 데이터를 포함하는 결합된 3D 표현을 시각화하는 수단; 및

- 3D 객체를 모형제작할 때, 위치에 대한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터의 하나 또는 그 이상의 특징들의 정보를 적용시키는 수단.

질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 획득은 위치에 대한 바람직한 영역을 얻기 위해 서로에게 상대적인 위치 및 획득 수단을 자동적으로 재위치시켜서 수행될 수 있다.

3D 디지털 표현을 얻는 방법은 위치에 대한 3D 디지털 표현을 얻도록 고안된 획득 장치를 포함할 수 있다.

2D 디지털 표현을 얻는 방법은 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하도록 고안된 획득 장치를 포함할 수 있다.

질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현과 3D 디지털 표현을 정렬하고 결합하는 방법은 2D 디지털 표현과 3D 디지털 표현을 결합하고 조합하기 위해 고안된 데이터 프로세스 장치를 포함할 수 있다.

결합된 3D 표현을 시각화하는 방법은 그래픽 사용자 인터페이스, 컴퓨터 스크린처럼 3D 표현을 시각화하기 위해 고안된 시각화 장치를 포함할 수 있다.

2D 디지털 표현으로로부터의 하나 또는 그 이상의 특징들에 대한 정보를 적용하는 방법은 3D 객체를 모형제작할 때 정보를 적용하도록 고안된 장치를 포함할 수 있다.

시스템은 3D 모형제작이 컴퓨터에 의해 구현되는 것을 제공하기 위해 맞춰질 수 있다.

일부 구현예에서, 획득 장치, 위치화 장치, 및 제1광원과 제2광원은 3D 스캐너에 의해 제공되었다.

제1 및/또는 제2 디지털 신호 프로세서 장치는 2D 디지털 표현으로부터의 하나 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 추출하기 위해 맞춰질 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 디지털 프로세서 장치는 디지털 신호 공정 장치의 병합된 일부이다. 그러므로 디지털 신호 공정 장치는 3D 객체에 대한 분석과 3D 모형제작을 동시에 시행할 수도 있다.

일부 실시예에서, 획득 장치는 하기의 방법을 포함한다:

- 언급된 스캔 용량 내에 배열된 위치의 최소 일부분에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 수단, 여기서 3D 표현은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하고; 그리고

- 언급된 스캔 용량 내에 배열된 위치의 하나 이상의 일부분에 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 수단으로서, 여기서 2D 표현은 위치에 대한 질감 데이터를 포함한다.

일부 구현예에서, 획득 수단은 스캔 용량으로부터의 빛을 수용하고 기하학적 데이터를 포함하는 언급된 3D 디지털 표현 및 위치로부터의 질감 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 동시에 얻기 위해 배열된 제1 세트의 카메라들을 포함한다.

일부 실시예에서, 조명 장치는 위치에 대한 기하학적 데이터의 획득을 위해 빛을 제공하기에 적합한 제1 광원 및 질감 데이터의 획득을 위해 빛을 제공하기에 적합한 2차 광원을 포함한다.

제1 광원의 광축 및 제2 광원의 광축은 스캔 용적 내에서 교차할 수 있다.

본 발명의 맥락 중에, 문구 “광축”은 빛이 시스템을 따라 진행하는 경로를 규정하는 상상의 선을 의미할 수도 있다. 그러므로 1차 광원의 광축은 1차 광원과 시스템의 스캔 판 위의 한 지점을 연결하는 선일 수도 있는데, 여기서 한 지점은 1차 광원에 의해 비춰지는 용적 내에 있다.

일부 실시예에서, 1차 광원은 1차 레이저 파장에서 빛을 방출하는 단색 레이저를 포함한다. 1차 레이저 파장은 파장의 녹색 범위, 파장의 적색 범위, 또는 파장의 청색 범위, 또는 파장의 적외선 범위 또는 파장의 자외선 범위 내에 있을 수도 있다.

일부 실시예에서, 2차 광원은 백색광원 같은 광대역 광원을 포함한다.

획득 장치는 위치의 N이 다른 특징, 독특한 색깔 또는 색깔 코드를 갖는 각각의 특징에 대한 질감 데이터를 얻기 위해 형성될 수 있고, 상기 색깔 또는 색깔 코드를 기반으로 N이 다른 특징들을 구별하기 위해 형성될 수 있다. 색깔 또는 색깔 코드는 유색 잉크 또는 페인트를 사용하여 규정될 수도 있고, 색깔 또는 색깔 코드는 특정 위치에서 자연적으로 발생할 수도 있다.

일부 실시예에서, 2차 광원은 2차 광원으로부터 방출된 빛의 파장을 기반으로 획득한 2D 디지털 표현으로부터 확인되는 독특한 색깔 또는 색깔 코드를 포함하는 특징을 허용하는 빛을 방출하기 위해 구성되었다.

2차 광원은 다이오드의 배열을 포함할 수 있는데, 다이오드의 배열은 다수의 1차 다이오드, 다수의 2차 다이오드 및 다수의 3차 다이오드를 포함하고, 1차, 2차 다이오드 및 3차 다이오드는 각각 1차, 2차 및 3차 다이오드 파장에서의 빛을 방출하도록 적용되었다.

일부 실시예에서, 2차 광원은 방출된 빛의 확산을 제공하는 확산기를 포함한다.

2D 디지털 표현의 획득에 필요한 확산성 빛의 사용은 팽행 광선의 빛을 이용했을 때보다 2D 디지털 표현의 질감 데이터를 좀 더 상세하게 제공할 수도 있다.

1차 세트의 카메라들 중 두 카메라처럼, 1차 세트의 카메라 내의 하나 이상의 카메라는 전자기 신호를 검출하도록 맞춰진 감광성 부재 앞에서 바이어-형태로 배열된 컬러 필터 배열(CFA)를 포함하는 컬러 카메라를 포함할 수 있다.

1차 세트의 카메라들 내의 카메라 중 하나 이상의 카메라는 단색 카메라이다. 1차 세트의 카메라들 내의 각각의 카메라는 단색 카메라일 수 있다.

일부 실시예에서, 시스템은 상기 스캔 플레이트 위에 배열된 위치가 상기 스캔 용적 내에 위치화되도록 배열된 스캔 플레이트 포함한다.

스캔 플레이트는 3D 스캐너의 일부분 일수도 있다.

일부 실시예에서, 시스템은 획득 장치에 대하여 및/또는 배향성을 다수의 다른 위치 내의 위치로 위치화하도록 맞춰진 위치결정유닛를 포함하는데, 이를 통해 위치에 관련된 바람직한 범위는 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 획득 장치에 관련된 다른 위치 및/또는 배향성에서 배열된 위치를 갖춘 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 획득함으로써 얻어질 수 있다. .

위치결정유닛은 다수의 관점으로부터의 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 및 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득이 자동으로 수행될 수 있도록 스캔 플레이트의 2축 이상의 동작에 대하여 맞춰질 수 있다.

일부 실시예에서, 시스템은 다이오드의 배열을 제어하도록 구성된 컨트롤 유닛 및 위치결정유닛을 포함한다.

컨트롤 유닛은 1차, 2차 및 3차 다이오드가 순차적으로 광을 방출하는 것을 제공하도록 맞춰질 수 있는데, 이를 통해 광 신호가 순서대로 방출된다. 순서는 1차 파장, 2차 파장 및 3차 파장 또는 상기 순열 중 어느 하나일 수 있다.

컨트롤 유닛은 순서가 일정 횟수 동안 반복되어 제공하도록 맞춰질 수 있는데, 예를 들어 시스템과 스캔 플레이트의 광학 어셈블리에 대한 각각의 상대적인 배열에 대한 것이 1회이다.

2차 광원의 1차, 2차 및 3차 다이오드는 베이어 배열에 따라 배열될 수 있다. 1차 디지털 신호 프로세서 및 디지털 신호 처리 장치는 획득한 2D 디지털 표현과 3D 디지털 표현의 실시간 분석에 대하여 맞춰질 수 있다.

환자에 삽입되거나 환자가 장착하기에 적합한 3D 객체의 3D 모형제작을 시행하는 시스템이 개시되어 있는데, 여기서 시스템은 하기의 방법을 포함한다:

- 3D 객체가 배열되기에 적합한 위치의 하나 이상의 부분에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 수단으로서, 여기서 3D 디지털 표현은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하고;

- 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 수단으로서, 여기서 2D 디지털 표현은 위치의 하나 또는 그 이상의 특징에 관련된 질감 데이터를 포함하며;

여기서, 질감 데이터를 포함하는 각각의 2D 디지털 표현 및 위치에 관련된 다수의 다른 방향으로부터의 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 얻음으로써 위치의 바람직한 범위가 획득되며;

- 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 정렬하는 수단;

- 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 하나 이상의 부분의 위치에 대한 기하학적 데이터와 질감 데이터를 동시에 포함하는 조합된 3D 디지털 표현을 얻기 위한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 결합하는 수단;

- 위치에 대한 기하학적 데이터와 질감 데이터를 포함하는 조합된 3D 표현을 시각화하는 수단;

- 모형제작된 3D 객체가 환자에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체를 3D 모형제작하는 수단으로, 여기서 언급한 3D 모형제작은 질감 데이터를 포함하는 획득한 2D 디지털 표현의 하나 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 적용한다.

또한 데이터 프로세스 시스템이 방법을 시행하도록 야기하는 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 개시되었는데, 이때 상기 프로그램 코드 방법은 자료 데이터 프로세스 및 프로그램 코드 수단 상에 위치를 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행되었다.

또한 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득에 형광이 사용되는 시스템이 개시되었다.

또한 형광 효과는 어떤 특성이 형광 물질을 포함할 때 사용될 수도 있다. 그 특성은 예를 들어 위치의 물리적 모형에 대한 형광 잉크를 사용함으로써 결정될 수도 있다.

1차 광원의 파장을 포함하는 여기대를 갖춘 형광 물질을 포함하는 특성은 1차 광원의 파장의 스토크(stoke) 시프트를 제공할 수 있다. 대조적으로, 위치로부터 반사된 광은 본래의 파장을 유지하고 있다. 그러면, 당업자에게 알려진 다양한 광학적 구성을 사용하여, 위치를 비추는 유일한 1차 광원을 사용하는 기하학적 데이터와 질감 데이터를 모두 추출하는 것이 가능하다. 형광은 전형적으로 반사광보다 약한 크기의 정도이기 때문에, 1차 세트의 카메라를 이용하여 반사광을 탐지하는 것이 유리할 수 있지만 형광 신호는 2차 세트의 카메라를 이용하여 탐지된다. 2차 세트의 카메라는 1차 광원의 파장 내에서 광을 차단하도록 배열된 필터를 포함하거나, 필터는 그 위치와 2차 세트의 카메라 사이에 배치될 수 있다. 형광은 또한 단일 2차 카메라를 이용하여 탐지될 수 있는데, 예를 들면 2차 세트의 카메라가 오직 하나의 카메라를 포함한다. 하나의 실시예에서, 그 특성은 2 광자를 여기시키도록맞춰진 형광 물질을 포함하는 페인트 또는 잉크를 사용하여 결정되고 1차 광원은 적외선 범위의 파장에서 빛을 방출함으로써 2개의 적외선 광자가 흡수될 때 가시 영역의 광자가 방출된다. 이 때, 기하학적 데이터를 포함하는 3D 표현은 그 위치로부터 반사된 적외선 광자를 탐지함으로써 획득되었지만, 질감 데이터는 직접적으로 획득될 수 있고 기하학적 데이터에 연결될 수 있다.

본 발명의 상기 및/또는 추가적인 객체, 특성 및 장점은 하기의 설명에 의해 더 설명될 것이고 첨부된 도면과 관련된 본 발명의 실시예의 상세한 설명에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 방법의 순서도에 대한 예를 보여준다.
도 2는 질감 특성을 가진 치아 모형의 예를 보여 준다.
도 3은 떼어낼 수 있는 부분적인 틀니의 3D 모형제작의 예를 보여준다.
도 4는 떼어낼 수 있는 부분적인 틀니의 모형제작의 예를 보여준다.
도 5는 하나의 특성으로써 치아제조물 한계선의 예를 보여준다.
도 6은 질감 세공의 예를 보여준다.
도 7은 1차 및 2차 광원을 이용하여 위치를 스캔하는 설치 예를 보여준다.
도 8 내지 도 10은 넓은 범위의 파장에 분산된 강도를 가진 빛을 방출할 수 있는 2차 광원에 대한 일부 구성의 도식화된 개요를 보여준다.
도 11은 본 발명에 따른 시스템의 광학 어셈블리의 도면을 보여준다.
도 12는 2차 광원 내 다이오드의 정렬에 대한 배열의 실시예를 보여준다.
도 13은 기하학적 데이터와 질감 데이터 모두를 포함하는 조합된 3D 디지털 표현을 획득하기 위해 이광자 형광을 사용하는 시스템의 도식을 보여준다.
도 14는 치아 제조물의 물리적 모형에 대한 2D 이미지의 대비증강을 보여준다.
도 15는 치아 제조물의 물리적 모형에 대한 질감 구조를 보여준다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 방법을 시행하는데 사용하는 컴퓨터 소프트웨어로부터의 스크린 숏을 보여준다.

하기의 상세한 설명 내에서, 기준은 도면을 동반하도록 만들어지는데, 이는 본 발명이 어떻게 실행되는지를 설명하는 방법을 보여준다.

도 1은 방법의 흐름도에 대한 실시예를 보여준다. 이 방법은 객체의 3D 모형제작에 관한 것으로, 이 방법은 환자에 삽입되도록 또는 환자가 장착하기에 적합하게 되어 있다. (101) 단계에서, 객체가 정렬되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현이 획득되었고, 여기서 3D 디지털 표현은 위치의 기하학적 데이터를 포함한다.

(102) 단계에서, 객체가 정렬되도록 적합한 하나 이상의 일부의 위치에 대한 2D 디지털 표현이 획득되었고, 여기서 2D 디지털 표현은 위치의 하나 또는 그 이상의 특징에 관련된 질감 데이터를 포함한다.

위치의 원하는 범위는 위치에 관한 하나 또는 그 이상의 관점으로부터의 기하학적 데이터를 포함하는 각각의 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현을 얻음으로써 획득되었다. 디지털 표현을 얻기 위해 사용되는 시스템에 관련된 위치의 재위치화는 수동으로 또는 자동으로 시행되었다;

(103) 단계에서, 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현이 정렬되었다.

(104) 단계에서, 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 하나 이상의 일부의 위치에 대한 기하학적 데이터와 질감 데이터를 모두 포함하는 3D 디지털 표현을 얻기 위해 조합되었다.

(105) 단계에서, 위치에 대한 기하학적 데이터와 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 시각화되었다. 디지털 표현들은 컴퓨터 스크린 같은 그래픽 사용자 인터페이스에 보여질 수 있다.

(106) 단계에서, 3D 객체는 모형제작된 3D 객체가 환자에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 방식으로 3D 모형제작었는데, 여기서 언급된 3D 모형제작은 정보를 질감 데이터를 포함하는 획득된 2D 디지털 표현에 의해 제공되는 하나 또는 그 이상의 특징에 대한 정보를 적용시킨다.

모형제작에 대한 2D 표현으로부터의 하나 또는 그 이상의 정보의 정렬, 조합, 시각화 및 적용은 소프트웨어 방식에 의해 실행되는 디지털, 가상의 동작일 수 있다.

도 2는 질감 특성을 가진 치아 모형의 실시예를 나타낸다.

도 2a)는 환자 입의 치아 (202), 잇몸 (203) 및 팔레이트 (204)를 포함하는 모형(201)을 나타낸다. 모형 (201)은 물리적 모형 또는 가상 모형일 수도 있다.

도 2b)는 환자 입의 치아 (202), 잇몸 (203) 및 팔레이트 204를 포함하는 모형 (201)을 나타낸다. 팔레이트 (204)위에서, 특성 (205)이 도시되었다. 특성 (205)은 팔레이트 (204)위에 떼어낼 수 있는 부분적인 틀니의 일부의 형상화가 배열되어야 하는 위치를 나타낸다. 현재 치아 (202)는 모형 (201) 상에 있지만, 치아 (202)의 하나 또는 그 이상은 부분적인 틀니 내에서 인공 치아로 교체될 수 있는데, 예를 들면 일부 치아가 깨지고, 약하거나 사라진 경우이다.

떼어낼 수 있는 일부 틀니의 윤곽인 특성 (205)은 치과 기술자에 의해 물리적 모형 (201) 상에서 도시화될 수 있거나 컴퓨터 스크린에 나타나는 가상의 모형 (201) 상에서 디지털로 도시화될 수도 있다.

예를 들어, 모형의 기하학적 데이터를 획득하기 위한 레이저 스캐너를 사용한 물리적 모형 (201)의 3D 스캐닝은 모형의 기하학적 특성에 대한 자료를 단지 저장할 수도 있다.

예를 들어 일부 틀니의 도시화된 개요 같은 특성 (205)의 질감 데이터를 획득하기 위해, 2D 디지털 표현은 모형의 2D 이미지를 저장함으로써 획득될 수 있다.

기하학적 데이터와 질감 데이터를 모두 획득하면, 2D 특성들은 스캔된 위치를 맞춰야 하는 3D 객체의 모형제작에 사용되는 질감 데이터로부터 도출될 수 있다.

도 2c)는 환자 입의 치아 (202), 잇몸 (203) 및 팔레이트 (204)를 포함하는 물리적 모형 (201)에 대한 질감 이미지를 보여준다. 치아 (202)의 일부의 주위와 팔레이트 (204) 상에서, 특성 (205)이 도시되어 왔다. 특성 (205)는 팔레이트 (204) 상의 형태 및 치아 (202) 주위의 일부 틀니가 배열되어야 하는 위치를 보여준다. 오직 다섯 개의 치아 (202)만이 모형 (201) 내에 존재하며, 그리하여 여러 개의 치아는 모형 (201) 상에서 손실되었고, 손실된 치아 중 하나 또는 그 이상은 일부 틀니에서 인공 치아로 교체될 것이다.

일부 틀니의 특성 (205)의 윤곽은 치과 기술자 또는 치과의사에 의해 물리적 모형 (201) 상에서 도시화되어 왔다.

이러한 질감 이미지는 모형 상에서 물리적 및 수동으로 도시화되는 특성들을 보여준다.

일부 케이스에 대한 3D 모형제작에 대하여, 획득된 2D 디지털 표현으로부터 도출될 수 있는 정보의 수준을 높이기 위해 다른 컬러의 물리적 모형 상에 라인을 도시화하는 것은 유리할 수 있다.

도 2d)는 환자 입의 치아 (202), 잇몸 (203), 및 팔레이트 (204)를 포함하는 모형 (201)의 질감 이미지 또는 스캔에 대한 또 다른 결과를 보여준다. 특성 (205)는 팔레이트 (204) 상에서 도시되어 왔다. 특성 (205)는 부분적인 틀니의 일부분이 배열되어야 하는 팔레이트 (204) 상의 위치를 보여준다. 아홉 개의 치아 (202)는 모형 (201) 상에 존재하고, 그리하여 여러 개의 치아는 모형 (201) 상에서 손실되었으며, 하나 또는 그 이상의 손실된 치아는 일부 틀니 내에서 인공 치아로 교체될 수 있다.

일부 틀니 특성 (205)의 윤곽은 치과 기술자 또는 치과의사에 의해 물리적 모형 (201)에서 도시되어 왔다.

이러한 질감 이미지 또는 스캔은 모형 상에서 물리적 및 수동적으로 도시되는 특성들을 선명하게 보여준다.

도 2e)는 도 2d)에서 보여지는 특성 (205)의 확대형이다. 질감 이미지는 5 메가픽셀 카메라를 사용하여 획득되었다.

도 3은 떼어낼 수 있는 일부 틀니의 3D 모형제작의 실시예를 보여준다.

도 3a)는 상기에서 보여진 바와 같이 떼어낼 수 있는 일부 틀니 306을 보여준다.

도 3b)는 측면에서의 떼어낼 수 있는 부분 틀니 (306)을 보여준다.

도 3c)는 클래스프 (308) 계획에 대한 언더컷 (307)의 블록화 및 울트라컷 (307)의 노출에 대한 실시예를 보여준다.

라인 같은 도시화된 질감을 포함하는 물리적 모형이 스캔된 후에, 떼어낼 수 있는 부분 틀니 (306)은 디지털 방식으로 모형제작될 수 있다.

우선 치과의 3D 스캐너는 물리적인 석고 모형 또는 떼어낼 수 있는 일부 틀니 (306)가 환자에 의해 장착되는 위치의 3D 디지털 표현을 제공하기 위한 선택적인 인상을 스캔하는데 사용할 수 있다.

모든 떼어낼 수 있는 부분 틀니의 구성요소를 단지 100초처럼 몇 분 내에 고도의 정확성을 갖추어서 디자인하기 위해, 스캐너는 치아 (302) 및 라인처럼 도시화된 질감 (305)를 포함하는 모형 (301)의 최적화된 이미지를 확정하기 위한 기하학적 특성 및 질감 특성을 스캔할 수 있다. 떼어낼 수 있는 일부 틀니 구성요소는 치아 (302)로 부착하기 위한 클래스프 (308), 치아가 없는 곳의 잇몸 상에 뻗어나간 유지 그리드, 유지 그리드 (309)와 클래스프 (308)을 연결하는 팔레이트 상의 주요 연결자 (310)을 포함한다.

도 3a), 3b) 및 3c)는 디지털 디자인 공정이 언더컷 (307)로부터의 블록화, 클래스프 (308) 계획에 대한 울트라컷 (307)의 노출, 자동화 레진 틈 (311)을 갖춘 보유 그리드 (309) 디자인, 주요 연결자 (310)의 적용 및 최종적으로 그리드 구조 (309)에 대한 클래스프 (308)의 첨가를 포함하는 수동적인 단계들을 직감적으로 모방할 수 있다는 것을 보여준다. 완전한 가상의 작업흐름도는 치과 기술자들이 마치 전통적인 왁스 도구를 사용하는 것처럼 스크린상에서의 작업을 가능하게 한다.

보유 그리드 (309)를 디자인할 때, 첫 번째 단계는 미리 결정된 그리드 패턴의 리스트로부터 선택하여 완벽하게 맞추기 위한 디지털 모형에 메시를 적용하는 것일 수도 있다. 그 후의 다음 단계는 예컨대 빠른 편집 도구를 사용하여 주요 연결자 (310)에 대한 영역을 표지하는 것일 수 있다. 시스템은 자동으로 최적의 강도를 디자인한다.

라인, 즉 질감 특성 (305)가 물리적 모형 상에 미리 도시화되지 않았다면, 클래스프 (308) 설치를 위한 라인은 가상적으로 도시화될 수 있다. 그 라인이 존재할 때, 미리정해진 또는 맞춤형 클래스프 (308)은 모형에 적용되었다. 상호적인 시연에 의해 제거가능한 각각의 특성 (306)에 대한 미세조절은 제어점을 통해 시행될 수 있다.

3D 디지털 모형 (301)의 2D 단면도가 보여질 수 있고 라인 (312)는 단면도가 만들어지는 위치를 지정한다.

본문에 나타낸 제거가능한 부분 틀니 (306)의 모형제작은 생산 시간과 비용이 감소되지만 공정에 대한 정확한 디지털 제어를 갖춘 연구실이 있다면, 매우 생산성이 좋고 떼어낼 수 있는 부분 틀니 (306)의 신뢰할 수 있는 주문제작이다. 이 공정은 금속 및 유연한 골격 두 가지의 최적화된 디자인에 대한 모든 단계를 커버할 수 있다.

이 방법은 연구소 기술자들에게 친숙한 숙련된 공정을 배치하는 높은 수준의 유연성 및 디지털 작업흐름도를 제공한다.

디지털 디자인은 시간과 비용 모두를 절약하는 2차 재가공 모형-제조에 대한 필요성을 제거하였다. 시스템의 높은 정확성과 측정 특성은 클래스프 (308) 및 연결자 (310) 디자인에 대한 완벽한 크기의 조절을 제공하고 미적 우수성, 쉬운 탈착성, 적절한 저작성 및 완벽한 맞춤 같은 좋은 결과를 보증한다.

완벽한 디지털 측량은 언더컷 (307)을 정확하게 확인하고, 용이한 탈착성을 위한 가상 왁스 배치를 촉진하며, 최적의 클래스프 (308) 디자인을 위한 언더컷 (307) 노출을 보증한다.

그리하여 이 방법은 완벽하게 맞춘 일부 (306)에 대한 더 빠르고 쉬운 디자인을 제공하고, 수동 공정 시간을 감소함으로써 빠른 부분 디자인을 제공하며, 직감적인 작업흐름이 수동 공정을 배치하는 것을 제공하며, 이상적인 배치 점(block out) 및 보유 영역이 기록적인 시간 내에 확인될 수 있음을 제공하며, 재적응 및 재생산에 대한 지시를 감소하고, 치과의사 및 환자의 만족도를 높여준다.

도 4는 모형제작된 떼어낼 수 있는 부분 틀니의 실시예를 보여준다.

도 4a)는 떼어낼 수 있는 부분 틀니 (406)의 디지털 캐드 모형의 실시예를 보여준다.

도 4b)는 환자의 치아 (402), 잇몸 (403) 및 팔레이트 (404)의 모형 (401)에 부착되어 제조된 떼어낼 수 있는 부분 틀니 (406)의 실시예를 보여준다.

떼어낼 수 있는 부분 틀니 (406)은 치아 (402) 부착을 위한 클래스프 (408), 치아가 없는 부위에 잇몸으로 뻗어나 있는 보유 그리드 (409), 보유 그리드 (409)와 클래스프 (408)을 연결하는 팔레이트 상의 주요 연결자 (410)을 포함한다.

도 5는 특성으로써 한계선 제조의 실시예를 보여준다.

도 5a)는 왕관처럼 복구가 치아 (502) 상에 배치될 수 있도록 갈아진 것을 의미하는 것으로 제조된 주형 또는 치아 (502)에 대한 캐드 도면을 보여준다. 치아 (502)의 제조는 치아 (502)를 스캐닝 또는 이미지화했을 때 기하학적 특성 및/또는 질감 특성으로써 탐지될 수 있는 특성인 한계선 (505)의 제조를 제공한다. 도 5a)에서, 한계선 (505)이 제조는 또한 컬러 선으로 표시되었고, 라인 상의 지점에서 마커 (513)은 그 지점에서의 경계성의 수직 방향을 나타낸다. 화살표 (514)는 한계선 (505)의 또는 치아 (502)의 삽입 방향에 대한 전반적인 수직 방향을 나타낸다.

도 5a) 내지 5e)는 크라운처럼 복구가 주형 (502) 상에 배치될 수 있는 식으로 갈아진 것을 의미하도록 제조된 주형 (502)의 다른 방향으로부터의 다수의 질감 이미지를 나타낸다. 주형 (502) 제조는 치아 (502)를 스캐닝 또는 이미지화했을 때 기하학적 특성 및/또는 질감 특성으로써 탐지될 수 있는 특징인 제조 한계선 (505)를 제공한다. 제조 한계선 (505)는 또한 주형 및/또는 배경의 색깔과 대조하여 만든 색깔을 가진 주형 (502) 상에서 스케치되거나 도시화되었다.

도 5d)에서 우세한 반사 효과는 다른 이미지 사이의 질감 세공에 의해 제거될 수 있다.

도 5f) 내지 5i)는 크라운처럼 복구가 주형 (502) 상에 배치될 수 있도록 갈아진 것을 의미하도록 제조된 또 다른 주형 (502)의 다른 방향으로부터의 다수의 질감 스캔을 보여준다. 주형 (502)의 제조는 치아 (502)를 스캔 또는 이미지화했을 때 기하학적 특성 및/또는 질감 특성으로써 탐지될 수 있는 특성인 제조 한계선 (505)를 제공한다. 제조 한계선 (505)는 또한 주형의 컬러 및/또는 배경의 컬러와 대조되는 컬러를 가진 주형 (502) 상에서 스케치화되거나 도시화되었다.

도 5j) 내지 5m)은 다수 치아에 대한 인상의 다른 지점으로부터의 다수의 질감 스캔을 나타내는데, 치아 하나는 치아 (502)로 제조되었다. 제조된 치아 (502)의 인상은 제조된 치아 (502)의 인상을 스캐닝 또는 이미지화했을 때의 기하학적 특성 및/또는 질감 특성으로 탐지될 수 있는 특성인 제조 한계선 (505)를 보여준다. 제조 한계선은 또한 인상 및/또는 배경의 컬러에 대조적인 컬러를 가진 인상에 대하여 스케치화되거나 도시화될 수도 있다.

도 6은 질감 세공의 실시예를 보여준다.

도 6a)는 숫자, 예컨대 3가지의 질감 이미지 (615)가 다른 지점으로부터의 사람의 얼굴에서 획득되고 질감 이미지 (615)가 합성물 또는 화합물 질감 이미지로 합쳐지는 실시예를 보여준다. 칼라 또는 톤이 다른 이미지 (615)의 경계에서 같지 않으므로, 다른 질감 이미지 (615) 사이의 이동 (616)은 보여질 수 있다.

도 6b)는 도 6a)로부터의 단일 질감 이미지 (615)가 질감 세공을 받게 하여, 도 6a)에서 우세한 이동 (616)이 최종 가공된 질감 이미지 (617)에서 보이지 않거나 보이지 않는 실시예를 보여준다. 다른 질감 이미지의 컬러 및 색조는 컬러 및 색조가 다른 질감 이미지 (615)의 한계선에서 어울리도록 최종 질감 이미지 (617)에서 평활하게 되었다.

도 7은 1차 및 2차 광원을 이용하는 위치의 스캐닝에 대한 설정의 실시예를 보여준다. 이 실시예에서, 시스템은 위치의 물리적 모형 또는 인상의 디지털 표현을 획득하기 위해 구성되었다. 이후에, 시스템은 위치의 물리적 모형에 관련하여 기재되었지만, 제공된 기재는 위치의 인상으로부터의 디지털 표현의 획득에 대하여 동등하게 유효하다.

시스템의 광학 어셈블리 (720)은 1차 광원 (721), 2차 광원 (722) 및 3차 세트 카메라 (7231), (7232)를 포함한다. 1차 광원의 광학 축과 2차 광원의 광학 축은 스캔 용량 내에서 교차한다. 스캔 플레이트 (7241)는 이 스캔판에 위치한 물리적 모형 (724)가 이 스캔 용량 내에 있고 물리적 모형은 1차 광원 (721) 및 2차 광원 (722)로부터의 광에 의해 비춰지도록 배열되었다. 카메라의 감광성 구성요소 (7321) 및 (7322)가 스캔 용량으로부터 빛을 받도록, 물리적 모형 (724)로부터 반사된 빛이 스캔 플레이트 (7241) 상에 위치하도록 1차 세트 카메라 (7231) 및 (7232)는 배열되었다. 시스템은 또한 스캔 플레이트 (7241), 물리적 모형 (724) 및 서로에 대한 광학 어셈블리 (720)을 바꾸고/바꾸거나 회전시키는 위치 결정 장치(단순화를 위해 도면에 포함되지 않음) 같은 기계장치를 포함한다. 1차 광원 (721)은 단색 레이저일 수도 있다. 2차 광원 (722)는, 백색광원 또는 다수의 다른 파장에서 빛을 제공하는 광원 같은, 다른 파장에서 빛을 방출하는 다수의 다이오드를 포함하는 광대역 광원일 수도 있다. 일부 응용예에 대하여, 2차 광원으로부터 방출된 빛은 물리적 모형, 예컨대 한계선에서의 표면 거칠음과 같은 특성을 가진 질감을 상세하게 탐지할 수 있도록 바람직하게는 확산적이다.

기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현은 1차 세트 카메라 (7231) 및 (7232)에 대한 위치로부터 반사되는 신호를 기록하면서 위치 (724)에 대한 1차 광원 (721)의 단색 레이저를 스캐닝함으로써 획득될 수 있다.

시스템은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현의 획득과 관련되어 있는 본 발명에 따른 방법과 단계에 사용될 수 있다. 시스템은 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현이 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현보다 먼저 획득되도록 맞춰질 수 있다.

다수의 2D 이미지를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득에 사용하는 시간이 감소되도록, 1차 세트 카메라의 두 가지 카메라는 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 자료에 대한 2D 이미지의 획득에 사용될 수 있다. 두 카메라로부터 획득된 2D 이미지의 사용은 위치에 관련된 카메라의 위치 배향성에 대한 상세한 지식을 필요로 한다.

위치에 대한 바람직한 범위는 다수의 다른 방향으로부터의 위치의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 얻음으로써 획득될 수 있다. 3D 디지털 표현은 다수의 방향으로부터의 3D 디지털 표현의 일부분들을 모음으로써 획득될 수 있다. 그 후에 3D 디지털 표현의 각각 일부분은 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 형성하도록 합쳐질 수 있다. 각각 개별적인 일부분은 표준 트래킹 알고리즘을 사용하는 광 패턴을 탐지하도록 분석될 수 있다. 픽셀 하부의 정확성을 가진 광 패턴이 알려지면, 상응하는 3D 좌표는 잘 알려진 사영 기하학을 이용하여 재구성될 수도 있다. 3D 좌표의 정확한 재구성은 때때로 고품질의 카메라 및 광원 눈금을 필요로 한다. 결과적으로 같은 또는 다른 방향성으로부터 획득된 3D 디지털 표현에 관련된 개별적인 일부분으로부터 재구성된 3D 좌표는 합쳐질 수도 있다. 합쳐짐은 상대적 위치를 고려하여 개별적인 일부분을 조합함으로써 시행될 수도 있다. 최종적으로 3D 좌표는 3D 디지털 표현의 최종적인 기하학적 구조를 형성하는 표준 삼각 알고리즘을 사용하여 삼각측량될 수 있다.

위치에 대한 3D 디지털 표현으로의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 일부분에 대한 등록은 질감 데이터를 포함하는 3D 모형을 제공할 수 있다. 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 2D 이미지는 하나씩 3D 모형로 등록될 수 있거나, 또는 하나 또는 그 이상의 2D 디지털 표현으로부터의 질감 데이터는 기하학 자료를 포함하는 3D 디지털 표현에 적용할 수 있는 3D 모형 특성을 제공하도록 조합될 수도 있다.

획득된 디지털 표현은 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서 내에서 분석될 수도 있다. 분석은 실시간으로 시행될 수도 있다.

도 8 내지 도 10은 일련의 파장 범위에 분산되어 있는 자체 강도를 가진 빛을 방출할 수 있는 2차 광원의 일부 형태의 개략적 개요를 보여준다. 이러한 형태들은 특성에 대한 질감 데이터가 다른 색깔을 이용하여 결정될 때 이로울 수도 있다.

하나의 특성이, 예컨대 위치의 물리적 모형 상에서 사용자에 의해 도시된 채색된 라인에 의해 결정될 때, 그 특성은 단지 라인의 색상에 상응하는 파장을 가진 빛의 강력한 반사를 제공할 것이다. 예를 들어, 물리적 모형 상의 적색 라인은 단지 적색 광을 반사하고 2차 광원으로부터 방출된 빛은 이 특성의 적색 라인으로부터의 반사를 갖추기 위해 적색 범위 내의 파장을 포함해야만 한다.

도 8 내지 도 10의 실시예들은 3가지 색상이 하나의 특성의 다른 일부분을 결정하거나 다른 특성의 결정에 사용되는 형태를 묘사하지만, 이러한 선택은 단지 설명의 목적을 위한 것이다.

도 8에서, 2차 광원 (822)는 적색 범위 내의 파장을 가진 빛을 방출하는 다수의 1차 다이오드 (826), 녹색 범위 내의 파장을 가진 빛을 방출하는 다수의 2차 다이오드 (827), 및 청색 범위 내의 파장을 가진 빛을 방출하는 다수의 3차 다이오드 (828)을 포함하는 다이오드의 배열을 포함한다. 산광기 (825)는 다이오드 배열로부터 방출된 빛의 분산을 제공하도록 배열되어서 스캔 플레이트 (8214) 상에 배열된 물리적 모형 (824)이 2차 광원으로부터의 빛을 분산하는 것을 포함하는 빔 (8221)에 의해 비춰진다. 산광기는 소수 밀리미터 두께의 오팔화된 플라스틱 또는 유리로부터 제조될 수 있다. 배열의 모든 다이오드는 다이오드의 배열을 조절하도록 맞춰진 컨트롤 유닛에 의해 빛을 연속적으로 방출하게 된다. 컨트롤 유닛은 단순화를 위해 도면에 나타나지 않았다. 또한 컨트롤 유닛은 선택적으로 1차 세트 카메라 (8231) 및 (8232)의 조절에 대하여 맞춰질 수 있다. 1차 세트 카메라 (8231) 및 (8232)는 스캔 플레이트 (8241) 상의 배치된 물리적 모형 (824)으로부터 반사된 빛을 수용하도록 배열되었다.

1차 카메라 세트의 카메라 (8231) 및 (8232)는 다이오드 배열로부터 방출된 모든 파장에서의 빛이 카메라에 의해 탐지될 수 있고 각각의 신호의 파장으로부터 확인될 수 있는 컬러 카메라이다.

이러한 광학 어셈블리의 디자인은 1차, 2차 및 3차 특성이 각각 적색, 녹색, 및 청색으로 결정되는 물리적 모형으부터 질감 데이터를 획득하는데 유리하다. 컬러 카메라에 의해 획득된 2D 이미지의 적색 부분은 1차 특성과 관련되어 있고, 2차 특성은 녹색 부분, 3차 특성은 청색부분과 관련되어 있다. 그러므로 각각의 획득된 2차 이미지 내 다른 일부분들은 하나의 2D 이미지로부터 도출될 수 있는 모든 세 가지 특성들에 대한 다른 특성과 정보에 관련되어 있다. 다른 관점으로부터 획득된 여러 개의 컬러 2D 이미지는 여전히 바람직한 범위를 얻기 위해서 필요할 수 있다.

모든 3 가지 형태의 다이오드, 예컨대 모든 세 가지 파장, 2차 광원 및 1차 세트 카메라 내의 컬러 카메라로부터 방출된 빛을 연속적으로 보유하는 이러한 배열은 물리적 모형으부터 획득된 각각의 2D 디지털 표현이 다른 컬러를 사용하여 결정된 특성에 대한 질감 데이터를 제공할 수 있다는 점에서 장점을 포함할 수 있다. 이런 이유로 다른 특성에 관련된 질감 데이터의 획득은 병렬적으로 시행될 수 있다. 도 9는 다이오드의 배열이 도 8에 설명된 다이오드의 배열과 유사한 시스템을 보여준다. 하지만 다이오드 배열은 도 8에 설명된 것처럼 연속적인 대신 순차적이다. 다이오드는 어느 시간에 물리적 모형이 한 가지 형태의 다이오드로부터 비춰지도록, 예컨대 오직 하나의 파장의 빛으로 비춰지도록 배열된다.

컨트롤 유닛은 1차, 2차 및 3차 다이오드인 (926), (927) 및 (928)이 빛을 순차적으로 방출하여 물리적 모형이 빛 신호의 순서에 의해 비춰지는 것을 보증하는데, 여기서 순서는 예컨대 1차 파장, 2차 파장, 3차 파장일 수도 있다. 그 순서는 각각 상대적인 배열의 물리적 모형, 2차 광원 및 카메라에 대한 순서처럼 여러 번 반복될 수도 있다. 2차 광원 (922)의 산광기 (925)는 2차 광원으로부터 나타난 빔 (9221) 내 빛이 분산되도록 제공한다.

카메라 (9231), (9232) 및 2차 광원 (922)의 다이오드의 운용을 사용한 2D 디지털 표현의 획득은 2D 디지털 표현이 광 신호의 순서 내에 모든 단계에 대하여 획득되도록 시간이 맞춰졌다. 이런 이유로 2D 디지털 표현은 다이오드 배열에 의해 방출되는 각각의 파장에 대하여 획득되었다. 이러한 각각의 2D 디지털 표현은 2차 광원으로부터의 단일 파장에 연관되어 있기 때문에, 컬러 카메라에 대한 필요성이 없고, 카메라 (9231) 및 (9232)는 단색 카메라이다.

2차 광원이 이 컬러가 빛을 반사하는 파장 범위 밖에 있는 파장을 가진 빛을 방출할 때, 컬러 라인은 단색 카메라에 의해 획득된 2D 이미지 내에서 어두운 회색처럼 보일 것이다. 2차 광원으로부터 방출된 빛의 파장과 일치하는 색을 가진 라인은 획득된 2D 이미지 내에서 옅은 회색처럼 보일 것이다. 옅은 회색 라인 및 짙은 회색 라인을 포함하는 단색 2D 이미지의 공정에 대한 표준 순서는, 2차 광원의 다른 파장에서 빛을 가진 물리적 모형을 비추는 동안 획득된 2D 디지털 표현 내의 단색 외관으로부터 도시된 라인의 색을 확인하기 위해 적용될 수 있다.

2차 광원 및 1차 세트 카메라의 이러한 배열은 물리적 모형이 세 번 단지 하나의 색깔로 평가되는, 하지만 여전히 그 이상의 단순한 단색 카메라를 사용하는 정보를 제공하는 세 가지 컬러를 이용하여 스캔될 수 있다는 장점을 가질 수도 있다. 위치에 대한 같은 물리적 모형으부터의 세 가지 다른 특성에 관련된 정보는 획득될 수 있고 단색 카메라를 사용하여 서로 간에 구분될 수도 있다.

녹색 채널에 대하여, 이러한 접근은 정보의 양을 두 배로 늘릴 수 있지만, 청색 및 적색 채널에 대하여, 우리는 4 배의 정보를 보유하고 있다. 종합하면, 이는 0.5*2+2*0.25*4=3배 이다.

단색 카메라를 사용시 스캐너의 감소된 복잡성은 질감 데이터가 도 8에 나타난 것처럼 병렬적 대신 순차적으로 획득되기 때문에 늘어난 공정 시간을 감수하여 나타날 수도 있다.

도 10에서, 2차 광원 (1022)는 백색광원 (1030) 및 분산된 광 빔 (10221)을 제공하는 백색 광원 (1030)으로부터 방출된 빛의 분산을 제공하도록 배열된 산광기 (1025)를 포함한다. 1차 세트의 카메라 (10231), (10232)는 컬러 카메라이다.

백색광원 (1030)은 적색 파장에 대한 청색을 커버하는 파장 범위에 대해 빛을 방출할 수 있는데, 적색, 녹색 및 청색이 물리적 모형에 대한 다른 특성을 확인하기 위해 사용될 수 있다. 카메라 (10231) 및 (10232)는 컬러 카메라일 수 있는데, 이 경우의 시스템은 단지 2차 광원에 관한 도 8의 시스템과 다르다.

컬러 카메라 사용에 대한 대안은 단색 카메라 및 스캔 용량과 카메라 사이의 광학 경로에 베이어 필터 같은 공간 필터를 사용하는 것이다. 이 때 베이어 필터는 신호를 받는 감광성 구성요소 (10321), (10322) 상의 위치와 받은 신호의 파장 사이의 상관관계를 제공한다. 오직 감광성 구성요소 (10321), (10322)의 픽셀수가 적색광을 수용할 것이지만 다른 감광성 구성요소는 오직 녹색광만을 수용할 것이고 다른 감광성 구성요소들은 오직 청색광만을 수용할 것이다. 감광성 구성요소 (10321), (10322)가 베이어 필터를 통해 단색 광원(적색, 녹색, 청색)에 노출되는 눈금이 파장-픽셀 상관관계를 형성하는데, 감광성 구성요소 (10321), (10322)의 다른 픽셀에 의해 탐지되는 신호는 물리적 모형 (1024)에 의해 반사된 빛의 다른 색깔과 연계되었다. 그 상관관계는 1차 세트 카메라 내에 저장되거나 1차 세트 카메라에 의해 획득된 2D 디지털 표현을 분석하기 위해 사용되는 디지털 신호 처리 장치 내에 저장될 수도 있다.

도 10에서, 필터는 스캔 플레이트 (10241) 및 카메라 (10231), (10232)의 감광성 구성요소 (10321), (10322) 사이에 배열될 수 있다.

그러면 백색 광원 (1030)은 바람직하게는 적색 파장, 예컨대 베이어 필터의 전체 파장 폭에 대한 청색을 커버하는 파장 영역에 대한 빛을 방출할 수 있어야 한다.

시스템의 이러한 디자인은 전자장치들이 도 9에서 설명한 디자인의 시스템, 표현들이 도 8의 디자인에서만큼 빠르게 획득될 수 있는 것보다 단순하다는 장점이 있다.

컬러 카메라는 단색 CCD 칩 및 이 칩의 앞쪽에 배열된 베이어 필터를 구성해서 자주 만들어진다.

도 11은 본 발명에 따른 시스템의 광학 어셈블리의 그림을 보여준다.

그 그림은 다른 각도들로부터 획득되었고 광학 어셈블리의 구성요소들을 보여준다. 1차 광원 1121은 650nm의 파장에서 빛을 방출하는 적색 레이저이다. 1차 세트 카메라의 카메라 (11231), (11232)는 물리적 모형 (1124)의 표면에 대한 입체 이미지가 스캔판 (11241)에 배열될 수 있도록 1차 광원 (1121)의 반대 측면에 배열되었다. 1차 광원 (1122)는 방출된 빛이 분산되는 것을 제공하도록 배열된 산광기 (1125)를 포함한다. 여기서 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현과 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현은 1차 세트 카메라 (11231), (11232)를 사용하여 획득되었다. 1차 광원 (1121) 및 2차 광원 (1122)는 스캔 플레이트 (11241)에 관련된 다른 각도에서 배열되어서 두 광원으로부터의 빛이 카메라 (11231), (11232)로 향한 스캔판의 물리적 모형 (1124)로부터 반사될 수 있었다.

광학적 어셈블리의 한 구성에서, 2차 광원 (1122)는 예컨대 적색, 녹색 및 청색 파장에서 빛을 방출하는 다이오드를 포함하는데, 그 다이오드는 빛을 순차적으로 방출하게 되어 있다. 그러면 카메라 (11231), (11232)는 단색 카메라일 수도 있다.

광학적 어셈블리의 한 구성에서, 2차 광원 (1122)는 2D 디지털 표현의 획득 과정 중에 백색광을 연속적으로 방출하는 다이오드를 포함한다. 그러면 카메라 (11231), (11232)는 컬러 카메라인데, 다른 칼라로 표시된 특성들은 획득된 2D 디지털 표현 내에서 구별될 수 있다. 컬러 카메라 (11231), (11232)는 이 카메라들의 감광성 구성요소 앞의 베이어 형태 배열 내에서 배열된 컬러 필터 배열(CFA)를 포함할 수도 있다. 이 경우에, 녹색 파장의 빛에 의해 제공되는 공간 해상도는 적색 및 청색 파장의 빛에 의해 제공되는 공간 해상도의 두 배가 되는데, 일부 실시예에 대하여 1차 광원 (1121)로써 적색 레이저 대신 녹색 레이저를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다.

도 12는 2차 광원 일련의 다이오드의 배열에 대한 실시예를 보여준다.

도 12b에서 베이어 필터 내 이러한 색깔의 분포와 유사하게 배열된 적색, 녹색 및 청색 다이오드를 포함하는 회로판 (1250) 상의 9×12 배열의 적색 다이오드 (12501), 녹색 다이오드 (12502) 및 청색 다이오드 (12503)의 배치가 설명되었다.

도 12b는 2차 백색광원의 회로판 (250)의 도면을 보여주는데, 여기서 백색 다이오드 (12504)는 4×10 배열로 배열되었다.

하나의 특성은 2-광자 여기에 대하여 맞춰진 형광 재료를 포함하는 페인트 또는 잉크를 사용하는 위치에 대한 물리적 모형 (1324) 상에서 결정되었고 1차 광원 (1321)은 적외선 영역의 파장에서 빛을 방출한다. 2개의 적외선 광자가 흡수되면, 가시광선 영역의 광자는 그 특성으로부터 방출되었다.

어느 위치로부터의 반사된 적외선 영역의 광자를 탐지함으로써 획득된 3D 표현은 그 특성으로부터의 형광을 탐지함으로써 획득된 3D 표현과 직접적으로 조합될 수도 있다.

1차 광원 (1321)의 파장을 포함하는 여기대를 가진 형광 재료를 포함하는 특성은 1차 광원의 파장의 스토크 이동을 제공할 수도 있다. 반대로, 그 위치로부터 반사된 빛은 고유의 파장을 보존하였다. 당업자들에게 알려진 다양한 광학적 형태를 사용하면 단지 그 위치를 비추는 1차 광원만을 사용하여 기하학적 데이터 및 광학적 자료를 모두 추출하는 것이 가능할 수도 있다.

형광은 전형적으로 반사된 빛보다 약한 크기의 순서이므로 1차 세트의 카메라를 이용하여 반사된 빛을 탐지하는 것이 이로울 수도 있지만, 형광 신호는 2차 카메라 세트를 사용하여 탐지되었다. 2차 세트의 카메라는 1차 광원의 파장 내 빛을 억제하도록 배열된 필터를 포함할 수 있거나, 필터는 그 위치와 2차 세트 카메라들 사이에 배치될 수도 있다.

도 7 내지 13에 설명된 광학 어셈블리의 여러 일부분들은 또한 소형 스캐너에 병합될 수 있는데, 여기서 시스템의 다른 상대적 배열과 그 위치(또는 모형 또는 위치의 인상) 간의 변화는 포켓용 스캐너를 이동시킴으로써 획득되었다. 포켓용 스캐너 내의 병합은 시스템의 일부 구성요소들의 크기가 감소되는 것을 필요로 할 수 있다. 포켓용 스캐너 시스템 내에서, 획득된 2D 디지털 표현을 분석하기 위해 맞춰진 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로 프로세서는 스캐너 핸들 또는 분리된 프로세서 박스 내에 배치될 수도 있다.

도 14는 위치의 물리적 모형의 2D 이미지에 대한 명암향상을 보여준다.

여기서 그 위치는 치아 가공이고 3D 객체는 크라운 또는 브리지 같은 복구이다. 물리적 모형은 주형 경계선이 펜을 사용하여 표지한 준비된 치아의 주형이다. 2D 디지털 표현이 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로 투사되기 전에 획득된 2D 디지털 표현의 각각의 2D 이미지는 한계선(특성)의 가시성을 향상시키도록 가공되었다. 일부 이미지 가공은 이러한 투사 후에 시행될 수도 있다. 이러한 물리적 모형에 대하여, 명암향상은 0.2 내지 0.6 범위 내의 알파 값에 대하여 가장 우수한 것처럼 보인다. 한계선의 스플라인이 질감 데이터로부터 추출될 때, 복구는 표준 기술을 사용하여 모형제작되었다.

도 15는 치아 가공의 물리적 모형에 대한 질감 아틀라스를 보여준다. 질감 아틀라스는 물리적 모형의 획득된 2D 이미지로부터의 이미지 패치를 조합하여 형성되었다. 이미지 패치 (15421), (15422), (15423), (15424) 및 (15425)는 연필을 사용한, 한계선을 따라 2D 이미지의 순서의 표시하고 번호화하는 것을 포함하는 물리적 모형 상에 표시된 한계선 1543을 포함한다.

질감 세공은 이미지 패치의 질감이 매끄러운 것을 보장하도록 적용되었는데, 예컨대 밝게 연장된 영역 (15426)은 이웃한 패치 (15421)의 다소 더 밝은 형태에 의한 것인 2D 이미지 (15425) 내에 보여질 수도 있다.

3D 디지털 표현으로 투사되었을 때, 특성의 위치, 예컨대 한계선 (1543)은 3D 스플라인 형태로 추출될 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 방법을 시행하는데 사용된 컴퓨터 소프트웨어로부터의 스크린 샷을 보여준다.

여기서 그 특성은 제조된 치아의 물리적 모형 상에 그려진 한계선이다. 기하학적 데이터 (1644)를 포함하는 3D 디지털 표현 및 기하학적 데이터 및 질감 데이터 (1645)를 포함하는 조합된 3D 디지털 표현은 디지털 표현에 관한 같은(가상의) 위치로부터 보여지는 것처럼 보여진다. 질감 데이터가 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로 투영되는 조합된 3D 디지털 표현에서, 한계선 (1643)이 보여질 수 있다. 이러한 조합된 3D 디지털 표현으로부터, 한계선의 3D 스플라인은 컴퓨터 시행 알고리즘을 사용하여 추출될 수 있다.

도 17은 본 발명에 따른 방법을 시행하는데 사용된 컴퓨터 소프트웨어로부터의 스크린 샷을 보여준다.

이 도면은 획득된 2D 디지털 표현의 질감 데이터로부터 추출된 3D 스플라인의 일부분을 보여준다. 3D 스플라인 (1746) 다음에 있는 위치의 특성, 예컨대 한계선은 2D 디지털 표현을 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현으로 투사함으로써 2D 표현의 질감 데이터로부터 자동으로 도출되었다.

도 17b는 제어점 (1747)을 갖춘 추출된 3D 스플라인 (1746)의 근접촬영을 보여준다. 3D 스플라인 형태는 치아 가공의 3D 디지털 표현에 대한 제어점 (1747)을 이동시킴으로써 조정될 수 있다. 복구에 대한 3D 모형제작, 예컨대 3D 객체는 기하학적 데이터를 포함하고 복구의 표적 형태로부터의 3D 디지털 표현에 근거한 복구 표면을 결정하는 것을 포함할 수도 있지만, 한계선에 직면하는 일부분의 복구 형태를 결정하기 위해서는 3D 스플라인을 사용할 수도 있다.

일부 실시예들이 상세하게 설명되고 보여질 수도 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 또한 하기의 청구항 내 정의된 주제의 범위 내에 다른 방식으로 포함될 수도 있다. 특히, 다른 실시예들이 사용될 수 있고 구조적 기능적 변경사항이 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 시행될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.

다양한 방법을 열거하는 장치 청구항 내에서, 이러한 여러 가지 방법은 하드웨어의 하나 또는 같은 아이템 내에 포함될 수도 있다. 어떤 특정이 상호 간에 다르게 의존하는 청구항 내에서 열거되거나 다른 실시예에서 상세히 묘사된다는 단순한 사실은 이러한 측정의 조합이 장점으로 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것이 아니다.

본 명세서에서 사용된 용어 '포함한다/포함하는'은 기술된 특성, 연산자, 단계 또는 구성요소를 명시하는 것이며 하나 또는 그 이상의 특성들의 존재 또는 추가, 연산자, 단계, 구성요소 및 이들의 조합을 배제하지 않는다.

상기 및 하기에 기술된 방법의 특성은 소프트 웨어 내에서 시행될 수도 있고 컴퓨터가 계산한 지시의 수행에 의해 만들어진 데이타 처리 시스템 또는 다른 처리 방법 상에서 수행될 수도 잇다. 이러한 지시는 컴퓨터 네트워크를 경유하는 저장 매체 또는 다른 컴퓨터로부터의 RAM 같은 메모리 내에서 불러온 프로그램 코드 방법일 수도 있다. 선택적으로는, 기술된 특성들이 소프트웨어 대신 컴퓨터하드웨어에 연결된 전기회로망 또는 소프트웨어와의 조합에 의해 시행될 수도 있다.

Claims (98)

1. 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합한 3D 객체의 3D 모형제작을 위한 방법으로, 여기서 상기 방법은:
   - 3D 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 3D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 3D 디지털 표현은 상기 위치에 대한 기하학적 데이터를 포함하는 단계;
   - 객체가 배열되기에 적합한 하나 이상의 부분의 위치에 대한 2D 디지털 표현을 획득하는 단계로서, 여기서 상기 2D 디지털 표현은 상기 위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징들에 관한 질감 데이터를 포함하는 단계;
   여기서 상기 위치에 대한 목적하는 범위는 상기 위치에 관한 일 또는 그 이상의 다른 관측점으로부터의 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현 각각을 획득하여 얻어지고;
   - 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 정렬하는 단계;
   - 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 2D 특징들의 정보를 추출하는 단계;
   - 일 또는 그 이상의 특징들의 추출된 정보 및 기하학적 데이터를 포함하는 3D 디지털 표현을 결합하여 기하학적 데이터 및 일 또는 그 이상의 특징들의 추출된 정보 모두를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 얻는 단계;
   - 기하학적 데이터 및 일 또는 그 이상의 특징들의 추출된 정보를 포함하는 결합된 3D 디지털 표현을 시각화하는 단계; 및
   - 상기 모형제작된 3D 객체가 환자 내에 삽입되거나 환자에 의해 장착되기에 적합하도록 3D 객체를 3D 모형제작하는 단계로서, 여기서 상기 3D 모형제작은 질감 데이터를 포함하는 획득된 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 특징들에 대한 추출된 정보를 적용시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 방법은 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현으로부터의 일 또는 그 이상의 2D 특징들을 일 또는 그 이상의 3D 특징들로 해석하는(translating) 단계를 포함하는 것인, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 2D 디지털 표현 및 3D 디지털 표현을 결합하여 결합된 3D 디지털 표현을 획득하는 단계는 2D 디지털 표현으로부터 추출된 정보를 3D 디지털 표현으로 투영하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 3D 디지털 표현은 위치에 대한 물리적 모형을 스캔함으로써, 상기 위치에 대한 인상을 스캔함으로써, 또는 상기 위치에 대한 직접 스캔을 수행함으로써 획득되고, 상기 위치는 상기 환자의 하나 이상의 치아인, 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 3D 모형제작은 정보를 기반으로 하여 3D 객체에 대한 일 또는 그 이상의 가장자리를 정의하는 것을 포함하는 것인, 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 방법은 3D 객체의 3D 모형을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 3D 모형제작은 상기 정보를 기반으로 하여 3D 객체의 제공된 3D 모형을 적응시키는 것을 포함하는 것인, 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 위치에 대한 일 또는 그 이상의 특징들의 정보를 추출하는 단계는 특징 검출을 포함하는 것인 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 특징은 특징의 실질적으로 닫힌 가장자리 내부에 배열된 식별 마크를 포함하는 것인, 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 일 또는 그 이상의 특징들은 제조된 치아 또는 다이(die)의 한계선을 포함하는 것인, 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 일 또는 그 이상의 특징들은 환자의 치아의 쉐이드(shade)를 포함하는 것인, 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 일 또는 그 이상의 특징들은 상기 위치 상에, 위치의 물리적 모형 상에, 또는 질감 데이터를 포함하는 2D 디지털 표현의 획득 이전에 사용자에 의한 위치의 인상 상에 드로잉되는 것인, 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 3D 객체는 제거가능한 부분 의치를 포함하고, 상기 3D 모형제작이 3D 특징으로부터 제거가능한 부분 의치의 일 또는 그 이상의 가장자리를 정의하는 것을 포함할 수 있도록, 상기 일 또는 그 이상의 특징들은, 주요 컨넥터, 클라스프 및 보존 그리드로부터 선택된 하나 이상인, 방법.
14. 제1항에 있어서, 다른 특징들은 사용자에 의해 다른 색상으로 드로잉되는 것인, 방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 특징은 위치에 대한 다른 구조 사이의 경계인 것인, 방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 특징은 위치에 대한 다른 물질들 사이의 경계인 것인, 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 디지털 표현은 하나 이상의 부분의 위치, 상기 위치의 물리적 모형, 또는 상기 위치의 인상을 빛으로 조명하여 획득되고, 상기 하나 이상의 디지털 표현을 획득하기 위해 사용되는 빛은 N 파장에서의 빛을 포함하는 다중스펙트럼 빛이고, 여기서 상기 숫자 N은 2와 동일하거나 크고, 상기 방법은 다른 특징들을 식별하기 위한 다른 색상 또는 색상 코드를 사용하는 것을 포함하고, 여기서 상기 다른 색상 또는 색상 코드는 다중스펙트럼 빛의 N 파장에 대응하는 것인, 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장은 순서대로 제공되는 것인, 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장은 동시에 제공되는 것인, 방법.
20. 제17항에 있어서, 2D 이미지는 상기 N 파장 각각에 대해 획득되고, 상기 다중스펙트럼 빛 내의 N 파장 각각에 대해 획득되는 2D 이미지는 2D 디지털 표현이 일 또는 그 이상의 공통의 2D 이미지를 포함하고, 각각의 공통의 2D 이미지는 N 파장의 각각에서 획득되는 2D 이미지를 포함하도록, 공통의 2D 이미지로 함께 스티칭되는 것인, 방법.
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