KR102152234B1 - 3차원 스캐너 - Google Patents

3차원 스캐너 Download PDF

Info

Publication number
KR102152234B1
KR102152234B1 KR1020190016530A KR20190016530A KR102152234B1 KR 102152234 B1 KR102152234 B1 KR 102152234B1 KR 1020190016530 A KR1020190016530 A KR 1020190016530A KR 20190016530 A KR20190016530 A KR 20190016530A KR 102152234 B1 KR102152234 B1 KR 102152234B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vertical
rotation
frame
unit
lifting frame
Prior art date
Application number
KR1020190016530A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200098877A (ko
Inventor
김균열
Original Assignee
주식회사신도리코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사신도리코 filed Critical 주식회사신도리코
Priority to KR1020190016530A priority Critical patent/KR102152234B1/ko
Publication of KR20200098877A publication Critical patent/KR20200098877A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102152234B1 publication Critical patent/KR102152234B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0088—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for oral or dental tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0073—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by tomography, i.e. reconstruction of 3D images from 2D projections

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 저면 프레임; 상기 저면 프레임 상에서 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된 한 쌍의 수직 프레임; 상기 저면 프레임 상에서 상기 수직 프레임의 전방에 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된 한 쌍의 수직 볼트; 상기 수직 볼트와 결합되어 수직방향으로 승강 가능한 승강 프레임; 상기 승강 프레임의 중심에 설치되고, 수직 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전 스테이지; 상기 회전 스테이지 상의 피사체를 촬영하여 3차원 데이터를 수집하기 위한 프로젝터와 카메라를 구비하고, 상기 승강 프레임과 연동된 한 쌍의 작동 아암에 의해 상기 피사체 주변을 선회하는 헤드 유닛; 및 상기 수직 회전축을 중심으로 상기 회전 스테이지를 회전시키고, 상기 승강 프레임을 승강시켜 상기 헤드 유닛을 선회시키는 구동부를 포함하여, 피사체의 기울어짐이나 흔들림없이 다양한 형상의 피사체를 촬영할 수 있고, 제품의 전체 크기를 최소화할 수 있는 3차원 스캐너에 관한 것이다.

Description

3차원 스캐너{3D scanner}
본 발명은 예를 들면 치아 모형과 같은 피사체의 형상을 측정하여 3차원 데이터를 수집하는 3차원 스캐너에 관한 것이다.
종래의 치과 기공물 제작 방식은, 치과에서 인상재를 이용하여 환자의 구강의 본을 뜨고, 본을 뜬 인상체를 치과 기공소로 보내면 기공소에서는 음형으로 된 인상체에 석고를 부어 그 형상을 양형으로 만든 후, 양형으로 만들어진 형상 위에 작업자가 직접 왁스 코핑을 제작하는 것이다.
이러한 왁스 코핑을 제작하기 위해서는 먼저 프렙(치아 삭제)된 치아 위에 왁스를 도포하고, 이 왁스 코핑을 매몰제에 넣고 고온의 온도로 가열시키면, 왁스는 연소되어 없어져 버리고 빈 공간이 생기게 되는데 이 공간에 주조기를 이용해서 메탈을 주입시켜 코핑을 완성하게 된다. 이후 완성된 코핑 위에 여러 가지 과정을 거치고 파우더를 축성하고 도재로에 구워주면 최종 포세린(사기 치아) 보철물이 완성된다.
그러나, 이러한 종래의 치과 기공물 제작 방식은 실제 치아와 기공물 사이에 오차가 큰 편이고, 시간 및 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
최근에는 이러한 아날로그 방식을 개선한 CAD/CAM 치과 기공물 제작 방식이 사용되고 있으며, 이러한 디지털 제작 방식은 치아 모형을 스캔하기 위해 3차원 스캐너를 사용한다.
도 1을 참조하면, 종래의 치과용 3차원 스캐너는 치아 모형을 촬영하기 위한 프로젝터(103)와 카메라(104), 스캔 대상물인 치아 모형(105)을 고정하는 지그, 치아 모형를 회전시키는 촬영 스테이지(106) 및 스테이지 회전유동부(107)를 포함하여 구성된다.
그런데, 이러한 종래의 치과용 3차원 스캐너는 피사체, 즉 치과 모형을 스테이지에 고정해야 하므로 치아 모형이나 교합기마다 별도의 지그를 필요로 한다. 또한, 스테이지의 회전시 피사체의 흔들림으로 인해 스캔 품질이 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해 등록특허 제10-1358631호(도 2 참조)는 촬영 스테이지(106)에 수평인 회전 중심축(102)을 따라 회전 운동하는 카메라(104)와 프로젝터(103)를 수평축 회전유동부(107)에 구비한 치과용 데스크탑 3차원 스캐너를 개시한다. 이에 따라, 위 선행문헌에 개시된 3차원 스캐너는 피사체를 스테이지에 고정할 필요가 없으므로 다양한 치아 모형이나 교합기에 대응 가능하고, 피사체의 흔들림을 최소화할 수 있다.
그러나, 위 선행문헌에 개시된 3차원 스캐너는 수평축 회전유동부(107)가 수평 회전 중심축(102)을 중심으로 선회하도록 구성되므로, 제품의 크기가 상당히 크다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 피사체의 기울어짐이나 흔들림이 없이 다양한 형상의 피사체에 대응 가능하고, 제품 크기를 최소화할 수 있는 3차원 스캐너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 저면 프레임; 상기 저면 프레임 상에서 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된 한 쌍의 수직 프레임; 상기 저면 프레임 상에서 상기 수직 프레임의 전방에 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된 한 쌍의 수직 볼트; 상기 수직 볼트와 결합되어 수직방향으로 승강 가능한 승강 프레임; 상기 승강 프레임의 중심에 설치되고, 수직 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전 스테이지; 상기 회전 스테이지 상의 피사체를 촬영하여 3차원 데이터를 수집하기 위한 프로젝터와 카메라를 구비하고, 상기 승강 프레임과 연동된 한 쌍의 작동 아암에 의해 상기 피사체 주변을 선회하는 헤드 유닛; 및 상기 수직 회전축을 중심으로 상기 회전 스테이지를 회전시키고, 상기 승강 프레임을 승강시켜 상기 헤드 유닛을 선회시키는 구동부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 작동 아암은 각각 일단이 상기 승강 프레임과 힌지 결합되고 각각의 타단 사이에는 상기 헤드 유닛이 결합되고, 상기 작동 아암은 길이방향을 따라 형성된 장공을 구비하며, 상기 장공에는 상기 수직 프레임의 측면에 형성된 돌기가 삽입되며, 상기 승강 프레임의 승강시, 상기 승강 프레임과 상기 작동 아암의 힌지 결합부의 회전 및 상기 장공과 상기 돌기의 슬라이딩 운동에 의해 상기 헤드 유닛이 상기 회전 스테이지 주변을 선회하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 작동 아암은 비스듬하게 연장되고 상기 장공이 형성된 제1 연장부 및 상기 제1 연장부로부터 수직방향으로 연장된 제2 연장부를 포함하고, 상기 제2 연장부에 상기 헤드 유닛이 설치되며, 상기 헤드 유닛은 카메라 및 프로젝터가 상기 회전 스테이지를 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 승강 프레임은 양측 단부에 각각 구비된 수직 측벽을 구비하고, 상기 작동 아암의 일단은 상기 수직 측벽에 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 승강 프레임은 양측 단부에 각각 상기 수직 볼트와 나사 결합되는 회전 너트를 구비하고, 상기 구동부의 구동에 의해 상기 회전 너트가 상기 수직 볼트의 외주에서 회전함으로써 상기 승강 프레임이 승강되는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 구동부는, 상기 회전 스테이지가 상기 수직 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 스테이지와 기어 결합된 제1 기어부; 상기 제1 기어부와 연결되어 상기 제1 기어부를 구동하는 구동 모터; 상기 제1 기어부와 상기 회전 너트 사이에 연결되어 상기 구동 모터의 구동력을 상기 회전 너트에 전달하는 제2 기어부; 및 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부 각각에 구비되어 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부에 동시에 상기 구동 모터의 구동력을 전달하거나 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부 중 어느 하나에만 상기 구동 모터의 구동력을 전달하는 전자 클러치 또는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
대안적으로, 상기 구동부는, 상기 회전 스테이지가 상기 수직 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 스테이지와 기어 결합된 제1 기어부; 상기 제1 기어부와 연결되어 상기 제1 기어부를 구동하는 제1 구동 모터; 및 상기 회전 너트 또는 상기 수직 볼트를 회전 구동하는 제2 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 회전 스테이지가 수평을 유지하면서 수직 회전축만을 중심으로 회전하고 헤드 유닛이 회전 스테이지의 주변을 선회하면서 피사체를 촬영함으로써, 피사체의 기울어짐이나 흔들림없이 다양한 형상의 피사체를 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 헤드 유닛이 설치된 작동 아암이 단순히 수평축을 중심으로 선회하지 않고 돌기와 장공의 상대적인 슬라이딩 이동에 의해 작동 아암이 승강 및 하강하면서 선회하기 때문에, 수평축만을 중심으로 선회하는 경우에 비해 헤드 유닛의 회전 반경이 줄어들어 제품의 크기를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 치과용 3차원 스캐너의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 종래의 치과용 3차원 스캐너의 또 하나의 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 3차원 스캐너를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 스캐너의 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 정면도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 스캐너의 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 정면도,
도 6a 내지 6c는 촬영 각도에 따라 본 발명에 따른 3차원 스캐너의 작동 예를 개략적으로 도시한 사시도,
도 7a 내지 7c는 촬영 각도에 따라 본 발명에 따른 3차원 스캐너의 작동 예를 개략적으로 도시한 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 스캐너의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 스캐너는 피사체, 예를 들면 치아 모형 등을 촬영하여 3차원 데이터를 수집하는 장치로서, 저면 프레임(110), 한 쌍의 수직 프레임(120), 한 쌍의 수직 볼트(130), 승강 프레임(140), 회전 스테이지(150), 헤드 유닛(160) 및 구동부를 포함하여 구성된다.
저면 프레임(110)은 한 쌍의 수직 프레임(120) 및 한 쌍의 수직 볼트(130)가 설치되는 판형 부재로 이루어진다.
수직 프레임(120)은 저면 프레임(110) 상에서 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된다. 구체적으로, 수직 프레임(120)은 저면 프레임(110)의 전방 측의 양측 단부에 각각 구비된다.
한 쌍의 수직 볼트(130)는 저면 프레임(110) 상에서 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된다. 이 수직 볼트(130)는 승강 프레임(140)의 승강 이동을 안내하는 역할을 하며, 수직 프레임(110)과 인접하게 수직 프레임(110)의 전방 측에 구비된다.
승강 프레임(140)은 양측 단부가 각각 수직 볼트(130)와 결합되어 수직방향으로 승강 가능하게 구성된다.
회전 스테이지(150)는 치아 모형 등의 피사체가 안착되는 부품으로서, 승강 프레임(140)의 중심에 설치되고, 수직 회전축(A; 도 4 및 5 참조)을 중심으로 회전 가능하게 승강 프레임(140) 상에 설치된다.
헤드 유닛(160)은 회전 스테이지(150) 상에 안착된 피사체를 촬영하여 3차원 데이터를 수집하기 위한 프로젝터(161)와 한 쌍의 카메라(162)를 구비한다. 이 헤드 유닛(160)은 함체 형상으로 형성되고, 헤드 유닛(160)의 내부에는 프로젝터(161)와 한 쌍의 카메라(162)가 탑재될 수 있다. 그리고, 헤드 유닛(160)의 전면에는 프로젝터(161)용의 빔 투과공과 카메라(162)용의 한 쌍의 광 투과공이 형성될 수 있다. 또한, 헤드 유닛(160)은 승강 프레임(140)과 연동된 한 쌍의 작동 아암(170)에 의해 회전 스테이지(150), 즉 피사체 주변을 선회하도록 구성된다.
구동부는 수직 회전축(A)을 중심으로 회전 스테이지(150)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 또한, 구동부는 승강 프레임(140)을 승강시켜 헤드 유닛(160)을 선회시키기 위한 구동력을 발생시킨다.
여기서, 한 쌍의 작동 아암(170)은 각각의 일단이 승강 프레임(140)과 힌지 결합되고, 한 쌍의 작동 아암(170)의 타단들 사이에는 헤드 유닛(160)이 설치된다. 구체적으로, 각각의 작동 아암(170)은 일단이 승강 프레임(140)과 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성된다. 또한, 각각의 작동 아암(170)은 길이방향을 따라 형성된 장공(171a)을 구비한다. 이 장공(171a)에는 수직 프레임(120)의 측면에 형성된 돌기(121)가 삽입되어, 승강 프레임(140)의 승강시에 돌기(121)와 장공(171a)이 서로 슬라이딩 이동함으로써, 작동 아암(170)이 회동된다. 이에 따라, 작동 아암(170)의 타단에 구비된 헤드 유닛(160)이 회전 스테이지(150)의 주변에서 선회하게 된다. 즉, 승강 프레임(140)의 승강시에, 승강 프레임(140)과 작동 아암(170)의 힌지 결합부(B)의 회전 그리고 장공(171a)과 돌기(121)의 슬라이딩 운동에 의해 헤드 유닛(160)은 회전 스테이지(150) 주변을 선회할 수 있다.
바람직하게는, 작동 아암(170)은 제1 연장부(171) 및 제2 연장부(172)로 이루어진다. 제1 연장부(171)는 수평방향으로부터 비스듬하게 연장되고, 이 제1 연장부(171)에는 장공(171a)이 구비된다. 제2 연장부(172)는 제1 연장부(171)로부터 수직방향으로 연장되고, 이 제2 연장부(172)의 타단에는 헤드 유닛(160)이 설치된다. 여기서, 헤드 유닛(160)은 프로젝터(161) 및 카메라(162)가 회전 스테이지(150)를 향하도록 배치된다.
한편, 승강 프레임(140)은 양측 단부에 각각 수직 측벽(141)을 구비한다. 그리고, 작동 아암(170)의 제1 연장부(171)의 일단은 수직 측벽(141)에 힌지 결합된다.
또한, 승강 프레임(140)은 양측 단부에 각각 수직 볼트(130)와 나사 결합되는 회전 너트(180)를 구비할 수 있다. 이 회전 너트(180)는 구동부의 구동에 의해 수직 볼트(130)의 외주에서 회전함으로써, 승강 프레임(140)을 수직방향으로 승강시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 스캐너는 회전 스테이지(150)가 수평을 유지하면서 수직 회전축(A)을 중심으로 회전하고 헤드 유닛(160)이 회전 스테이지(150)의 주변을 선회하면서 피사체를 촬영함으로써, 피사체의 기울어짐이나 흔들림없이 다양한 형상의 피사체를 촬영할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른 3차원 스캐너는 헤드 유닛(160)이 설치된 작동 아암(170)이 단순히 수평축을 중심으로 선회하지 않고 돌기(121)와 장공(171a)의 상대적인 슬라이딩 이동에 의해 작동 아암(170)이 승강 및 하강하면서 선회하기 때문에, 수평축만을 중심으로 선회하는 경우에 비해 헤드 유닛(160)의 회전 반경이 줄어들어 제품의 전체 크기를 최소화할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 스캐너의 구동부는 제1 기어부(210), 구동 모터(220), 제2 기어부(230) 및 클러치 수단(240)을 포함하여 구성된다.
제1 기어부(210)는 회전 스테이지(150)가 수직 회전축(A)을 중심으로 회전할 수 있도록 회전 스테이지(150)와 기어 결합된다. 여기서, 제1 기어부(210)는 수직 회전축(A)으로부터 이격되어 회전 스테이지(150)의 내주면과 기어 결합될 수 있다. 그러나, 제1 기어부(210)는 수직 회전축(A)과 동축 상에 배치되어 회전 스테이지(150)를 회전시킬 수 있다.
구동 모터(220)는 벨트 또는 체인 등의 동력 전달 수단(250)을 통해 제1 기어부(210)와 연결되어, 제1 기어부(210)에 구동력을 제공한다.
제2 기어부(230)는 벨트 또는 체인 등의 동력 전달 수단(260)을 통해 제1 기어부(210)와 연결되고, 회전 너트(180)와 기어 결합된다. 따라서, 구동 모터(220)의 구동력은 제1 기어부(210) 및 제2 기어부(230)를 거쳐 회전 너트(180)에 전달되고, 회전 너트(180)의 회전에 의해 승강 프레임(140)이 수직 볼트(130)를 따라 승강 가능하다. 한편, 한 쌍의 수직 볼트(130)에 각각 구비된 회전 너트들(180)은 벨트 또는 체인 등의 동력 전달 수단(270)에 의해 서로 연결된다.
클러치 수단(240)은 예를 들면 전자 클러치 또는 솔레노이드 등으로 이루어질 수 있다. 이 클러치 수단(240)은 제1 기어부(210)와 제2 기어부(230) 각각에 구비되어, 제1 기어부(210)와 제2 기어부(230)에 동시에 구동 모터(220)의 구동력이 전달되도록 하거나 제1 기어부(210)와 제2 기어부(230) 중 어느 하나에만 구동 모터(220)의 구동력이 전달되도록 할 수 있다.
이에 따라, 회전 스테이지(150)와 승강 프레임(140)은 하나의 구동 모터(220)를 통해 동시에 구동되거나 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
대안적으로, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 스캐너의 구동부는 제1 기어부(310), 제1 구동 모터(320) 및 제2 구동 모터(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 기어부(310)는 앞선 제1 실시예와 마찬가지로, 회전 스테이지(150)가 수직 회전축(A)을 중심으로 회전할 수 있도록 회전 스테이지(150)와 기어 결합된다.
제1 구동 모터(320)는 벨트 또는 체인 등의 동력 전달 수단(340)을 통해 제1 기어부(310)와 연결되어 제1 기어부(310)에 구동력을 제공한다.
제2 구동 모터(330)는 회전 너트(180) 또는 수직 볼트(130)와 연결되어 회전 너트(180) 또는 수직 볼트(130)를 회전 구동한다. 한편, 한 쌍의 회전 너트(180) 또는 한 쌍의 수직 볼트(130)는 벨트 또는 체인 등의 동력 전달 수단(350)을 통해 서로 연결된다.
따라서, 회전 스테이지(150)와 승강 프레임(140)은 개별 구동 모터에 의해 별도로 구동될 수 있다.
이하, 도 6a 내지 6c, 7a 내지 7c를 참조하여 본 발명에 따른 3차원 스캐너의 작동을 설명한다.
도 6a 및 7a를 참조하면, 승강 프레임(140)은 수직 프레임(120)의 최상부에 위치하고, 헤드 유닛(160)은 회전 스테이지(150)와 동일한 높이에서 피사체를 촬영하도록 배치되어 있다. 이 위치에서, 헤드 유닛(160)은 수평방향으로부터 0°의 촬영각을 갖는다. 즉, 이 위치에서 회전 스테이지(150)가 수직 회전축(A)을 중심으로 회전함에 따라 헤드 유닛(160)은 피사체의 측면 둘레를 촬영할 수 있다.
도 6b 및 7b에 도시된 바와 같이, 헤드 유닛(160)이 0°의 촬영각을 갖는 위치로부터 45°의 촬영각을 갖는 위치로 전환하기 위해, 승강 프레임(140)이 하강하면, 작동 아암(170)의 일단과 수직 측벽(141)의 힌지 결합부(B)의 회동에 의해 작동 아암(170)이 회동하고, 이와 동시에 수직 프레임(120)에 구비된 돌기(121) 및 작동 아암(170)에 구비된 장공(171a)의 상대적인 슬라이딩 운동에 의해 작동 아암(170)은 일정높이 하강하게 된다.
여기서, 작동 아암(170)은 힌지 결합부(B)의 회동 및 돌기(121)와 장공(171a)의 슬라이딩 운동에 의해 일정높이 하강하면서 선회 운동을 하게 된다. 따라서, 작동 아암(170)이 수평축만을 중심으로 선회하는 경우에 비해 헤드 유닛(160)의 회전 반경이 줄어들어 제품의 전체 크기를 최소화할 수 있다.
한편, 이 위치에서, 회전 스테이지(150)가 수직 회전축(A)을 중심으로 회전함에 따라 헤드 유닛(160)은 피사체의 상부측 둘레를 촬영할 수 있다.
도 6c 및 7c에 도시된 바와 같이, 헤드 유닛(160)이 45°의 촬영각을 갖는 위치로부터 90°의 촬영각을 갖는 위치로 전환하기 위해, 승강 프레임(140)이 더 하강하면, 작동 아암(170)의 일단과 수직 측벽(141)의 힌지 결합부(B)의 회동에 의해 작동 아암(170)이 회동하고, 이와 동시에 수직 프레임(120)에 구비된 돌기(121) 및 작동 아암(170)에 구비된 장공(171a)의 상대적인 슬라이딩 운동에 의해 작동 아암(170)은 일정높이 더 하강하게 된다.
여기서, 작동 아암(170)은 힌지 결합부(B)의 회동 및 돌기(121)와 장공(171a)의 슬라이딩 운동에 의해 일정높이 하강하면서 선회 운동을 하게 되고, 승강 프레임(140)은 저면 프레임(110)과 인접하게 위치하고, 헤드 유닛(160)은 회전 스테이지(150)의 수직 상부에 위치하게 된다. 이 위치에서, 헤드 유닛(160)은 피사체의 상면을 촬영할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 3차원 스캐너는 회전 스테이지(150)가 수평을 유지하면서 수직 회전축(A)만을 중심으로 회전하고 헤드 유닛(160)이 회전 스테이지(150)의 주변을 선회하면서 피사체를 촬영함으로써, 피사체의 기울어짐이나 흔들림없이 다양한 형상의 피사체를 촬영할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른 3차원 스캐너는 헤드 유닛(160)이 설치된 작동 아암(170)이 단순히 수평축만을 중심으로 선회하지 않고 돌기(121)와 장공(171a)의 상대적인 슬라이딩 이동에 의해 작동 아암(170)이 승강 및 하강하면서 선회하기 때문에, 수평축만을 중심으로 선회하는 경우에 비해 헤드 유닛(160)의 회전 반경이 줄어들어 제품의 전체 크기를 최소화할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
A: 수직 회전축 B: 힌지 결합부
110: 저면 프레임 120: 수직 프레임
121: 돌기 130: 수직 볼트
140: 승강 프레임 141: 수직 측벽
150: 회전 스테이지 160: 헤드 유닛
161: 프로젝터 162: 카메라
170: 작동 아암 171: 제1 연장부
171a: 장공 172: 제2 연장부
180: 회전 너트 210: 제1 기어부
220: 구동 모터 230: 제2 기어부
240: 클러치 수단 250, 260, 270: 동력 전달 수단
310: 제1 기어부 320: 제1 구동 모터
330: 제2 구동 모터 340, 350: 동력 전달 수단

Claims (7)

  1. 저면 프레임;
    상기 저면 프레임 상에서 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된 한 쌍의 수직 프레임;
    상기 저면 프레임 상에서 상기 수직 프레임의 전방에 서로 일정간격 이격되어 수직방향으로 연장된 한 쌍의 수직 볼트;
    상기 수직 볼트와 결합되어 수직방향으로 승강 가능한 승강 프레임;
    상기 승강 프레임의 중심에 설치되고, 수직 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전 스테이지;
    상기 회전 스테이지 상의 피사체를 촬영하여 3차원 데이터를 수집하기 위한 프로젝터와 카메라를 구비하고, 상기 승강 프레임과 연동된 한 쌍의 작동 아암에 의해 상기 피사체 주변을 선회하는 헤드 유닛; 및
    상기 수직 회전축을 중심으로 상기 회전 스테이지를 회전시키고, 상기 승강 프레임을 승강시켜 상기 헤드 유닛을 선회시키는 구동부를 포함하고,
    상기 작동 아암은 각각 일단이 상기 승강 프레임과 힌지 결합되고 각각의 타단 사이에는 상기 헤드 유닛이 결합되고,
    상기 작동 아암은 길이방향을 따라 형성된 장공을 구비하며, 상기 장공에는 상기 수직 프레임의 측면에 형성된 돌기가 삽입되며,
    상기 승강 프레임의 승강시, 상기 승강 프레임과 상기 작동 아암의 힌지 결합부의 회전 및 상기 장공과 상기 돌기의 슬라이딩 운동에 의해 상기 헤드 유닛이 상기 회전 스테이지 주변을 선회하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작동 아암은 비스듬하게 연장되고 상기 장공이 형성된 제1 연장부 및 상기 제1 연장부로부터 수직방향으로 연장된 제2 연장부를 포함하고, 상기 제2 연장부에 상기 헤드 유닛이 설치되며, 상기 헤드 유닛은 카메라 및 프로젝터가 상기 회전 스테이지를 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승강 프레임은 양측 단부에 각각 구비된 수직 측벽을 구비하고, 상기 작동 아암의 일단은 상기 수직 측벽에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 승강 프레임은 양측 단부에 각각 상기 수직 볼트와 나사 결합되는 회전 너트를 구비하고, 상기 구동부의 구동에 의해 상기 회전 너트가 상기 수직 볼트의 외주에서 회전함으로써 상기 승강 프레임이 승강되는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 회전 스테이지가 상기 수직 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 스테이지와 기어 결합된 제1 기어부;
    상기 제1 기어부와 연결되어 상기 제1 기어부를 구동하는 구동 모터;
    상기 제1 기어부와 상기 회전 너트 사이에 연결되어 상기 구동 모터의 구동력을 상기 회전 너트에 전달하는 제2 기어부; 및
    상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부 각각에 구비되어 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부에 동시에 상기 구동 모터의 구동력을 전달하거나 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부 중 어느 하나에만 상기 구동 모터의 구동력을 전달하는 전자 클러치 또는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 회전 스테이지가 상기 수직 회전축을 중심으로 회전하도록 상기 회전 스테이지와 기어 결합된 제1 기어부;
    상기 제1 기어부와 연결되어 상기 제1 기어부를 구동하는 제1 구동 모터; 및
    상기 회전 너트 또는 상기 수직 볼트를 회전 구동하는 제2 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
  7. 삭제
KR1020190016530A 2019-02-13 2019-02-13 3차원 스캐너 KR102152234B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190016530A KR102152234B1 (ko) 2019-02-13 2019-02-13 3차원 스캐너

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190016530A KR102152234B1 (ko) 2019-02-13 2019-02-13 3차원 스캐너

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200098877A KR20200098877A (ko) 2020-08-21
KR102152234B1 true KR102152234B1 (ko) 2020-09-04

Family

ID=72235510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190016530A KR102152234B1 (ko) 2019-02-13 2019-02-13 3차원 스캐너

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102152234B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102496182B1 (ko) * 2020-09-01 2023-02-06 주식회사 메디트 3차원 스캐너
KR102517887B1 (ko) * 2022-11-22 2023-04-04 (주)동광사우 딥러닝에 의한 비전인식 시스템용 다각도 촬영장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018172901A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 V-Ger S.R.L. Apparatus for scanning a respective three-dimensional object

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101358631B1 (ko) * 2012-06-01 2014-02-04 주식회사 디오에프연구소 카메라와 프로젝터가 스테이지 수평 회전축 회전유동부와 결합된 2축 모션부를 갖춘 치과용 데스크탑 3차원 스캐너
KR101477185B1 (ko) * 2013-03-21 2014-12-29 부산대학교 산학협력단 3차원 스캐너 플랫폼 및 이를 구비한 3차원 스캔장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018172901A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 V-Ger S.R.L. Apparatus for scanning a respective three-dimensional object

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200098877A (ko) 2020-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102152234B1 (ko) 3차원 스캐너
JP6714655B2 (ja) 口腔外歯科用スキャナ
Vecsei et al. Comparison of the accuracy of direct and indirect three-dimensional digitizing processes for CAD/CAM systems–an in vitro study
Ting‐shu et al. Intraoral digital impression technique: a review
CN104519825B (zh) 口腔内牙体自动制备设备，用于进行局部牙体修复或者周围神经修复
JP5269853B2 (ja) 対象歯をスキャンするスキャニング装置および対象歯をスキャンする方法
US10159547B2 (en) Measuring apparatus and method for three-dimensional measurement of an oral cavity
US8989567B1 (en) Dental scanner device and system and methods of use
JP4142613B2 (ja) 歯科修復材を製造する方法ならびに製造装置
JP2019525167A (ja) ３次元スキャナとこれを利用した人工物加工装置
JP2015136615A (ja) 口腔内の固定型３次元口腔スキャナー
US20140308623A1 (en) Computer fabrication of dental prosthetics
US20110171604A1 (en) Method for manufacturing and supply of dental prosthesis
JP4256654B2 (ja) 歯科対象物の光学的計測装置
EP2538871A1 (en) Dental models using stereolithography
KR101794681B1 (ko) 치과용 3차원 스캐너 및 그 구동방법
US8342843B2 (en) Dental articulator reference object
KR101291713B1 (ko) 치아 보철용 3차원 측정장치
JP4338296B2 (ja) 歯科技工用鋳造装置
US5846076A (en) System for casting a dental model
JP7451425B2 (ja) 歯科情報捕捉用の電子印象用トレー
KR102431945B1 (ko) 구강 스캐너용 캘리브레이션 장치
KR102049847B1 (ko) 3차원 스캐너
CN215535204U (zh) 一种用于3d制造金属烤瓷义齿的扫描装置
TWI536971B (zh) Tooth type scanning device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant