KR102403595B1 - 3차원 구강 스캐너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 구강 스캐너에 관한 것으로서, 특히, 구강 내에 인입 및 인출이 가능하고, 일단부를 통해 상기 구강 내부의 모습(이하, '화상'이라 약칭함)이 광의 형태로 내부로 입사되도록 개구된 개구부가 형성된 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 케이스의 개구부를 통하여 입사된 광을 통과시키도록 배치된 적어도 하나의 카메라, 상기 적어도 하나의 카메라의 일측에 배치되어 상기 개구부를 통해 상기 구강 내부로 광을 조사하는 광 프로젝터 및 상기 적어도 하나의 카메라와 상기 개구부 사이에 위치되되, 상기 적어도 하나의 카메라 전단으로부터 설정거리(d)만큼 이격된 위치에 위치된 단일 편광 필터를 포함함으로써, 제품의 슬림 제조가 가능함은 물론 측정 대상물의 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

3차원 구강 스캐너{3-DIMENSIONAL INTRAORAL SCANNER}

본 발명은 3차원 구강 스캐너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적어도 하나의 카메라를 통해 측정 대상물을 용이하게 측정할 수 있는 3차원 구강 스캐너에 관한 것이다.

일반적으로, 구강 스캐너는 치과 환자의 구강 내에 삽입되어 비접촉식으로 치아를 스캐닝함으로써 치열에 대한 3차원 스캐닝 모델을 생성하기 위한 광학장치이다.

단일 카메라를 이용하여 다중 시점(view)에서 측정한 영상을 이용하여 3차원 정보를 획득하는 종래 기술로는, 서로 다른 시점의 영상의 좌표계를 이용하여 물체와 카메라간의 거리 정보를 구하는 방법으로 연속으로 촬영된 영상 정보를 정합하여 각 영상에서 서로 일치하는 물체를 찾은 후 사형식(projection)을 이용하여 물체의 거리 정보를 추출한다. 따라서, 3차원 정보를 처리하는데 어려움이 존재하고 계산량이 많아지는 문제가 있으며, 최근에는 두 개 이상의 카메라에서 얻어진 이미지를 이용하는 스테레오 비전(stereo vision) 방식이 구강 스캐너에 적용되고 있다.

하지만, 스테레오 비전 방식을 이용한 3차원 데이터 측정의 경우, 최소한 두 대 이상의 카메라가 필요하고, 두 대의 카메라는 동일한 방향으로 측정대상을 바라보아야 하므로 두 대의 카메라를 수용하기 위한 구강 스캐너 내부 공간의 활용에 제약이 생기는 문제가 있고, 제품 전체의 크기가 증대하게 되어 기구 설계 제작이 어려운 문제가 있다.

도 1은 구강 스캐너를 이용한 3차원 정보 획득 모식도 및 편광판 적용 모식도이다.

일반적으로 구강 스캐너를 이용하여 구강 내의 치아에 관한 3차원 스캐닝 모델을 형성하기 위해서는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 측정 대상물(O)인 치아에 구조광을 투영하고 그로부터 반사된 빛을 획득하여 이로부터 3차원 데이터를 획득하는 방식을 취한다.

즉, 광 발생부(170)로부터 발생된 광(光)은 프로젝션 렌즈(171)를 투과하여 측정 대상물(O)인 치아를 포함한 구강 내부에서 반사된 후 카메라 렌즈(121)를 통하여 내부로 입사되어 이미징 센서(130)를 통하여 3차원 데이터가 획득된다.

이러한 방식으로 치아에 관한 정밀한 표면 데이터를 획득하기 위해서는 투영된 구조광이 측정 대상물(O)의 표면인 치아에 정확히 투사되고 이를 획득하는 것이 중요하다. 그러나, 석고 모델과 같이 투사된 빛이 표면에서 반사되는 표면 반사(Surface reflection) 재질이 아닌 치아와 같은 내부 반사(Inner reflection) 재질인 경우 물체의 투영된 빛이 측정 대상물의 표면 뿐만 아니라 재질 내부로 투과되어 반사되는 영향으로 정확한 3차원 데이터를 획득할 수 없는 기술적인 문제가 있었다.

이를 해결하기 위하여, 광학적 파동 특성을 활용하여 측정 대상물의 내부 반사 재질의 표면에서만 반사된 빛을 획득하는 방법들(예를 들면 편광판을 이용하는 방법)이 연구 및 개발되고 있는 실정이나, 편광판을 이용하는 경우에도 3차원 데이터의 손실이 없도록 정밀한 축(axis) 조절 및 편광판 자체의 표면 반사 문제로 인한 적용에 어려움이 있는 실정이다.

아울러, 편광판을 적용하는 경우에도 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 광 발생부(170)로부터 광이 측정 대상물(O)에 투사되기 전의 투사 경로에 제1편광판(180a)을 구비하고, 측정 대상물(O)로부터 반사되어 카메라 렌즈(121)로 입사되기 전의 입사 경로에 제2편광판(180b)을 구비하여야 하는데, 이는 단일 카메라의 경우 적어도 2개의 편광판(180a,180b)을 구비하여야 함을 의미하고, 나아가 스테레오 비전 방식이 적용된 경우에는 적어도 3개의 편광판을 구비하여야 함을 의미하는 바, 전체적인 제품의 슬림 설계가 매우 난망한 문제점으로 이어진다.

대한민국 등록특허 제10-1838917호 (2018.03.09. 공고)

본 발명의 목적은, 측정 대상물의 측정과 동시에 3차원 이미지 데이터의 확보가 가능함은 물론, 사용자의 파지가 용이하도록 본체 케이스의 슬림 제조가 가능한 3차원 구강 스캐너를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 측정 대상물을 측정함에 있어서 치아와 같은 내부 반사 물질에 의한 내부 반사 광을 제거하여 보다 선명하고 정밀한 측정이 가능하도록 하는 3차원 구강 스캐너를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은, 환자의 구강 내부로 인입 가능하게 구비된 팁 케이스의 슬림 제조가 가능하면서 고스트 이미지 또는 노이즈가 발생하지 않는 최적의 설계안을 제공할 수 있는 3차원 구강 스캐너를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능하고, 일단부를 통해 상기 구강 내부의 모습(이하, '화상'이라 약칭함)이 광의 형태로 내부로 입사되도록 개구된 개구부가 형성된 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 케이스의 개구부를 통하여 입사된 광을 통과시키도록 배치된 적어도 하나의 카메라, 상기 적어도 하나의 카메라 사이에 배치되어 상기 개구부를 통해 상기 구강 내부로 광을 조사하는 광 프로젝터 및 상기 적어도 하나의 카메라와 상기 개구부 사이에 위치되되, 상기 적어도 하나의 카메라 전단으로부터 설정거리(d)만큼 이격된 위치에 위치된 단일 편광 필터를 포함한다.

여기서, 상기 설정거리(d)는, 상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 투사 화각과, 상기 구강 내부로부터 반사되어 상기 적어도 하나의 카메라로 입사되는 이미지 화각이 상호 겹치지 않는 거리로 설정될 수 있다.

또한, 상기 설정거리(d)는, 상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 광이 상기 단일 편광 필터에 의하여 반사된 반사 광 형태로 상기 적어도 하나의 카메라로 입사되지 않도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 설정거리(d)는, 상기 단일 편광 필터가 상기 적어도 하나의 카메라를 향하여 접근할수록 상기 단일 편광 필터의 상하 폭 및 좌우 폭(이하, '전체 크기'라고 약칭함)이 증가한다고 전제할 때, 상기 단일 편광 필터의 전체 크기가 가장 작은 위치에 설정될 수 있다.

또한, 상기 설정거리(d)는, 다음의 수학식을 만족할 수 있다.

즉, 수학식 : 이고, 여기서, d는 상기 설정거리이고, 는 광 프로젝터로부터 화상까지의 거리이며, 는 일측 카메라 렌즈로부터 화상까지의 거리이고, 는 삼각측량 각도이며, D는 일측 카메라 렌즈의 구경이고, 는 투사 화각이다.

또한, 상기 케이스는, 상기 적어도 하나의 카메라 및 이를 구동시키기 위한 각종 전장 부품이 내장되는 본체 케이스 및 상기 본체 케이스의 일단부에 결합되고, 상기 개구부가 형성된 팁 케이스를 포함하고, 상기 단일 편광 필터는, 상기 설정거리(d)가 상기 팁 케이스에 위치되도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 팁 케이스의 내부에는 상기 단일 편광 필터의 상단 및 하단이 삽입되어 설치되는 상단 설치 리브 및 하단 설치 리브가 일체로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 다른 실시예는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능하고, 일단부를 통해 상기 구강 내부의 모습(이하, '화상'이라 약칭함)이 광의 형태로 내부로 입사되도록 개구된 개구부가 형성된 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 케이스의 개구부를 통하여 입사된 광을 통과시키도록 배치된 적어도 하나의 카메라, 상기 적어도 하나의 카메라의 일측에 배치되어 상기 개구부를 통해 상기 구강 내부로 광을 조사하는 광 프로젝터 및 상기 적어도 하나의 카메라와 상기 개구부 사이에 위치되되, 상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 투사 화각과, 상기 구강 내부로부터 반사되어 적어도 하나의 카메라로 입사되는 이미지 화각이 상호 겹쳐지지 않도록 수평 배치되는 단일 편광 필터를 포함한다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 또 다른 실시예는, 구강 내에 인입 및 인출이 가능하고, 본체 내부로 입사되는 입사광 및 본체 내부로부터 출사되는 출사광을 반사시키는 반사 부재가 구비된 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 케이스의 반사 부재를 통하여 입사된 입사광을 각각 상이한 경로로 통과시키도록 배치된 한 쌍의 스테레오 카메라, 상기 한 쌍의 스테레오 카메라 사이에 배치되어 상기 반사 부재를 통해 상기 구강 내부로 상기 출사광을 조사하는 광 프로젝터 및 상기 한 쌍의 스테레오 카메라와 상기 반사 부재 사이에 위치되되, 상기 광 프로젝터와 평행되게 배치되는 단일 편광 필터를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 다른 3차원 구강 스캐너에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.

첫째, 이미징 센서가 부착된 이미징 보드를 본체 케이스의 내측벽에 결합시키되, 입사 광을 굴절 또는 변경시키도록 구비함으로써 사용자의 파지가 용이한 본체 케이스의 슬림 제조가 가능한 효과를 가진다.

둘째, 단일 편광 필터를 통하여 측정 대상물로부터 발생되는 이미지 데이터의 손실없이 정확한 스캔이 이루어지도록 함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

셋째, 단일 편광 필터의 최적의 위치 설계안을 제시함으로써, 환자의 구강 내부로 유입되는 팁 케이스의 슬림 설계가 가능한 효과를 가진다.

도 1은 구강 스캐너를 이용한 3차원 정보 획득 모식도 및 편광판 적용 모식도이고,
도 2는 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2의 분해 사시도이고,
도 4는 도 2의 A-A선을 따라 취한 단면도이며,
도 5는 도 2의 구성 중 한 쌍의 스테레오 카메라를 이용한 광 경로를 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 2의 구성 중 단일 편광 필터의 위치 설계를 설명하기 위한 평면 모식도이며,
도 7은 도 6의 이미지 화각, 투사 화각 및 삼각측량 각도를 나타낸 평면 모식도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 A-A선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 2의 구성 중 한 쌍의 스테레오 카메라를 이용한 광 경로를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 2의 구성 중 단일 편광 필터의 위치 설계를 설명하기 위한 평면 모식도이다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 케이스(10)를 포함한다.

케이스(10)의 내부에는, 적어도 하나의 카메라(20)가 배치될 수 있다. 즉, 적어도 하나의 카메라(20)는, 도면에 도시되지 않았으나, 단일 카메라(20)로서, 케이스(10)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 카메라(20)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)로서, 케이스(10)의 내부에 배치될 수 있다.

이때, 적어도 하나의 카메라(20)가 한 쌍의 스테레오 카메라(20)로 배치되는 경우에는, 케이스(10)의 일단부로부터 입사된 광을 각각 상이한 경로로 통과시키도록 케이스(10)의 폭 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 적어도 하나의 카메라(90)가 케이스(10)의 내부에 배치된 것을 전제로 설명하나, 단일 카메라(20)의 적용을 완전히 배제하는 것은 아님에 주의하여야 한다.

여기서, '광(光)'이라 함은, 넓은 의미로서는, 사람의 눈으로 볼 수 있는 가시광선 영역의 빛을 의미하는 것이나, 특별한 광학 장치를 이용하여 관찰할 수 있는 적외선 또는 자외선 영역의 빛을 모두 포함하는 개념일 수 있고, 좁은 의미로서는, 측정하고자 하는 환자의 구강 내부의 모습(이하, '화상'이라 약칭함)을 말하는 것일 수 있다.

따라서, 케이스(10)에는 일단부를 통해 화상이 광의 형태로 내부로 유입되도록 개구된 개구부(16)가 구비될 수 있다. 개구부(16)는, 케이스(10) 외부의 광이 케이스(10)의 내부로 유입되는 입구일 수 있다. 개구부(16)를 통하여 입사된 광은 각각 상이한 광 경로를 형성하면서 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 각각으로 투과하게 된다. 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 투과한 광은 후술하는 이미징 보드(31a,32a)에 구비된 이미징 센서(31b,32b)를 통해 화상이 촬영된다.

여기서, 화상은 동시에 2개의 이미지 데이터로 확보될 수 있으므로, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 이격 거리 및 각 스테레오 카메라(20)를 통하여 촬영된 대상지점의 초점 거리를 알면 화상의 3차원 영상 데이터를 확보할 수 있게 된다.

한 쌍의 스테레오 카메라(20)는, 구체적으로 도시되지 않았지만, 구강 내의 화상에 대하여 초점 조절이 가능한 적어도 2 이상의 투과 렌즈를 포함할 수 있다.

이를 위해, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 투과한 광을 각각 이미징 처리하는 이미징 센서(31b,32b)를 가진 이미징 보드(31a,32a)를 더 포함할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 작동을 제어하기 위한 전장부품이 실장된 카메라 제어 보드 및 스캐닝된 이미지를 처리하기 위한 전장부품이 실장된 스캐닝 제어 보드를 더 포함할 수 있다.

케이스(10)는, 도 2 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 상술한 한 쌍의 스테레오 카메라(20), 이미징 보드(31a,32a), 카메라 제어 보드(미도시) 및 스캐닝 제어 보드(미도시)가 내장되도록 소정 공간을 제공하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 케이스(10)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 상기 구성들이 내장되는 소정 공간이 형성된 로워 케이스(12)와, 로워 케이스(12)의 상측에 구비되되, 로워 케이스(12)에 착탈 가능하게 결합되어 상기 구성들을 커버하는 어퍼 케이스(13)로 이루어진 본체 케이스(11)를 포함한다.

아울러, 케이스(10)는, 본체 케이스(11)의 일단부에 결합되고, 상술한 개구부(16)가 형성되어 개구부(16)를 통해 본체 케이스(11) 내부로 입사되는 광 및 개구부(16)를 통해 본체 케이스(11) 내부로부터 출사되는 광을 가이드하는 입출광 경로부(17)가 형성된 팁 케이스(14)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 개구부(16)를 통해 본체 케이스(11) 내부로 입사되는 광(이하, '입사 광'이라 한다)은, 환자의 구강 내부의 모습인 화상을 의미하고, 개구부(16)를 통해 본체 케이스(11) 내부에서 출사되는 광(이하, '출사광'이라 한다)은, 후술하는 광 프로젝터(70)로부터 조사되는 조사 광을 의미한다.

팁 케이스(14)의 내부에는, 상기 입사 광과 출사광이 용이하게 케이스(10)의 내외부로 조사되는 광 가이드 구조가 형성될 수 있다. 아울러, 개구부(16)는, 팁 케이스(14)의 길이 방향에 대하여 직교되는 일측 방향으로 개구되게 형성되고, 개구부(16)에는, 후술하는 반사 부재(60)가 배치될 수 있다.

한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 전단부는, 상술한 바와 같이, 팁 케이스(14) 측에서 수렴되게 배치되되, 팁 케이스(14) 측으로 소정거리 오버랩되게 배치될 수 있다. 아울러, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 후단부는, 본체 케이스(11)의 내부에 고정된 카메라 마운팅부(50)에 연결되도록 구비될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 케이스(10)의 내부에 배치되고, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 사이를 통하여 소정의 출사광을 방사하되, 케이스(10) 중 팁 케이스(14)의 전단부에 형성된 개구부(16)를 통하여 상기 출사광을 조사하는 광 프로젝터(70)를 더 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 도 3 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)와 개구부(16) 사이에 위치되되, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 전단으로부터 설정거리(d)만큼 이격된 위치에 위치된 단일 편광 필터(80)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 상술한 바와 같은 구성들을 케이스(10) 내부에 배치하되, 사용자 측면에서는 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)를 쉽게 파지하여 사용할 수 있도록 본체 케이스(11)의 슬림 제조를 도모함은 물론, 치과 환자 측면에서는 구강으로 인입 및 인출이 용이하도록 팁 케이스(14)를 가능한 한 길고 슬림하게 형성할 수 있는 최적의 배치 구조를 제안한다.

여기서, 본체 케이스(11)의 슬림화 설계는, 후술하는 바와 같이, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 각각을 통하여 입사되는 입사 광마다 별도로 구비되는 이미징 센서(31b,32b)의 배치 설계와 관계가 있는 한편, 팁 케이스(14)의 슬림화 설계는, 후술하는 바와 같이, 단일 편광 필터(80)의 배치 설계와 관계가 있다.

이하, 본체 케이스(11)의 슬림화 설계 방안을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

케이스(10)의 내부에는, 도 3에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 일단부는 팁 케이스(14) 측을 향하여 돌출되도록 구비되고, 한 쌍의 카메라의 타단부가 삽입 설치됨과 아울러, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 투과한 입사 광 또는 광 프로젝터(70)로부터 조사되는 출사광의 경로인 광도파관을 형성하는 카메라 마운팅부(50)가 배치될 수 있다.

카메라 마운팅부(50)에 형성된 광도파관은, 개구부(16)로부터 입사되는 입사 광과 광 프로젝터(70)로부터 조사되는 출사광이 상호 구획되어 영향을 미치지 않도록 암실 형태로 구비될 수 있다.

즉, 광도파관은, 광 프로텍터로부터 조사된 출사광의 팁 케이스(14) 측까지의 광 경로를 제공하는 출사광 경로부(53)와, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 중 일측의 카메라를 통해 입사되는 입사 광의 광 경로를 제공하는 일측 입사광 경로부(51)와, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 중 타측의 카메라를 통해 입사되는 입사 광의 광 경로를 제공하는 타측 입사광 경로부(52)를 포함할 수 있다.

여기서, 출사광 경로부(53)와 일측 입사광 경로부(51) 및 타측 입사광 경로부(52) 각각은 상호 구획되도록 구비됨으로써 각각의 경로의 광이 상호 영향을 전혀 미치지 않게 구비될 수 있다.

아울러, 광 프로텍터는 케이스(10)의 폭 방향으로 상호 소정거리 이격되게 배치된 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 타단부 중앙 부분에 위치되는 바, 출사광 경로부(53)는 일측 입사광 경로부(51)와 타측 입사광 경로부(52) 사이에 형성될 수 있다.

일측 입사광 경로부(51) 및 타측 입사광 경로부(52)는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)로부터 입사되는 입사 광이 투광되도록 각각에 대응되는 스테레오 카메라의 길이방향과 일치하도록 형성되되, 각각 카메라 마운팅부(50)의 일측면 및 타측면으로 개구되도록 형성될 수 있다.

여기서, 이미징 센서(31b,32b)가 집적된 이미징 보드(31a,32a)는, 케이스(10)의 폭방향 일측벽 및 폭방향 타측벽에 밀착되도록 상하 수직되게 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 일측의 이미징 보드(31a,32a)는, 카메라 마운팅부(50)의 일측면에 밀착되도록 배치되되, 케이스(10)의 폭방향 일측벽 사이에 배치될 수 있다. 아울러, 타측의 이미징 보드(31a,32a)는, 카메라 마운팅부(50)의 타측면에 밀착되도록 배치되도, 케이스(10)의 폭방향 타측벽 사이에 배치될 수 있다. 이때, 일측의 이미징 보드(31a,32a)는, 그에 집적된 이미징 센서(31b,32b)가 일측 입사광 경로부(51)에 노출되도록 구비되고, 타측의 이미징 보드(31a,32a)는, 그에 집적된 이미징 센서(31b,32b)가 타측 입사광 경로부(52)에 노출되도록 구비될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 각각 투과한 입사 광의 경로를 이미징 보드(31a,32a)에 집적된 이미징 센서(31b,32b)를 향하여 각각 변경시키도록 배치된 한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42)를 더 포함할 수 있다.

한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42) 중 하나는, 일측 입사광 경로부(51)를 통하여 투과된 입사 광을 일측의 이미징 보드(31a,32a)에 집적된 이미징 센서(31b,32b)로 조사되도록 입사 광의 경로를 변경시키는 일측 광경로 변경 미러(41)이고, 한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42) 중 다른 하나는, 타측 입사광 경로부(52)를 통하여 투과된 입사 광을 타측의 이미징 보드(31a,32a)에 집적된 이미징 센서(31b,32b)로 조사되도록 입사 광의 경로를 변경시키는 타측 광경로 변경 미러(42)일 수 있다.

여기서의 한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42)는, 광의 전반사가 가능한 전반사 거울을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 전반사 거울만으로 한정되는 것은 아니고, 전반사가 가능한 여하한 광학 요소도 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 이용하여 환자의 구강 내부 모습(즉, 화상)의 3차원 영상 데이터를 확보하는 것을 주요 기술적 요지로 한다.

그런데, 상술한 바와 같이, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 일단부(도면상 팁 케이스(14)가 구비된 방향을 말함)는 각각 하나의 개구부(16)에 구비된 반사 부재(60)를 향하도록 상호 수렴되는 각도를 가지도록 배치되는 한편, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 타단부(도면상 광 프로젝터(70)가 구비된 방향을 말함)는 각각을 투과한 입사 광을 직선 방향으로 투과시키는 구조를 가져야 한다.

따라서, 한 쌍의 이미징 보드(31a,32a)를 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 각각의 타단부의 일직선 방향에 대하여 직교되도록 케이스(10)의 폭방향으로 이격되게 배치되어야 한다. 그러나, 이 경우, 한 쌍의 이미징 보드(31a,32a)의 길이에 의하여 본체 케이스(11)의 폭방향 두께를 증가시킬 우려가 있다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 상술한 바와 같이, 입사광 경로부(51,52)가 카메라 마운팅부(50)의 일측면 및 타측면으로 각각 개구되도록 형성됨과 아울러, 이미징 보드(31a,32a)의 설치 위치를 카메라 마운팅부(50)의 일측면과 타측면 및 케이스(10)의 일측벽과 타측벽 사이에 수직 배치하고, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 통과한 입사 광의 광 경로를 변경시키는 한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42)를 구비함으로써, 본체 케이스(11)를 측정자가 엄지 손가락, 집게 손가락 및 가운데 손가락만으로 손쉽게 파지하여 사용할 수 있도록 슬림하게 형성할 수 있다.

한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42)는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 투과한 입사 광이 한 쌍의 이미징 보드(31a,32a)에 구비된 각각의 이미징 센서(31b,32b)의 일면에 직각으로 입사되는 각도의 리플렉터면을 가지도록 배치될 수 있다.

이를 위해, 한 쌍의 광경로 변경 미러(41,42)는, 리플렉터면이 케이스(10)의 길이방향에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 일측 광경로 변경 미러(41)는, 일측 스테레오 카메라(21)를 투과한 입사 광이 일측 입사광 경로부(51)를 통해 입사된 후 일측 광경로 변경 미러(41)의 리플렉터면에 의해 굴절되어 일측 이미징 보드(31a)의 이미징 센서(31b,32b)에 조사되도록 구비될 수 있다. 마찬가지로, 타측 광경로 변경 미러(42)는, 타측 스테레오 카메라(22)를 투과한 입사 광이 타측 입사광 경로부(52)를 통해 입사된 후 타측 광경로 변경 미러(42)의 리플렉터면에 의해 굴절되어 타측 이미징 보드(31b)의 이미징 센서(31b,32b)에 조사되도록 구비될 수 있다.

다음으로, 팁 케이스(14)의 슬림화 설계 방안을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 6은 도 2의 구성 중 단일 편광 필터의 위치 설계를 설명하기 위한 평면 모식도이고, 도 7은 도 6의 이미지 화각(92a,92b), 투사 화각(91) 및 삼각측량 각도를 나타낸 평면 모식도이다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예는, 도 3 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 본체 케이스(11)의 전단부 측에 한 쌍의 스테레오 카메라(20)가 팁 케이스(14)가 구비된 측으로 소정길이 오버랩되게 구비되고, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 사이를 통하여 광이 출사되도록 광 프로젝터(70)가 설치될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예는, 치아와 같이 내부 반사 물질로 이루어진 측정 대상물(100)의 내부 반사광은 제거하고 표면 반사광만 필터링하여 통과하도록 단일 편광 필터(80)가 구비될 수 있다.

단일 편광 필터(80)는, 케이스(10) 중 팁 케이스(14)에 위치되도록 설치될 수 있다. 보다 상세하게는, 팁 케이스(14)의 내부에는, 도 4에 참조된 바와 같이, 상단 설치 리브(미도시) 및 하단 설치 리브(81)가 일체로 형성될 수 있다. 즉, 단일 편광 필터(80)는, 팁 케이스(14)의 내부에 일체로 형성된 상단 설치 리브 및 하단 설치 리브(81)에 각각 상단과 하단이 끼워져 설치될 수 있다.

단일 편광 필터(80)는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)와 개구부(16) 사이에 해당하는 팁 케이스(14) 내부에 위치되되, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 전단으로부터 설정거리(d)만큼 이격된 위치에 위치될 수 있다.

보다 상세하게는, 단일 편광 필터(80)는, 도 6에 참조된 바와 같이, 광 프로젝터(70)에 의하여 출사된 광이 투사하는 투사 화각(91) 및 측정 대상물(100)로부터 반사된 광으로서 한 쌍의 스테레오 카메라(20)로 각각 입사되는 2개소의 이미지 화각(92a,92b)이 상호 겹치지 않는 거리로 상기 설정거리(d)가 설정되는 것이 바람직하다.

즉, 광 프로젝터(70)로부터 출사된 광은, 도 6에 참조된 바와 같이, 단일 편광 필터(80)를 관통한 후 개구부(16)를 통하여 측정 대상물(100)이 위치된 환자의 구강 내부로 투사되는데, 여기서 광 프로젝터(70)로부터 출사된 광이 단일 편광 필터(80)를 투과한 최대 면적을 상술한 바와 같이 투사 화각(91)으로 정의할 수 있다.

또한, 광 프로젝터(70)로부터 출사되어 환자의 구강 내부로 투사된 광은, 측정 대상물(100)로부터 반사되는 반사 광 형태로 다시 개구부(16)를 통하여 팁 케이스(14) 내부로 유입된 후 본체 케이스(11)의 폭 방향으로 이격되게 배치된 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 각각으로 입사되는데, 여기서 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 각각으로 입사될 때 단일 편광 필터(80)를 투과한 최대 면적을 상술한 바와 같이 이미지 화각(92a,92b)으로 정의할 수 있다.

여기서, 단일 편광 필터(80)가 설치된 위치가 투사 화각(91) 및 이미지 화각(92a,92b)이 상호 겹치는 위치로 설정될 경우에는, 광 프로젝터(70)로부터 투사된 광이 단일 편광 필터(80)의 투과면에서 자체 반사되어 한 쌍의 스테레오 카메라(20)로 입사될 수 있다. 이 경우에는, 이미징 센서(31b,32b)를 통해 획득한 이미지는 주변 이미지보다 밝은 상점이 생성되는 이른 바 고스트 이미지 또는 노이즈가 발생할 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예에서는, 상술한 고스트 이미지 또는 노이즈가 발생하는 것을 사전에 차단할 수 있도록 단일 편광 필터(80)를 통해 투과되면서 형성하는 투사 화각(91) 및 이미지 화각(92a,92b)이 상호 겹치지 않는 위치에 상기 설정거리(d)가 설정되도록 설계될 수 있다.

즉, 단일 편광 필터(80)가 위치를 정의하는 상기 설정거리(d)는, 광 프로젝터(70)로부터 구강 내부로 투사되는 광이 단일 편광 필터(80)에 의하여 반사된 반사 광 형태로 한 쌍의 스테레오 카메라 각각으로 입사되지 않도록 설정될 수 있다.

이론적으로, 상기 설정거리(d)는, 투사 화각(91) 및 이미지 화각(92a,92b)이 상호 겹쳐지지 않는 범위에 단일 편광 필터(80)를 위치시키도록 설정되면 족하므로, 단일 편광 필터(80)를 한 쌍의 스테레오 카메라(20)의 전단에 최대한 근접되게 위치시킬 수 있다. 그러나 이 경우에는 팁 케이스(14)의 슬림 제조를 위한 최초 취지에 어긋나는 문제점이 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서, 단일 카메라가 적용된 경우에는, 적어도 단일 편광 필터(80)의 크기가 물리적으로 상술한 투사 화각(91) 및 이미지 화각(도 6의 도면부호 92a 및 92b 중 어느 하나 참조)의 크기보다 더 클 것이 요구되는 바, 단일 카메라의 전단에 단일 편광 필터(80)를 최대한 근접 위치되도록 설계된 경우에는 불가피하게 그 폭방향의 증가가 예상된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상술한 단일 카메라를 이용할 때 제기되는 단점을 극복하기 위하여, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)가 적용된 경우에는, 한 쌍의 스테리오 카메라(20)를 본체 케이스(11)의 폭 방향으로 설치하되, 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 전단이 팁 케이스(14)로 오버랩되도록 설정되어 있다. 여기서, 단일 편광 필터(80)는 적어도 이미지 화각(92a,92b)이 구현될 수 있는 크기로 제조되어야 하는 바, 단일 편광 필터(80)가 상술한 바와 같이 한 쌍의 스테레오 카메라(20) 측으로 최대한 근접 설계된 경우에는 불가피하게 그 폭방향 크기가 증가하여야 하므로, 팁 케이스(14)의 슬림 설계를 저해하는 문제가 발생한다.

본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예는, 상술한 바와 같은 문제점의 해결을 위하여, 단일 편광 필터(80)의 설정거리(d)는, 단일 편광 필터(80)가 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 향하여 접근할수록 단일 편광 필터(80)의 상하 폭 및 좌우 폭(이하, '전체 크기'라고 약칭함)이 증가한다고 전제할 때, 상기 단일 편광 필터(80)의 전체 크기가 가장 작은 위치에 설정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예에서는, 단일 편광 필터(80)를 한 쌍의 스테레오 카메라(20)에 최소 이격거리를 가지도록 접근시키더라도 단일 편광 필터(80)와 주변 구성품 간 기구적 또는 구조적인 간섭이 없는 위치로 설정되어야 할 것이다.

이를 위해, 단일 편광 필터(80)의 최적의 설정거리(d)는, 도 7에 참조된 바와 같이, 다음의 수학식을 만족하도록 설정될 수 있다.

여기서, d는 상기 설정거리이고,

는 광 프로젝터로부터 화상까지의 거리이며,

는 일측 카메라 렌즈로부터 화상까지의 거리이고,

는 삼각측량 각도이며, D는 일측 카메라 렌즈의 구경이고,

는 투사 화각이다.

위 수학식 1에 따르면, 설정거리(d)는 작으면 작을수록 좋으므로, 단일 편광 필터(80)는 한 쌍의 스테레오 카메라(20)와의 기구 간섭이 발생하지 않는 한 최소한의 거리까지 근접 위치시킬 수 있게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 단일 편광 필터(80)가 한 쌍의 스테레오 카메라(20)에 근접될 경우 전체 크기가 증가하는 문제가 있으므로, 이 경우에도 본 발명의 일 실시예에서의 슬림 제조라는 취지를 고려한 설계가 이루어져야 할 것이다.

여기서, 도 7을 참조하면, D는 일측 카메라 렌즈(21)의 구경으로써, D의 증가는 설정거리(d)가 더 작도록 설계되어야 함을 의미하고 슬림화 설계의 저해 요소가 된다. 따라서, D는 가능한 한 최소화 설계하는 것이 바람직하고, 광 프로젝터(70)와 한 쌍의 스테레오 카메라(21,22) 각각은 상기 기구 간섭이 이루어지지 않는 최적의 구조 설계가 우선되어야 한다.

아울러, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예는, 도 7에 참조된 바와 같이, 투사 화각(91)을 형성하는 단일 편광 필터(80)를 통하여 직접 반사광(L1)이 카메라(21)로 투과되지 않아야 하는 조건을 만족하여야 한다. 여기서, 일측 카메라 렌즈(21)의 구경(D)의 증가는 이미지 화각(92b)의 증가로 이어지고, 이 경우 투사 화각(91)과 이미지 화각(92b)이 상호 겹쳐질 수 있는 바, 설정거리(d)는 더 작도록 설계되어야 한다.

상술한 수학식 1은 이와 같은 취지들을 모두 구현할 수 있는 단일 편광 필터(80)의 최적의 설정거리(d)를 도출하는 이론적 배경을 제시한다.

한편, 팁 케이스(14)에 형성된 개구부(16)에는 상술한 바와 같이 반사 부재(60)가 구비될 수 있다. 반사 부재(60)는, 본체 케이스(11) 내부로 입사되는 입사 광 및 본체 케이스(11) 내부로부터 출사되는 출사광을 일정 경로로 반사시키는 역할을 한다. 이와 같은, 반사 부재(60)는, 미러(mirror) 또는 프리즘 형태로 구비될 수 있다.

특히, 반사 부재(60)는, 케이스(10)의 길이방향에 대하여 직교되는 어느 일 방향으로 개구되게 형성된 개구부(16)를 통해 한 쌍의 스테레오 카메라(20)를 통한 촬영이 용이하도록 한다.

여기서, 단일 편광 필터(80)는, 한 쌍의 스테레오 카메라(20)와 반사 부재(60) 사이에 위치되되, 광 프로젝터(70)와 평행되게 배치될 수 있다. 단일 편광 필터(80)가 광 프로젝터(70)와 평행되게 배치된다는 의미는, 종래 광 프로젝터(70)로부터의 출사광의 출사 경로 및 카메라 렌즈로의 입사광의 입사 경로마다 각각의 편광 필터를 구비하되, 편광 효율의 저하를 위해 매우 정교하게 각각의 편광 필터의 위치를 설계하던 복잡한 과정을 삭제할 수 있는 이점을 가진다는 것을 의미한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 작동 모습을 첨부된 도면(특히, 도 3 내지 도 6)을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

측정자가 환자의 구강 내로 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(1)의 일 실시예를 이용하여 측정을 하기 위해 케이스(10)의 상부에 구비된 작동 버튼부(15)를 누른다.

그러면, 도 5 및 도 7에 참조된 바와 같이, 광 프로젝터(70)로부터 출사광이 조사된다. 광 프로젝터(70)로부터 조사된 출사광은, 순차적으로 카메라 마운팅부(50)에 형성된 광도파관 중 출사광 경로부(53) 및 팁 케이스(14)에 형성된 입출광 경로부(17)를 경유하여 개구부(16) 측으로 조사되고, 반사 부재(60)에 의하여 개구부(16)를 통해 환자의 구강 내부에 조사된다.

동시에, 도 5 및 도 6에 참조된 바와 같이, 측정자가 작동 버튼부(15)를 누르는 동작에 의해 한 쌍의 스테레오 카메라(20)가 작동됨으로써 화상의 어느 일 지점을 동일한 초점으로 하는 2개의 이미지 데이터를 확보할 수 있다.

이때, 환자의 구강 화상은 출사광에 의하여 광의 형태로 존재하는 것으로서, 출사광과는 반대로, 순차적으로 개구부(16)를 통해 팁 케이스(14) 내부로 입사되되, 반사 부재(60)를 통해 경로가 변경되고, 실질적으로 반사 부재(60)의 반사면을 촬영하는 한 쌍의 카메라 렌즈 각각으로 상술한 입출광 경로부(17), 대응하는 스테레오 카메라 및 광도파관 중 대응하는 입사광 경로부(51,52)를 경유하여 입사된다. 그리고, 각각의 광경로 변경 미러(41,42)에 의하여 해당하는 이미징 보드(31a,32a)의 이미징 센서(31b,32b)에 조사됨으로써 소정의 화상 데이터 2개를 동시에 확보할 수 있다. 이와 같이 확보된 2개의 화상 데이터를 토대로 환자의 구강 화상에 관한 3차원 데이터가 용이하게 확보될 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1: 3차원 구강 스캐너 10: 케이스
11: 본체 케이스 12: 로워 케이스
13: 어퍼 케이스 14: 팁 케이스
16: 개구부 17: 입출광 경로부
20: 한 쌍의 스테레오 카메라 21: 일측 스테레오 카메라
22: 타측 스테레오 카메라 31a,32a: 이미징 보드
31b,32b: 이미징 센서 41,42: 광경로 변경 미러
50: 카메라 마운팅부 51,52: 입사광 경로부
53: 출사광 경로부 60: 반사 부재
70: 광 프로젝터 80: 단일 편광 필터
81: 하단 설치 리브 91: 투사 화각
92a,92b: 이미지 화각 100: 측정 대상물

Claims (8)

1. 구강 내에 인입 및 인출이 가능하고, 일단부를 통해 상기 구강 내부의 모습(이하, '화상'이라 약칭함)이 광의 형태로 내부로 입사되도록 개구된 개구부가 형성된 케이스;
   상기 케이스의 내부에 폭 방향으로 이격되게 배치되어, 상기 케이스의 개구부를 통하여 입사된 광을 각각 상이한 경로로 통과시키도록 배치된 한 쌍의 스테레오 카메라;
   상기 한 쌍의 스테레오 카메라의 타단부 중앙 부분에 배치되어 상기 한 쌍의 스테레오 카메라 사이를 통하여 소정의 출사광을 방사하되, 상기 개구부를 통해 상기 구강 내부로 광을 조사하는 광 프로젝터; 및
   상기 한 쌍의 스테레오 카메라와 상기 개구부 사이에 위치되되, 상기 한 쌍의 스테레오 카메라 전단으로부터 설정거리(d)만큼 이격된 위치에 위치된 단일 편광 필터; 를 포함하고,
   상기 설정거리(d)는,
   상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 광이 상기 단일 편광 필터에 의하여 반사된 반사 광 형태로 상기 한 쌍의 스테레오 카메라로 입사되지 않도록 설정되고,
   상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 투사 화각과, 상기 구강 내부로부터 반사되어 상기 한 쌍의 스테레오 카메라로 입사되는 이미지 화각이 상호 겹치지 않는 거리로 설정되며,
   상기 단일 편광 필터가 상기 적어도 하나의 카메라를 향하여 접근할수록 상기 단일 편광 필터의 상하 폭 및 좌우 폭(이하, '전체 크기'라고 약칭함)이 증가한다고 전제할 때, 상기 단일 편광 필터의 전체 크기가 가장 작은 위치에 설정되는, 3차원 구강 스캐너.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 설정거리(d)는, 다음의 수학식을 만족하는, 3차원 구강 스캐너.
   수학식:

   

   
   여기서, d는 상기 설정거리이고,

   

   는 광 프로젝터로부터 화상까지의 거리이며,

   

   는 일측 카메라 렌즈로부터 화상까지의 거리이고,

   

   는 삼각측량 각도이며, D는 일측 카메라 렌즈의 구경이고,

   

   는 투사 화각임.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 적어도 하나의 카메라 및 이를 구동시키기 위한 각종 전장 부품이 내장되는 본체 케이스; 및
   상기 본체 케이스의 일단부에 결합되고, 상기 개구부가 형성된 팁 케이스; 를 포함하고,
   상기 단일 편광 필터는, 상기 설정거리(d)가 상기 팁 케이스에 위치되도록 설치되는, 3차원 구강 스캐너.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 팁 케이스의 내부에는 상기 단일 편광 필터의 상단 및 하단이 삽입되어 설치되는 상단 설치 리브 및 하단 설치 리브가 일체로 형성된, 3차원 구강 스캐너.
7. 구강 내에 인입 및 인출이 가능하고, 일단부를 통해 상기 구강 내부의 모습(이하, '화상'이라 약칭함)이 광의 형태로 내부로 입사되도록 개구된 개구부가 형성된 케이스;
   상기 케이스의 내부에 폭 방향으로 이격되게 배치되어, 상기 케이스의 개구부를 통하여 입사된 광을 각각 상이한 경로로 통과시키도록 배치된 한 쌍의 스테레오 카메라;
   상기 한 쌍의 스테레오 카메라의 타단부 중앙 부분에 배치되어 상기 한 쌍의 스테레오 카메라 사이를 통하여 소정의 출사광을 방사하되, 상기 개구부를 통해 상기 구강 내부로 광을 조사하는 광 프로젝터; 및
   상기 한 쌍의 스테레오 카메라와 상기 개구부 사이에 위치되되, 상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 투사 화각과, 상기 구강 내부로부터 반사되어 상기 한 쌍의 스테레오 카메라로 입사되는 이미지 화각이 상호 겹쳐지지 않도록 수평 배치되되, 상기 한 쌍의 스테레오 카메라 전단으로부터 설정거리(d)만큼 이격되게 위치된 단일 편광 필터; 를 포함하고,
   상기 설정거리(d)는,
   상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 광이 상기 단일 편광 필터에 의하여 반사된 반사 광 형태로 상기 한 쌍의 스테레오 카메라로 입사되지 않도록 설정되고,
   상기 광 프로젝터로부터 상기 구강 내부로 투사되는 투사 화각과, 상기 구강 내부로부터 반사되어 상기 한 쌍의 스테레오 카메라로 입사되는 이미지 화각이 상호 겹치지 않는 거리로 설정되며,
   상기 단일 편광 필터가 상기 한 쌍의 스테레오 카메라를 향하여 접근할수록 상기 단일 편광 필터의 상하 폭 및 좌우 폭(이하, '전체 크기'라고 약칭함)이 증가한다고 전제할 때, 상기 단일 편광 필터의 전체 크기가 가장 작은 위치에 설정되는, 3차원 구강 스캐너.
8. 삭제

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