KR102601145B1 - 핸드헬드 타입 스캐너 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 핸드헬드 타입 스캐너에 관한 것으로서, 특히, 본체에 구비되고, 이미징 센서를 포함하는 스캐닝 전장부, 광을 조사하거나 상기 이미징 센서로 광을 입사시키는 광학 부재 및 상기 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나에 대한 충격을 저감시키는 충격 저감부를 포함함으로써, 제품의 사용 중 손상을 방지할 수 있는 이점을 제공한다.
Description
본 발명은 핸드헬드 타입 스캐너로서, 보다 상세하게는 외부 충격으로부터 내부 스캐너 전장부 및 광학 요소의 손상을 방지할 수 있는 핸드헬드 타입 스캐너에 관한 것이다.
일반적으로, 치과 병원 등에서는 치아의 환자에 대한 석고 모형을 제작하는 인상채득과정(impression taking)을 통해 환자의 손상된 치아에 대한 치료 및 진료를 수행한다.
상기와 같이 석고 모형을 제작하는 인상채득과정에서는 재료의 소모 및 교차 감염 등의 문제와 제작된 모형의 파손 가능성 및 보존 문제 등이 발생할 수 있다.
특히, 인상재를 사용하여 환자의 손상된 치아에 대한 인상을 수작업으로 채득하는 경우, 제작되는 보철물의 3차원 정보에 대한 오차 정도를 확인할 수 없으므로, 실제 제작되는 보철물이 환자의 구강 내에서 일치되지 않는 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 인상재를 사용하지 않으면서 손상된 치아에 대한 정확한 3차원 정보를 취득하여서, 정확한 치수의 보철물을 제작하도록 할 수 있는 3차원 구강 스캐너가 널리 사용되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1874547호(2018. 07. 04. 공고일)(이하, '종래 기술'이라 함)에는 이미징 센서의 앞단에 광경로 변경부를 배치함으로써, 상기 이미징 센서가 배치된 이미징 보드의 배치 자유도를 높이고, 내부공간 활용성을 극대화할 수 있는 '3차원 구강 스캐너'가 개시되어 있다.
그런데, 종래 기술에 따른 구강 스캐너는, 이미징 센서를 포함하는 스캐닝 전장부와 카메라 렌즈 및 광 프로젝터와 같은 광학 부재가 고가의 구성품임에도, 스캐너 내부에 별도의 충격 흡수 또는 충격 저감 구성이 전혀 없어, 사용자의 실수 등으로 스캐너가 바닥에 떨어지는 경우 상기 스캐닝 전장부와 광학 부재가 그대로 파손되거나 오작동을 일으키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부 충격을 용이하게 저감시킬 수 있는 충격 저감부를 구비한 핸드헬드 타입 스캐너를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 핸드헬드 타입 스캐너의 일 실시예는, 본체에 구비되고, 이미징 센서를 포함하는 스캐닝 전장부, 광을 조사하거나 상기 이미징 센서로 광을 입사시키는 광학 부재; 및 상기 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나에 대한 충격을 저감시키는 충격 저감부를 포함한다.
여기서, 상기 본체의 낙하를 감지하는 낙하 감지부가 더 구비되고, 상기 충격 감지부는 상기 본체의 낙하가 감지되면 동작할 수 있다.
또한, 상기 낙하 감지부는, 상기 본체의 거동을 가속도 값으로 변환하여 인지하는 가속도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체에 대한 사용자의 파지를 감지하는 파지 센서가 더 구비되고, 상기 가속도 센서에 의하여 인지된 상기 본체의 가속도 값이 설정값 이상이고, 상기 파지 센서에 의하여 사용자의 파지가 아닌 것으로 감지된 경우 상기 충격 저감부가 작동될 수 있다.
또한, 상기 본체에는, 상기 스캐닝 전장부 및 상기 광학 부재 중 적어도 하나의 설치를 매개하는 메인 마운트가 더 구비되고, 상기 충격 저감부는, 상기 본체의 내면과 상기 메인 마운트 사이에서 팽창 전개 가능하도록 구비된 에어 포켓부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 에어 포켓부는, 공기가 주입되면 팽창되고, 공기가 배출되면 축소되는 에어 포켓; 및 상기 에어 포켓에 공기를 주입 및 배출시키는 공기 충전 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체에는, 외기를 상기 본체의 내부로 유동시키는 흡기 팬이 더 구비되고, 상기 에어 포켓부는, 공기가 주입되면 팽창되고, 공기가 배출되면 축소되는 에어 포켓을 포함하며, 상기 에어 포켓은, 전원이 ON되면 상기 흡기 팬에 의해서 공기가 주입되고, 전원이 OFF되면 공기가 배출될 수 있다.
또한, 상기 에어 포켓은, 탄성 재질 및 직물 재질 중 적어도 하나로 구비될 수 있다.
또한, 상기 본체에는 착탈 가능하고 소정의 전원을 공급하는 착탈식 배터리; 가 더 구비되고, 상기 충격 저감부는, 상기 낙하 감지부에 의하여 상기 본체의 낙하가 감지되면, 상기 착탈식 배터리를 상기 본체로부터 분리시키는 배터리 탈거부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 본체에는, 상기 스캐닝 전장부 및 상기 광학 부재 중 적어도 하나의 설치를 매개하는 메인 마운트가 더 구비되고, 상기 충격 저감부는, 상기 본체의 내면과 상기 메인 마운트 사이에 구비된 척력 발생부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 척력 발생부는, 상기 본체의 내면에 부착된 적어도 하나의 제1마그네트 및 상기 메인 마운트에 부착되되, 상기 적어도 하나의 제1마그네트와 대향되게 부착된 적어도 하나의 제2마그네트를 포함하고, 상기 제1마그네트와 상기 제2마그네트는 상호 척력이 형성되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 핸드헬드 타입 스캐너의 일 실시예에 따르면, 사용자가 본체를 실수로 낙하시킨 경우에, 본체의 내부공간에서 에어 포켓부가 동작하여 에어 포켓이 팽창되거나, 착탈식 배터리를 본체로부터 분리시킴은 물론, 본체 내부에 구비된 척력 발생부에 의하여 외부 충격을 용이하게 저감시킴으로써, 고가의 구성품인 스캐닝 전장부 및 광학 부재의 손상을 방지할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 분해 사시도로서, 도 1의 주요 구성 중 스캐닝 전장부 및 광학 부재를 나타낸 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너를 나타낸 분해 사시도이고,
도 4a 및 도 4b는 에어 포켓의 공기 주입 전 및 주입 후 상태를 나타낸 측단면도이며,
도 5a 및 도 5b는 에어 포켓의 공기 주입 전 및 주입 후 상태를 나타낸 정단면도이고,
도 6a 및 도 6b는 배터리 탈거부에 의한 착탈식 배터리의 착탈 전후를 나타낸 측단면도이며,
도 7은 도 1의 구성 중 본체의 내부에 구비된 척력 발생부를 나타낸 측단면도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도로서, 도 1의 주요 구성 중 스캐닝 전장부 및 광학 부재를 나타낸 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너를 나타낸 분해 사시도이고,
도 4a 및 도 4b는 에어 포켓의 공기 주입 전 및 주입 후 상태를 나타낸 측단면도이며,
도 5a 및 도 5b는 에어 포켓의 공기 주입 전 및 주입 후 상태를 나타낸 정단면도이고,
도 6a 및 도 6b는 배터리 탈거부에 의한 착탈식 배터리의 착탈 전후를 나타낸 측단면도이며,
도 7은 도 1의 구성 중 본체의 내부에 구비된 척력 발생부를 나타낸 측단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
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 구성요소의 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도로서, 도 1의 주요 구성 중 스캐닝 전장부 및 광학 부재를 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너(1)는 조사광을 대상체에 조사하고, 상기 조사광이 반사된 대상체 표면의 광학 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 스캐닝을 요하는 대상체는, 구강 내의 구조물(치아), 석고 모형, 덴쳐 및 크라운 등의 구조물 뿐만 아니라, 환자의 귀 등을 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 핸드헬드 타입 스캐너(1)가 구강 스캐너로 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.
여기서, 핸드헬드 타입 스캐너(1)가 치아를 스캐닝하기 위한 구강 스캐너로 구비된 경우, 핸드헬드 타입 스캐너(1)의 전방부는 환자의 구강 내로 인입 및 인출될 수 있다. 이를 위하여, 핸드헬드 타입 스캐너(1)는 소형이면서도 가벼운 경량체로 제조될 수 있다. 또한, 핸드헬드 타입 스캐너(1)는 구강 내에 인입 및 인출이 가능하도록 하기 위해 전후로 길게 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 핸드헬드 타입 스캐너(1)는, 본체(main body; 11) 및 프로브 팁(probe tip; 14)을 포함할 수 있다. 본체(11) 및 프로브 팁(14)은, 핸드헬드 타입 스캐너(1)의 외관을 형성할 수 있다. 프로브 팁(14)은 본체(11)의 전방에 배치될 수 있다.
본체(11)는 로워 케이스(12) 및 어퍼 케이스(13)를 포함할 수 있다.
로워 케이스(12)는 상측이 오목하고 하측이 볼록하게 형성될 수 있다. 반대로, 어퍼 케이스(13)는 상측이 볼록하고 하측이 오목하게 형성될 수 있다. 로워 케이스(12) 및 어퍼 케이스(13)가 서로 결합된 상태일 때, 본체(11)는 암실 형태의 내부공간을 형성할 수 있다. 본체(11)는 반드시 로워 케이스(12) 및 어퍼 케이스(13)로 구분되어 구성될 필요는 없고, 하나의 케이스로 구성될 수도 있다.
본체(11)에는 사용자 입력부(5,15)가 구비될 수 있다. 사용자 입력부(5,15)는, 핸드헬드 타입 스캐너(1)를 전원 ON 및 전원 OFF 시키기 위한 전원 버튼부(5), 및 전원 ON 상태에서 스캐닝 동작시키기 위한 스캔 조작 버튼(15) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전원 버튼부(5) 및 스캔 조작 버튼(15)은, 압력 또는 조도 등의 센싱 장치, 버튼, 키패드, 터치패드 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 전원 버튼부(5)는 로워 케이스(12)의 후단부에 스캔 조작 버튼(15)과 이격되게 구비되는 것으로 설명한다. 또한, 스캔 조작 버튼(15)은, 어퍼 케이스(13)에 형성된 입력부 설치홀(19)에 설치될 수 있다.
본체(11)의 내부공간에는, 후술할 메인 마운트(80), 광 프로젝터(70), 카메라 렌즈(20), 이미징 보드(31a,32a), 이미징 센서(31b,32b) 등이 설치될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 이미징 보드(31a,32a) 및 이미징 센서(31b,32b)와 같이 스캐닝을 위한 전장 요소를 스캐닝 전장부(도면부호 미표기)라 통칭하고, 광 프로젝터(70) 및 카메라 렌즈(20)와 같은 광학 요소를 광학 부재(도면부호 미표기)라 통칭하기로 한다. 여기서, 광학 부재는, 소정의 광을 조사하거나 투사시켜 이미징 센서(31b,32b)로 광을 입사시키는 구성으로써, 스캐닝 전장부가 스캔 이미징 데이터를 생성하도록 하는 물리적 구성으로 이해하면 족하다.
도 2를 참조하면, 본체(11)의 전단에는 프로브 팁 마운트(18)가 전방으로 돌출 배치될 수 있다. 프로브 팁 마운트(18)의 후단부는 본체(11)의 내부공간에 삽입 배치될 수 있고, 프로브 팁 마운트(18)의 전단부는 본체(11)의 전방으로 돌출 배치될 수 있다.
프로브 팁(14)은 프로브 팁 마운트(18)에 마운팅될 수 있다. 프로브 팁(14)의 후단부는 프로브 팁 마운트(18)의 외주면에 씌워질 수 있다. 프로브 팁 마운트(18)는 프로브 팁(15)의 후단부로 삽입 배치될 수 있다.
프로브 팁(14)의 후단부 내주면에는 복수개의 결합리브(미도시)가 돌출 형성될 수 있다. 프로브 팁 마운트(18)가 프로브 팁(14)의 후단부에 삽입된 상태일 때, 상기 복수개의 결합리브는 프로브 팁 마운트(18)의 외주면에 밀착되어서, 프로브 팁(14)이 프로브 팁 마운트(18)에 마운팅된 상태를 유지할 수 있다. 이와 같이, 프로브 팁(14)이 프로브 팁 마운트(18)에 쉽게 분리 및 결합이 가능하게 마운팅되기 때문에, 환자의 구강 크기 및 용도에 적합한 프로브 팁(14)으로 교체가 용이해질 수 있다.
한편, 본체(11)의 내부에는 적어도 하나의 카메라 렌즈(20)가 배치될 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 단일 카메라 렌즈(20)로 구비될 수도 있으며, 도면에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 스테레오 카메라 렌즈(21,22)로 구비될 수 있다. 즉, 도 2에 참조된 바와 같이, 카메라 렌즈(20)는, 본체(11) 내의 일측에 배치된 제1 카메라 렌즈(21)와, 본체(11) 내의 타측에 배치된 제2 카메라 렌즈(22)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 카메라 렌즈(20)가 복수개인 경우를 실시예로 설명한다.
제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22)는 본체(11) 내에 본체(11)의 폭방향으로 이격되게 배치되어, 프로브 팁(14)의 일단부로부터 입사된 광을 각각 상이한 경로로 통과시킬 수 있다.
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, 프로브 팁(14)에는 일단부를 통해 화상이 광의 형태로 내부로 유입되도록 개구된 개구부(16)가 형성될 수 있다. 개구부(16)는, 프로브 팁(14) 외부의 광이 프로브 팁(14)의 내부로 유입되는 입구일 수 있다. 개구부(16)를 통하여 입사된 광은 각각 상이한 광 경로를 형성하면서 제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22) 각각으로 투과할 수 있다. 제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22)를 투과한 광은 후술하는 이미징 보드(31a, 32a)에 구비된 이미징 센서(31b, 32b)를 통해 화상이 촬영될 수 있다.
여기서, 화상은 동시에 2개의 이미지 데이터로 확보될 수 있으므로, 제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22)의 이격 거리와, 제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22)를 통하여 촬영된 대상지점의 초점 거리를 알면 화상의 3차원 영상 데이터를 확보할 수 있다. 3차원 영상 데이터를 획득하는 방법으로는 삼각측량법 뿐만 아니라 공초점 방식도 적용될 수 있다.
제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22) 각각은, 구체적으로 도시되지 않았지만, 초점 조절이 가능한 적어도 2 이상의 투과 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 핸드헬드 타입 스캐너(1)는, 도 2에 참조된 바와 같이, 제1 카메라 렌즈(21)를 통과한 광을 감지하는 제1 이미징 센서(31b)를 가진 제1 이미징 보드(31a)와, 제2 카메라 렌즈(22)를 통과한 광을 감지하는 제2 이미징 센서(32b)를 가진 제2 이미징 보드(32a)를 더 포함할 수 있다.
제1 이미징 보드(31a)는 제1 이미징 센서(31b)가 감지한 광을 이미징 처리할 수 있다. 제2 이미징 보드(32a)는 상기 제2 이미징 센서(32b)가 감지한 광을 이미징 처리할 수 있다.
프로브 팁(14)의 전단부에는 개구부(16)가 형성될 수 있다. 개구부(16)는 프로브 팁(14)의 길이 방향에 대하여 직교되는 일측 방향으로 개구되게 형성될 수 있다.
프로브 팁(14)에는 전후로 긴 내부공간이 형성될 수 있다. 프로브 팁(14)의 내부공간은 프로브 팁(14)의 후단에서부터 개구부(16)가지 연장될 수 있다. 프로브 팁(14)의 내부공간은, 본체(11)의 내부로부터 개구부(16)를 통해 대상체로 출사되는 광을 가이드할 수 있고, 대상체에서 개구부(16)를 통해 본체(11) 내로 입사되는 광을 가이드할 수 있다.
본체(11)의 내부로부터 개구부(16)를 통해 대상체로 출사되는 광(이하, '출사 광'이라 한다)은, 후술하는 광 프로젝터(70)로부터 조사되는 조사 광을 의미할 수 있다. 또한, 대상체에서 개구부(16)를 통해 본체(11) 내로 입사되는 광(이하, '입사 광'이라 한다)은 환자의 구강 내부의 모습인 화상을 의미할 수 있다.
또한, 프로브 팁(14)의 전단부에는 반사부재(60)가 배치될 수 있다. 반사부재(60)의 프로브 팁(14)의 전단 내측에 배치될 수 있다. 프로브 팁(14)의 전단은 경사지게 형성될 수 있고, 반사부재(60)는 프로브 팁(14)의 전단에 내측에 경사지게 배치될 수 있다.
반사부재(60)는 미러 또는 프리즘 중 적어도 하나일 수 있다. 다만, 반사부재(60)는 광을 반사, 굴절과 같이 광의 방향을 변경할 수 있는 소재이면 가능하다. 반사부재(60)는 광 프로젝터(70)로부터 조사되는 광을 대상체로 반사하고, 상기 대상체에서 반사되는 광을 카메라 렌즈(20)로 반사할 수 있다. 보다 상세하게는, 반사부재(60)는, 광을 이미징 센서(32a,32b)로 입사시킬 수 있다.
도 3을 보면, 본체(11)에는, 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나의 설치를 매개하는 메인 마운트(80)가 배치될 수 있다. 메인 마운트(80)에는 제1 카메라 렌즈(21), 제2 카메라 렌즈(22) 및 광 프로젝터(70) 중 적어도 하나가 마운팅될 수 있다. 이와 같은 메인 마운트(80)는, 본체(11)의 내면(즉, 로워 케이스(12)와 어퍼 케이스(13)의 내면)에 고정 결합되는 바, 외관을 형성하는 로워 케이스(12) 및 어퍼 케이스(13)로부터 전달되는 외부 충격은 메인 마운트(80)를 매개로 카메라 렌즈(20), 반사부재(60) 및 광 프로젝터(70)와 같은 광학 부재 및 이미징 보드(31a,32a) 및 이미징 센서(31b,32b)와 같은 스캐닝 전장부에 전달될 수도 있다.
제1 카메라 렌즈(21)로 입사되는 광축과, 제2 카메라 렌즈(22)로 입사되는 광축은, 반사부재(60)에서 서로 만나도록, 제1 카메라 렌즈(21)의 전단은 제2 카메라 렌즈(22)를 향해 기울어져서 배치될 수 있고, 제2 카메라 렌즈(22)는 제1 카메라 렌즈(21)를 향해 기울어져서 배치될 수 있다.
또한, 본체(11)의 내부에는 광 프로젝터(70)가 배치될 수 있다. 광 프로젝터(70)는 제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22) 사이에 배치될 수 있으나, 위치는 한정되지 않는다. 광 프로젝터(70)는 제1 카메라 렌즈(21) 및 제2 카메라 렌즈(22) 사이를 통하여 소정의 출사광을 방사하되, 프로브 팁(14)의 전단부에 형성된 개구부(16)를 통하여 상기 출사광을 대상체로 조사할 수 있다.
한편, 본체(11)의 후방에는 백 커버(90)가 설치될 수 있다. 본체(11)는 상술한 바와 같이 전단 및 후단이 개구될 수 있고, 본체(11)의 개구된 전단에는 프로브 팁(18)이 전방으로 돌출되게 설치될 수 있으며, 본체(11)의 개구된 후단에는 백 커버(90)가 설치될 수 있다.
본체(11)의 내부공간 중 후단부에는 흡기 팬(95)이 더 배치될 수 있다. 흡기 팬(95)은 작동 시 본체(11)의 후방에서 외부 공기(외기)를 본체(11)의 내부공간으로 흡입할 수 있다. 흡기 팬(95)의 작동에 의해 본체(11) 내로 유입된 공기는, 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이의 틈새를 통해 유동되어 본체(11)의 전단부 및 프로브 팁(14)을 통해 개구부(16) 측으로 배출되면서, 본체(11) 내의 스캐닝 전장부에서 발생된 열을 방열시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너(1)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 본체(11)의 낙하가 감지되면 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나에 대한 충격을 저감시키도록 동작하는 충격 저감부(100, 후술하는 도 6a 및 도 6b의 도면부호 '200' 및 도 7의 도면부호 '400' 참조)를 더 포함할 수 있다.
충격 저감부(100,200,400) 중 일부(100,200)는, 본체(11)의 내부에 구비되어 본체(11)의 낙하를 감지하는 낙하 감지부(미도시)에 의하여 감지된 값에 근거하여 동작할 수 있다.
보다 상세하게는, 낙하 감지부는, 도면에 도시되지 않았으나, 본체(11)의 거동을 가속도 값으로 변환하여 인지하는 가속도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본체(11)에는, 본체(11)에 대한 사용자의 파지를 감지하는 파지 센서(7)가 더 구비될 수 있다. 파지 센서(7)는, 본체(11) 중 로워 케이스(12) 또는 어퍼 케이스(13) 중 어느 하나에 구비된 터치 센서 또는 정전 센서로써, 사용자의 손을 통한 파지를 전기적으로 감지하도록 구비될 수 있다. 그러나, 반드시 파지 센서(7)가 터치 센서 또는 정전 센서로 한정되는 것은 아니고, 압력 센서로 구비되는 것도 가능하다.
도 4a 및 도 4b는 에어 포켓의 공기 주입 전 및 주입 후 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 에어 포켓의 공기 주입 전 및 주입 후 상태를 나타낸 정단면도이며, 도 6a 및 도 6b는 배터리 탈거부에 의한 착탈식 배터리의 착탈 전후를 나타낸 측단면도이고, 도 7은 도 1의 구성 중 본체의 내부에 구비된 척력 발생부를 나타낸 측단면도이다.
충격 저감부(100,200,400)는, 도 4a 내지 도 7에 참조된 바와 같이, 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이에서 팽창 전개 가능하도록 구비된 에어 포켓부(100)와, 착탈식 배터리(300)를 본체(11)로부터 분리시키는 배터리 탈거부(200)와, 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이에 구비된 척력 발생부(400) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
먼저, 에어 포켓부(100)는, 도 3, 도 4a 및 도 4b에 참조된 바와 같이, 공기가 주입되면 팽창되고 공기가 배출되면 축소되는 에어 포켓(110)과, 에어 포켓(110)에 공기를 주입 및 배출시키는 공기 충전 조절부(120)를 포함할 수 있다.
에어 포켓(110)은, 탄성 재질(고무) 및 직물 재질 중 적어도 하나로 구비된 것으로서, 공기 충전 조절부(120)를 통해 공급되는 공기에 의하여 부피가 팽창될 수 있고, 공기 충전 조절부(120)를 통해 배출되는 공기에 의하여 부피가 축소될 수 있다. 즉, 에어 포켓(110)은, 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이에서 충격을 저감하는 탄성 재질 또는 직물 재질 중 적어도 하나로 구비될 수 있다.
여기서, 에어 포켓(110)은 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이에 형성되는 틈새에 위치되도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 도 3, 도 4a 및 도 4b에 참조된 바와 같이, 에어 포켓(110)은, 본체(11) 중 스캐닝 전장부가 주로 배치된 로워 케이스(12)의 내면과 이에 근접하는 메인 마운트(80)의 하면 사이에 배치됨과 아울러, 일부는 전방으로 연장되어 카메라 렌즈(20)와 같은 광학 부재가 구비된 부위의 하측을 커버하도록 배치될 수 있고, 일부는 메인 마운트(80)의 좌우 측면부를 향하여 다수 개가 연장되어 메인 마운트(80)의 측면부에 결합된 스캐닝 전장부를 커버하도록 배치될 수 있다.
에어 포켓(110)은, 도 5a에 참조된 바와 같이, 메인 마운트(80)의 하부 및 측부에 수축되어 있다가, 도 5b에 참조된 바와 같이, 공기 충전 조절부(120)에 의하여 에어 포켓(110)으로 공기가 주입되면 메인 마운트(80)의 하부 및 측부에서 각각 상하 방향 및 좌우 방향으로 팽창되어 스캐닝 전장부 및 광학 부재를 충격으로부터 보호할 수 있다.
에어 포켓(110)에 주입되는 공기의 팽창압은, 스캐닝 전장부 또는 광학 부재를 외부 충격으로부터 보호하는 목적을 가지는 바, 적어도 팽창에 의해 스캐닝 전장부 또는 광학 부재가 망실되지 않는 정도의 팽창압으로 팽창되게 설계될 수 있다.
아울러, 에어 포켓(110)은, 흡기 팬(95)에 의하여 유입된 공기의 본체(11)의 내부공간에서의 유동이 용이하도록 팽창 전에는 매우 얇은 두께로 수축되어 있도록 설계될 수 있다.
여기서, 공기 충전 조절부(120)는, 소정의 압축 공기를 생성하여 주입하는 에어 펌프 형태로 구비될 수 있다. 공기 충전 조절부(120)에 의하여 압축 공기가 에어 포켓(110) 내부로 주입되면, 주입된 압축 공기의 양에 따라 에어 포켓(110)이 본체(11)의 내부공간에서 팽창하면서 충격 저감부로서의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 공기 충전 조절부(120)는 상술한 흡기 팬(95)으로 그 기능을 대체할 수 있고, 에어 포켓(110)은 도면에 도시되지 않았으나, 본체(11)의 내부면과 내부공간에 배치된 구성(예를 들면, 스캐닝 전장부 및 광학 부재 등)의 연결부위를 제외한 나머지에 해당하는 본체(11)의 내부면에 전체적으로 밀착 배치될 수 있다.
여기서, 에어 포켓(110)의 공기 주입 부분은 흡기 팬(95)에 의하여 외부 공기가 유입되는 본체(11)의 후단 부위의 공기 유동로 상에 배치되고, 에어 포켓(110)의 공기 배출 부분은 프로브 팁(14)이 구비되는 본체(11)의 전단 부위의 공기 유동로 상에 배치되어, 흡기 팬(95)의 흡기력에 의하여 외부로부터 유입된 공기를 에어 포켓(110)의 공기 주입 부분을 통하여 공기가 주입되면, 에어 포켓(110) 내부로 공기가 유동되면서 소정의 팽압력으로 팽창될 수 있다.
이 경우, 흡기 팬(95)에 의한 공기의 흡기력 만으로 에어 포켓(110)을 팽창시키면 되므로 별도의 압축 공기를 생성하는 에어 펌프와 같은 공기 충전 조절부(120)를 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라, 본체(11)의 내부공간에서의 공기의 유동이 가능하므로 지속적인 방열 기능을 수행할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 흡기 팬(95)의 흡기 동작 시에는 항상 충격 저감부로서의 기능을 수행하므로, 별도의 낙하 감지부와 같은 구성을 필요로 하지 않는 이점을 가진다.
이 경우, 에어 포켓(110)은, 3D 매트릭스 섬유사 소재로 구비되어 팽창 후 원래의 형태로 용이하게 복원되는 소재로 구비될 수 있다.
한편, 낙하 감지부가 가속도 센서로 구비된 경우, 가속도 센서에 의하여 인지된 본체(11)의 가속도 값이 설정값 이상이고, 파지 센서(7)에 의하여 사용자의 파지가 아닌 것으로 감지된 경우에는 에어 포켓부(100)를 작동시킬 수 있다. 즉, 사용자가 본체(11)를 파지 않은 경우로서 소정의 가속도 값 이상으로 본체(11)가 거동되는 경우는, 사용자의 의지와는 무관하게 갑작스럽게 본체(11)가 낙하하는 경우이므로, 가령 충격 저감부 중 에어 포켓부(100)를 작동시켜 본체(11) 내부의 스캐닝 전장부 및 광학 부재를 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
반대로, 소정의 가속도 값 이상으로 본체(11)가 거동되는 경우로서 낙하 감지부에 의하여 본체(11)가 낙하하고 있는 것으로 감지되는 경우이더라도, 사용자가 다시 본체(11)를 파지한 경우 또는 사용자가 계속적으로 본체(11)를 파지하는 경우(즉, 파지 센서(7)에 의해 사용자의 파지가 감지된 경우)에는 에어 포켓부(100)를 작동시키지 않는다.
다만, 에어 포켓부(100)가 반드시 낙하 감지부의 감지값(예를 들어, 가속도 값)에 의하여 작동되어야 하는 것은 아니고, 전원 버튼부(5)에 의하여 전원 ON 동작되면 공기 충전 조절부(120)를 통하여 에어 포켓(110)에 공기를 주입하여 사용자의 스캐닝 과정 계속 중 불시의 본체(11) 낙하에 따른 충격을 대비하도록 설계되는 것도 가능하다.
이 경우, 전원 버튼부(5)에 의하여 전원 OFF 동작되면, 공기 충전 조절부(120)를 통하여 에어 포켓(110)으로부터 공기를 배출시킬 수 있다. 이와 같이, 공기 충전 조절부(120)에 의한 에어 포켓(110)으로부터 공기가 배출된 때에는, 공기 충전 조절부(120)의 전원 공급에 의한 추가 공기 배출 작업이 이루어질 수 있도록, 본체(11)의 전원은 전원 버튼부(5)의 OFF 동작 후 소정시간 경과한 다음 전원 OFF시키도록 설계될 수 있다.
이와 같은, 에어 포켓부(100)의 에어 포켓(110)은, 팽창 또는 축소 과정이 반복되는 동안 미세 구멍의 발생에 의한 불량 작동이 우려되므로, 사용자에 의하여 간편하게 교체 가능하도록 본체(11)의 내부에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 공기 충전 조절부(120)에 대한 결합 또한 보다 간편한 착탈 결합 방식에 의할 수 있음은 물론이다.
낙하 감지부에 의하여 감지된 낙하 횟수 정보는 별도로 저장되었다가, 핸드헬드 타입 스캐너(1)와 연동되는 사용자 프로그램(예를 들면, 스캐너 연동 어플리케이션 등)을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 본 발명에 따른 핸드헬드 타입 스캐너(1)는 상술한 낙하 횟수 정보의 사용자에 대한 제공만으로도, 사용자의 사용상 주의를 환기시킬 수 있는 이점을 제공한다.
여기서, 낙하 감지부에 의하여 핸드헬드 타입 스캐너(1)의 낙하가 감지되는 경우로써, 낙하되는 핸드헬드 타입 스캐너(1)가 치료 환자의 구강 내부로 인입이 필요한 구강 스캐너로 구비된 경우 치료 환자의 위생 보호를 위해 사용자 프로그램을 통하여 사용자에게 제품의 소독을 권장하거나, 핸드헬드 타입 스캐너(1)에 자체 UV 소독기가 구비된 경우 UV 소독을 실시할 수 있다.
한편, 충격 저감부(100,200,400) 중 배터리 착탈부(200)는, 도 3, 도 6a 및 도 6b에 참조된 바와 같이, 스캐닝 전장부에 대한 전원 공급을 위해 마련된 착탈식 배터리(300)를 본체(11)로부터 분리시킴으로써 외부 충격을 저감시키는 실시예이다.
보다 상세하게는, 도 3에 참조된 바와 같이, 본체(11)의 후단부에는, 착탈 가능하고 소정의 전원을 공급하는 착탈식 배터리(300)가 더 구비될 수 있다.
핸드헬드 타입 스캐너(1)는, 사용자의 휴대성 및 사용성을 향상시키기 위하여 경량 및 소형으로 제조되는 한편, 환자의 구강 스캐닝 과정 동안 비교적 많은 전력이 소모되는 점에서, 외부 전원(미도시)을 전원 케이블(미도시)을 통해 본체(11)와 연결하여 공급하거나, 본체(11)의 착탈 결합되어 별도의 전원 케이블 없이 직접 전원을 공급하는 착탈식 배터리(300)로 구비될 수 있다.
착탈식 배터리(300)가 본체(11)에 결합된 경우에는 배터리의 특성 상 본체(11)의 중량이 증가함에 따라, 본체(11) 낙하에 따른 외부 충격 또한 착탈식 배터리(300)의 중량만큼 증가하여 본체(11) 내부의 스캐닝 전장부 또는 광학 부재에 더 큰 충격을 가할 수 있다.
이에, 배터리 탈거부(200)는, 낙하 감지부에 의하여 본체(11)의 낙하가 감지되면, 착탈식 배터리(300)를 본체(11)로부터 순간적으로 분리시킴으로써, 본체(11) 전체의 중량을 낮춰 충격량을 감소시키는 역할을 수행한다.
보다 상세하게는, 배터리 탈거부(200)는, 도 6a 및 도 6b에 참조된 바와 같이, 착탈식 배터리(300)와 본체(11)의 결합 부위에 구비된 적어도 하나의 솔레노이드 박스(210)와, 솔레노이드 박스(210)의 내부에서 착탈식 배터리(300)의 일면을 푸쉬하는 적어도 하나의 솔레노이드 로드(220)를 포함할 수 있다.
솔레노이드 로드(220)는, 직선 방향 이동됨으로써, 착탈식 배터리(300)의 본체(11)에 대한 결합이 해제되도록 착탈식 배터리(300)의 일면을 푸쉬하는 구성일 수 있다.
본체(11)로부터 상대적으로 큰 중량을 차지하는 착탈식 배터리(300)가 분리되면, 본체(11)에 대한 외부 충격량이 작아짐에 따라, 본체(11)의 내부공간에 설치된 스캐닝 전장부 및 광학 부재에 대하여 전달되는 충격량도 감소하는 효과를 가진다.
충격 저감부(100,200,400) 중 에어 포켓부(100) 및 배터리 탈거부(200)는, 낙하 감지부의 감지값과 연동하여 작동되는 실시예에 해당되나, 충격 저감부(100,200,400) 중 척력 발생부(400)는, 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이에 배치되어 낙하 감지부의 감지값과는 상관없이 상시 본체(11)의 외부 충격을 저감하는 실시예이다.
보다 상세하게는, 도 7에 참조된 바와 같이, 척력 발생부(400)는, 본체(11)의 내면에 부착된 적어도 하나의 제1마그네트(410)와, 메인 마운트(80)에 부착되되, 적어도 하나의 제1마그네트(410)와 대향되게 부착된 적어도 하나의 제2마그네트(420)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1마그네트(410)와 제2마그네트(420)는, 상호 척력이 형성되도록 배치된 영구 자석일 수 있다. 그러나, 반드시 제1마그네트(410) 및 제2마그네트(420)가 영구 자석으로 구비되어야 하는 것은 아니고, 전기적으로 극성이 제어되는 한도에서 전자석으로 구비되는 것도 가능함은 당연하다고 할 것이다. 제1마그네트(410)와 제2마그네트(420)가 전자석으로 구비되는 경우, 낙하 감지부의 감지값을 기반으로 연동 제어될 수 있음은 당연하다.
제1마그네트(410)와 제2마그네트(420)는 상호 척력을 발생시키는 이격 거리에 배치되되, 미도시 되었으나, 본체(11)의 내면과 메인 마운트(80) 사이의 틈새를 채워주는 충전재에 고정될 수 있다. 따라서, 본체(11)의 외부로부터 소정의 충격이 전달되면, 1차적으로는 충전재에 의하여 외부 충격이 흡수됨과 아울러, 제1마그네트(410)와 제2마그네트(420) 사이에 형성된 척력에 의하여 2차적으로 외부 충격이 저감될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너(1)는, 에어 포켓부(100)와 배터리 탈거부(200)의 형태로 구현되는 충격 저감부(100,200)에 의하여 본체(11)의 낙하에 따른 충격을 저감시킴은 물론, 상호 척력을 발생시키면서 스캐닝 전장부 및 광학 부재로 전달되는 충격을 저감하는 척력 발생부(400)의 형태로 구현되는 충격 저감부(400)를 통해 외부 충격을 저감시킬 수 있으므로, 비교적 고가의 구성품(스캐닝 전장부 및 광학 부재)의 파손을 방지할 수 있는 이점을 제공한다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 타입 스캐너(1)를 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 의해 정해진다고 할 것이다.
1: 핸드헬드 타입 스캐너 10: 케이스
11: 본체 12: 로워 케이스
13: 어퍼 케이스 14: 프로브 팁
15: 스캔 조작 버튼 16: 개구부
18: 프로브 팁 마운트 19: 입력부 설치홀
20: 카메라 렌즈 21: 제1 카메라 렌즈
22: 제2 카메라 렌즈 31a,32a: 이미징 보드
31b,32b: 이미징 센서 60: 반사부재
70: 광 프로젝터 80: 메인 마운트
90: 백 커버 95: 흡기 팬
100: 에어 포켓부 110: 에어 포켓
120: 공기 충전 조절부 200: 배터리 탈거부
210: 솔레노이드 박스 220: 솔레노이드 로드
300: 착탈식 배터리 400: 척력 발생부
410: 제1마그네트 420: 제2마그네트
11: 본체 12: 로워 케이스
13: 어퍼 케이스 14: 프로브 팁
15: 스캔 조작 버튼 16: 개구부
18: 프로브 팁 마운트 19: 입력부 설치홀
20: 카메라 렌즈 21: 제1 카메라 렌즈
22: 제2 카메라 렌즈 31a,32a: 이미징 보드
31b,32b: 이미징 센서 60: 반사부재
70: 광 프로젝터 80: 메인 마운트
90: 백 커버 95: 흡기 팬
100: 에어 포켓부 110: 에어 포켓
120: 공기 충전 조절부 200: 배터리 탈거부
210: 솔레노이드 박스 220: 솔레노이드 로드
300: 착탈식 배터리 400: 척력 발생부
410: 제1마그네트 420: 제2마그네트
Claims (11)
- 본체에 구비되고, 이미징 센서를 포함하는 스캐닝 전장부;
광을 조사하거나 상기 이미징 센서로 광을 입사시키는 광학 부재; 및
상기 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나에 대한 충격을 저감시키는 충격 저감부; 를 포함하고,
상기 충격 저감부는, 상기 스캐닝 전장부 및 광학 부재가 설치된 상기 본체의 내부에서 팽창 전개 가능하도록 구비된 에어 포켓부; 를 포함하는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 낙하를 감지하는 낙하 감지부; 가 더 구비되며,
상기 충격 저감부는 상기 본체의 낙하가 감지되면 동작하는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 2에 있어서,
상기 낙하 감지부는,
상기 본체의 거동을 가속도 값으로 변환하여 인지하는 가속도 센서; 를 포함하는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 3에 있어서,
상기 본체에 대한 사용자의 파지를 감지하는 파지 센서; 가 더 구비되고,
상기 가속도 센서에 의하여 인지된 상기 본체의 가속도 값이 설정값 이상이고, 상기 파지 센서에 의하여 사용자의 파지가 아닌 것으로 감지된 경우 상기 충격 저감부가 작동되는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 1에 있어서,
상기 본체에는, 상기 스캐닝 전장부 및 상기 광학 부재 중 적어도 하나의 설치를 매개하는 메인 마운트; 가 더 구비되고,
상기 에어 포켓부는, 상기 본체의 내면과 상기 메인 마운트 사이에서 팽창 전개되는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 5에 있어서,
상기 에어 포켓부는,
공기가 주입되면 팽창되고, 공기가 배출되면 축소되는 에어 포켓; 및
상기 에어 포켓에 공기를 주입 및 배출시키는 공기 충전 조절부; 를 포함하는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 5에 있어서,
상기 본체에는, 외기를 상기 본체의 내부로 유동시키는 흡기 팬; 이 더 구비되고,
상기 에어 포켓부는, 공기가 주입되면 팽창되고, 공기가 배출되면 축소되는 에어 포켓을 포함하며,
상기 에어 포켓은, 전원이 ON되면 상기 흡기 팬에 의해서 공기가 주입되고, 전원이 OFF되면 공기가 배출되는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 6에 있어서,
상기 에어 포켓은, 탄성 재질 및 직물 재질 중 적어도 하나로 구비된, 핸드헬드 타입 스캐너. - 본체에 구비되고, 이미징 센서를 포함하는 스캐닝 전장부;
광을 조사하거나 상기 이미징 센서로 광을 입사시키는 광학 부재; 및
상기 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나에 대한 충격을 저감시키는 충격 저감부; 를 포함하고,
상기 본체에는, 상기 본체의 낙하를 감지하는 낙하 감지부 및 착탈 가능하고 소정의 전원을 공급하는 착탈식 배터리가 더 구비되며,
상기 충격 저감부는, 상기 낙하 감지부에 의하여 상기 본체의 낙하가 감지되면, 상기 착탈식 배터리를 상기 본체로부터 분리시키는 배터리 탈거부; 를 포함하는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 본체에 구비되고, 이미징 센서를 포함하는 스캐닝 전장부;
광을 조사하거나 상기 이미징 센서로 광을 입사시키는 광학 부재; 및
상기 스캐닝 전장부 및 광학 부재 중 적어도 하나에 대한 충격을 저감시키는 충격 저감부; 를 포함하고,
상기 본체에는, 상기 스캐닝 전장부 및 상기 광학 부재 중 적어도 하나의 설치를 매개하는 메인 마운트; 가 더 구비되고,
상기 충격 저감부는, 상기 본체의 내면과 상기 메인 마운트 사이에 구비된 척력 발생부; 를 더 포함하는, 핸드헬드 타입 스캐너. - 청구항 10에 있어서,
상기 척력 발생부는,
상기 본체의 내면에 부착된 적어도 하나의 제1마그네트; 및
상기 메인 마운트에 부착되되, 상기 적어도 하나의 제1마그네트와 대향되게 부착된 적어도 하나의 제2마그네트; 를 포함하고,
상기 제1마그네트와 상기 제2마그네트는 상호 척력이 형성되도록 배치된, 핸드헬드 타입 스캐너.
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210088108A KR102601145B1 (ko) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 핸드헬드 타입 스캐너 |
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| KR20230007179A KR20230007179A (ko) | 2023-01-12 |
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2021
- 2021-07-05 KR KR1020210088108A patent/KR102601145B1/ko active IP Right Grant
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