KR20160038923A - Scanner for oral cavity having No-moving variable focus optics and Oral cavity scanning method thereof - Google Patents

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Abstract

An oral cavity scanner having an idle optical system according to an embodiment of the present invention comprises: an oral cavity scanner body; an optical source which is installed inside the oral cavity scanner body and has a color of at least one wavelength; an optical pipe which is configured to homogenize incident light using internal total reflection while the light passes through the optical pipe, wherein the light enters at a surface of the optical pipe facing the optical source and exits from an opposite surface; a microlens array which focuses the light which is homogenized in the optical pipe; a beam splitter which transmits the light, which is focused and delivered by the microlens array, and reflects the rest light to a predetermined angle; an idle optical system which varies a refractive index of the light, which passes through the beam splitter, in association with a control signal from a control unit and focuses the light, which passes through the beam splitter, on a surface of a tooth; a relay optical system which delivers the light, which passes through the idle optical system, in a predetermined size; a reflection member which reflects the light, which is delivered from the relay optical system, to the surface of a tooth through a window formed at a position facing the oral cavity scanner body; and an imaging unit on which the light, which is reflected on the surface of a tooth and delivered through the reflection member, the relay optical system, and the beam splitter, is focused to form a digital image. A focusing set value of the idle optical system can be varied according to the kind of the tooth whose image is formed on the imaging unit.

Description

무구동 광학계를 구비하는 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캐닝 방법 {Scanner for oral cavity having No-moving variable focus optics and Oral cavity scanning method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an oral cavity scanning optical system and an oral cavity scanning method using the same,

본 실시예는 구강 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원의 종류 및 파장에 따른 광학계의 구성을 최적화할 수 있는 무구동광학계를 이용한 포커싱이 가능한 구강 스캐너에 관한 것이다.
The present invention relates to an oral scanner, and more particularly, to an oral scanner capable of focusing using a non-driving optical system that can optimize the configuration of an optical system according to the type and wavelength of a light source.

일반적으로, 치과 병원 등에서는 환자의 치아에 대한 석고 모형을 제작하는 인상채득과정(impression taking)을 통해 환자의 손상된 치아에 대한 치료 및 진료를 수행한다. 보조적인 방법으로 엑스레이와 같은 방사선을 구강의 환부에 투사하여 2차원적인 화면을 획득하거나, 컴퓨터 단층(CT, Computer Tomography) 사진을 이용하기도 하였다. Generally, in a dental hospital or the like, impression taking is performed to produce a gypsum model for a patient's teeth, thereby treating and treating the damaged tooth of the patient. As an adjunctive method, radiation such as x - rays was projected onto the affected part of the mouth to acquire a two - dimensional image or use computerized tomography (CT) pictures.

그러나 이와 같은 방식은 환자에게 많은 불편함을 야기한다. 석고 모형을 만들기 위해서는 일정 시간 이상 동안 반고체 상태의 석고가 들어있는 틀을 입에 문 상태로 기다려야 하는데, 환자가 정확하게 물고 있지 못하거나, 물고 있는 중에 틀이 움직일 경우, 정확한 환자의 치아 모형이 만들어지지 못할 수 있다. 또한, 작업자의 숙련도에 따라 오차가 발생할 수 있으며, 틀을 정확하게 만들었다 하더라도, 기공사에서 틀에 따라 모형을 만드는 과정 중에 오차가 발생할 수도 있다. 특히, 석고틀 등을 여러 명의 환자들이 사용하기 때문에, 소독 등이 충분하게 이루어지지 않을 경우, 위생상 문제가 발생할 수도 있다.However, this method causes a lot of inconvenience to the patient. In order to make a gypsum model, it is necessary to wait for a period of more than a certain period of time with the frame containing the gypsum in the mouth, and if the patient does not hold it correctly or the frame moves while it is biting, I can not. In addition, an error may occur according to the skill of the operator, and even if the frame is made correctly, errors may occur during the model making process according to the framework of the technician. In particular, because of the use of gypsum molds by several patients, hygiene problems may arise if disinfection is not done sufficiently.

이에 따라, 최근에는 광학기기를 이용하여 환자 구강 내부의 치아 상태를 물리적인 접촉 없이 3차원으로 스캐닝/촬영 하여 정확한 환자 치아의 형상 및 상태를 측정할 수 있는 기술이 활발하게 연구되고 있다.
Recently, techniques for accurately measuring the shape and state of a patient's teeth by scanning / photographing the tooth state inside the oral cavity of a patient in three dimensions without physical contact using an optical instrument have been actively studied.

본 실시예는 소형 광학계에 적합하며, 다양한 광원 및 파장 영역에서도 신속한 응답성을 제공할 수 있으며, 소음, 진동, 수명, 경량화 등을 제공할 수 있는 무구동 광학계를 구비한 구강 스캐너를 제공한다.
The present embodiment provides an oral scanner equipped with a non-driving optical system that is suitable for a small optical system and can provide quick response in various light sources and wavelength ranges and can provide noise, vibration, life, and weight.

본 실시예에 따른 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너는 구강 스캐너 몸체; 상기 구강 스캐너 몸체 내부에 설치되며, 적어도 하나 이상의 파장의 색상을 가지는 광원; 상기 광원과 마주보는 면으로 빛이 입사되고, 그 반대면으로 입사된 빛이 통과하며, 빛의 통과 과정 중에 내부 전반사를 이용하여 입사된 빛을 균질 하게 구성하는 광 파이프; 상기 광 파이프에서 균질화된 빛을 집광하는 마이크로 렌즈 어레이; 상기 마이크로 렌즈 어레이에서 집광되어 전달되는 빛은 투과하고, 그 외의 빛은 일정 각도로 반사하는 빔 스플리터; 제어부의 제어신호에 연동하여 상기 빔 스플리터를 통과한 빛의 굴절률을 가변 시켜 상기 빔 스플리터를 통과한 빛을 치아 표면에 포커싱하는 무구동 광학계; 상기 무구동 광학계를 통과한 빛을 일정한 크기로 전달하는 릴레이 광학계; 상기 릴레이 광학계에서 전달된 빛을 상기 구강 스캐너 몸체의 마주보는 위치에 형성된 윈도우를 통해 치아 표면으로 반사하는 반사부재; 및 상기 치아 표면에서 반사되어, 반사부재, 릴레이광학계, 무구동광학계 및 빔 스플리터로 전달되어 반사된 빛이 결상되어 디지털 이미지를 형성하는 이미징 유닛;을 포함하며, 상기 무구동 광학계는 상기 이미징 유닛에 결상되는 치아의 종류에 따라 포커싱 설정값이 가변 될 수 있다.The mouth scanner having the non-driving optical system according to the present embodiment includes a mouth scanner body; A light source installed inside the mouth scanner body and having a color of at least one wavelength; A light pipe through which light is incident on a surface facing the light source, light incident on the opposite surface passes through the light pipe, and uniformly configures incident light using total internal reflection during the passage of light; A microlens array for condensing the homogenized light in the light pipe; A beam splitter through which light transmitted through the microlens array is transmitted, and the other light is reflected at a predetermined angle; A non-driving optical system for varying a refractive index of light passing through the beam splitter in cooperation with a control signal of a control unit and focusing the light passing through the beam splitter on a tooth surface; A relay optical system for transmitting light having passed through the non-driving optical system at a predetermined size; A reflecting member for reflecting the light transmitted from the relay optical system to a tooth surface through a window formed at an opposite position of the mouth scanner body; And an imaging unit which is reflected from the tooth surface and is transmitted to a reflecting member, a relay optical system, a driving non-driving optical system, and a beam splitter to form a digital image by reflecting the reflected light, The focusing setting value can be varied depending on the type of teeth to be formed.

상기 광원과 광 파이프 사이에 편광부재가 더 설치될 수 있다.A polarizing member may be further provided between the light source and the light pipe.

상기 광 파이프는 광 투과성 재질로 형성되며, 일정 길이를 가지는 육각형의 균질화 막대(homogenizing rod)일 수 있다.The light pipe may be formed of a light transmitting material and may be a hexagonal homogenizing rod having a predetermined length.

상기 릴레이 광학계는 주광선의 경로가 광축과 평행한 적어도 하나의 대물 텔레센트릭 렌즈(objective telecentric lens)를 포함할 수 있다.The relay optical system may include at least one objective telecentric lens whose path of principal ray is parallel to the optical axis.

상기 이미징 유닛은 상기 빔 스플리터를 통해 전달된 빛이 입사하는 이미징 편광부재; 상기 편광부재의 빛이 통과하는 적어도 하나 이상의 렌즈를 가지는 이미징 광학계; 상기 이미징 광학계를 통과한 빛을 선택적으로 투과하는 핀홀 어레이; 상기 핀홀 어레이를 투과한 빛이 결상되는 촬상소자; 및 상기 촬상소자가 실장되는 회로기판;을 포함할 수 있다.Wherein the imaging unit comprises: an imaging polarizing member on which light transmitted through the beam splitter is incident; An imaging optical system having at least one lens through which the light of the polarizing member passes; A pinhole array selectively transmitting light passing through the imaging optical system; An imaging element in which light transmitted through the pinhole array forms an image; And a circuit board on which the imaging device is mounted.

상기 마이크로 렌즈 어레이, 무구동 광학계 및 릴레이 광학계를 구성하는 렌즈들은 광축을 따라 움직이지 않도록 고정 배치되고, 상기 무구동 광학계를 구성하는 렌즈는 위치 고정된 상태에서 굴절률 변화를 통해 상기 광원의 포커싱 위치가 가변 될 수 있다.Wherein the lenses constituting the microlens array, the drivingless optical system, and the relay optical system are fixedly arranged so as not to move along the optical axis, and the lens constituting the no-driving optical system has a focusing position of the light source through a change in refractive index Can be varied.

상기 광원은 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue) 파장의 빛을 조사하는 광학소자일 수 있다.The light source may be an optical element that emits light of red, green, and blue wavelengths.

본 실시예에 따른 무구동 광학계를 구비하는 구강 스캐너를 이용한 구강 스캐닝 방법은 광원에서 조사된 빛을 치아 표면에 결상시켜 치아 이미지를 획득하는 단계; 획득된 치아 이미지를 데이터 베이스와 비교하는 단계; 치아종류를 판단하는 단계; 판단된 치아종류에 따른 최적 포커싱 설정값을 선택하는 단계; 포커싱 설정값을 무구동 광학계에 적용하는 단계; 및 치아종류 확인이 불가능할 경우, 스캐닝 단층 구간을 세부화하는 단계;를 포함할 수 있다.
A method of scanning an oral cavity using an oral scanner having a non-driving optical system according to an embodiment of the present invention includes: obtaining a tooth image by imaging light emitted from a light source on a tooth surface; Comparing the acquired tooth image with a database; Determining a tooth type; Selecting an optimal focusing setting value according to the determined tooth type; Applying a focusing setting value to the driveless optical system; And if the tooth type identification is not possible, detailing the scanning fault section.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 기존의 공초점 방식의 구강 스캐너들과 달리 영상획득을 위한 모터 구동부품을 삭제하고, 무구동 광학계를 구비하므로, 모터 구동부품으로 인한 소음, 진동 및 제한 적인 수명 등의 문제 발생을 방지할 수 있다.According to the present embodiment as described above, unlike the conventional confocal scanning type oral scanners, since the motor driving parts for image acquisition are eliminated and the drivingless optical system is provided, noise, vibration and limited lifetime And the like can be prevented.

또한, 실시간으로 스캐닝 되는 치아의 형상 이미지를 데이터 베이스에 저장된 형태와 비교 판단하여, 치아 종류에 따른 무구동 광학계의 최적 설정값을 부여하기 때문에, 신속하고 정확한 구강 내 치아 이미지 스캐닝이 가능하다.
In addition, since the shape image of the tooth scanned in real time is compared with the shape stored in the database, and the optimal setting value of the non-driving optical system is given according to the tooth type, quick and accurate scanning of the tooth image in the oral cavity is possible.

도 1은 본 실시예에 따른 구강 스캐너의 개략적인 도면,
도 2는 도 1의 구강 스캐너의 블록도,
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 무구동 광학계의 동작을 예시적으로 도시한 도면,
도 5는 본 실시예에 따른 구강 스캐너 시스템의 도면, 그리고,
도 6은 본 실시예에 따른 구강 스캐너를 이용한 구상 스캐닝 방법을 도시한 흐름도 이다.
1 is a schematic view of an oral scanner according to the present embodiment,
Figure 2 is a block diagram of the oral scanner of Figure 1;
FIGS. 3 and 4 are views showing an exemplary operation of the driveless optical system according to the present embodiment,
5 is a view of an oral-type scanner system according to the present embodiment,
FIG. 6 is a flowchart illustrating a spherical scanning method using an oral scanner according to the present embodiment.

이하, 본 실시예에 따른 무구동 광학계를 구비하는 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캐닝 방법을 도면을 참고하여 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, an oral scanner having a non-driving optical system according to the present embodiment and an oral scanning method using the same will be described with reference to the drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced have.

한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.On the other hand, terms including an ordinal number such as a first or a second may be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by the terms, and the terms may refer to a constituent element from another constituent element It is used only for the purpose of discrimination.

도 1은 본 실시예에 따른 구강 스캐너의 개략적인 도면, 도 2는 도 1의 구강 스캐너의 블록도, 도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 무구동 광학계의 동작을 예시적으로 도시한 도면, 도 5는 본 실시예에 따른 구강 스캐너 시스템의 도면, 그리고, 도 6은 본 실시예에 따른 구강 스캐너를 이용한 구상 스캐닝 방법을 도시한 흐름도 이다.Fig. 1 is a schematic diagram of an oral scanner according to the present embodiment, Fig. 2 is a block diagram of the oral scanner of Fig. 1, and Figs. 3 and 4 are diagrams exemplarily showing the operation of the undriven optical system according to the present embodiment FIG. 5 is a view of the oral-type scanner system according to the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a spherical-scanning method using the oral-type scanner according to the present embodiment.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 구강 스캐너(1000)는 광원(10), 광학시스템, 무구동 광학계(100), 릴레이 광학계(60) 및 반사부재(70), 이미징 유닛(200)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 광학시스템은 편광부재(20), 광 파이프(30), 마이크로 렌즈 어레이(40), 빔 스플리터(50)을 포함할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 광학시스템은 설계에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 예컨대, 편광부재(20) 등이 생략될 수도 있고, 광 파이프(30)와 마이크로 렌즈 어레이(40)는 단일 광학계로 대체되는 것도 가능하며, 이들 모두를 하나의 광학 시스템으로 묶어서 구성할 수도 있다.1 and 2, the oral scanner 1000 according to the present embodiment includes a light source 10, an optical system, a non-driving optical system 100, a relay optical system 60 and a reflecting member 70, Unit 200 as shown in FIG. Here, the optical system may include a polarizing member 20, a light pipe 30, a microlens array 40, and a beam splitter 50. However, it is not limited thereto, and the optical system can be configured in various ways according to the design. For example, the polarization member 20 and the like may be omitted, and the light pipe 30 and the microlens array 40 may be replaced by a single optical system, or all of them may be constituted by one optical system.

광원(10)은 LED와 같은 반도체 소자를 이용하여 빛을 조사하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 구강 스캐너 몸체(1001)의 내부에 적어도 하나 이상의 광원소자를 가지도록 형성될 수 있다. 일 예로, 본 실시예에 따르면, 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue) 광원소자(11)(12)(13)로 구성될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 단일 파장의 빛을 조사하도록 구성할 수도 있고, 선형 레이저 광을 조사하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source 10 irradiates light using a semiconductor device such as an LED, and may be formed to have at least one light source element inside the oral-type scanner body 1001 as shown in FIG. For example, according to the present embodiment, it may be composed of red, green and blue light source elements 11, 12, and 13. However, the present invention is not limited to this, and it may be configured to irradiate light of a single wavelength, or to irradiate linear laser light.

편광부재(20)는 상기 광원(10)에서 조사된 빛이 진동하는 방향을 균일하게 필터링 하기 위한 것으로, x축 또는 y축 방향 중 어느 한 방향으로 필터링 할 수 있다. 한편, 편광부재(20)는 별도의 필터 형태로 광 경로 상에 배치할 수도 있고, 상기 광원을 형성하는 광원소자들의 광 조사면 상에 코팅 또는 필터부착 등으로 구성하는 것도 가능하다.The polarizing member 20 is for filtering the direction in which the light emitted from the light source 10 vibrates uniformly, and may be filtered in either the x-axis direction or the y-axis direction. On the other hand, the polarizing member 20 may be disposed on the optical path in the form of a separate filter, or may be formed with a coating or a filter on the light irradiation surface of the light source elements forming the light source.

광 파이프(30)는 균질화 로드(homogenizing rod)로 마련될 수 있으며, 상기 광원(10)의 스펙트럼 특성과 관계 없이 내부 전반사를 이용하여 비균질 광원을 균질 하게 형성할 수 있다. 광 파이프(30)는 육각형상의 기둥 형태로 마련될 수 있으며, 빛이 투과할 수 있도록 광 투과성 재질로 형성될 수 있다. The light pipe 30 may be provided as a homogenizing rod, and the heterogeneous light source may be uniformly formed by using total internal reflection regardless of the spectral characteristics of the light source 10. The light pipe 30 may be formed in a hexagonal columnar shape and may be formed of a light transmitting material so that light can be transmitted.

마이크로 렌즈 어레이(40)는 상기 광 파이프(30)에서 균질화된 빛을 집광하여 빔 스플리터(50) 측으로 전달할 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(40)는 집광효율을 향상시킬 수 있는 액정 마이크로 렌즈 어레이로 마련될 수도 있다. 이 경우, 초점 거리 및 집광 효율 등을 전기적으로 조절하는 것도 가능하다. 액정 마이크로 렌즈의 경우 패턴된 전극 구조 및 기판 표면에 형성된 굴곡 구조 등을 이용하여 액정층 내에 굴절률 분포를 조절하여 집광 특성을 조절할 수도 있다.The microlens array 40 can condense the light homogenized in the light pipe 30 and transmit it to the beam splitter 50 side. The microlens array 40 may be provided as a liquid crystal microlens array capable of improving the light condensing efficiency. In this case, it is also possible to electrically adjust the focal distance and the condensing efficiency. In the case of a liquid crystal microlens, the light converging characteristic can be controlled by controlling the refractive index distribution in the liquid crystal layer by using a patterned electrode structure and a bending structure formed on the substrate surface.

빔 스플리터(50)는 특정 조건을 만족하는 빛은 투과하고, 해당 조건을 만족하지 않는 빛은 반사하는 특징을 이용하여 광학계의 광 경로를 형성할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 빔 스플리터(50)는 편광 빔 스플리터(PBS)로 마련될 수 있다. 편광 빔 스플리터는 P편광을 투과하고, P편광에 수직한 S편광은 반사시킬 수 있어 입사광의 편광상태를 직교성분으로 나눌 수 있다. 이때, S편광을 반사하는 반사면은 유전체다층막을 사용하여 코팅할 수 있으며, 이를 통해 광 손실을 최소화할 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 레이저 빔 등과 같이 광량가변조정이 없는 광원을 사용하거나, 외부 광량 조정이 필요할 경우, 입사 및 반사각도를 가변 할 수 있는 가변식 빔 스플리터(VBS)로 구성할 수도 있다. 이 경우 임의의 편광 방향에 대해서도 사용 가능하며, 투과율 특성은 편광 특성 상태에 따라 결정될 수 있다. 빔 스플리터(50)는 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 합성석영 재질을 사용할 수 있다. The beam splitter 50 can form the optical path of the optical system by using the characteristic that the light satisfying the specific condition is transmitted and the light not satisfying the condition is reflected. According to the present embodiment, the beam splitter 50 may be provided with a polarization beam splitter (PBS). The polarized beam splitter can transmit the P polarized light and reflect the S polarized light perpendicular to the P polarized light, so that the polarization state of the incident light can be divided into orthogonal components. At this time, the reflective surface reflecting S-polarized light can be coated using a dielectric multi-layered film, thereby minimizing optical loss. However, the present invention is not limited to this, and a variable beam beam splitter (VBS) can be used that uses a light source such as a laser beam or the like, and adjusts incident and reflection angles when external light amount adjustment is required. In this case, any polarization direction can be used, and the transmittance characteristic can be determined according to the polarization characteristic state. The beam splitter 50 may be formed of a light transmitting material or a synthetic quartz material.

무구동 광학계(100)는 광축(C)에 대하여 고정 배치되어, 통과하는 빛의 굴절률을 제어부(300)의 제어신호에 연동하여 가변 할 수 있다. 무구동 광학계(100)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있으며, 이 렌즈는 광축(C)에 대하여 고정된 상태로 통과하는 빛의 굴절률을 변경하여 광원(10)의 빛의 초점 거리를 조절할 수 있다. The drivingless optical system 100 can be fixedly arranged with respect to the optical axis C and can vary the refractive index of light passing therethrough in conjunction with the control signal of the control unit 300. [ The drivingless optical system 100 may include at least one lens that can adjust the focal length of the light of the light source 10 by changing the refractive index of the light passing through the lens in a fixed state with respect to the optical axis C. have.

무구동 광학계(100)는 다양하게 구성될 수 있는데, 일 예로 가변 굴절판 형태로 마련될 수 있다. 가변 굴절판으로 구성된 무구동 광학계(100)는 구동전압에 반응하여 광학적 배향 변화되는 다수의 액정 셀(미도시)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 다수의 액정 셀들은 매트릭스 기재에 분산된 형태일 수 있으면, 굴절율 및/또는 시야각을 조절하는 것도 가능하다. 따라서 구동전압이 가해지면, 가변 굴절판의 굴절율은 변화하게 되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 전압이 인가되지 않은 0 V(Zero Volt) 상태에서는 굴절율의 변화없이 빛이 그대로 투과한다. 그러나 일정 전압이 인가되면, 도 4에 도시된 바와 같이 가변 굴절판의 굴절율은 변화하여, 광학중심으로부터 가장자리로 가면서 공간적인 구배(기울기, gradient)를 가지도록 하여 치아 표면으로 결상 되는 광원의 빛의 초점거리를 변화시킬 수 있다.The non-driving optical system 100 may be configured in various manners, for example, in the form of a variable bending plate. The drivingless optical system 100 composed of a variable refractive sheet can include a plurality of liquid crystal cells (not shown) that are optically changed in response to a driving voltage. For example, it is also possible to adjust the refractive index and / or the viewing angle if a plurality of liquid crystal cells can be dispersed in the matrix substrate. Therefore, when the driving voltage is applied, the refractive index of the variable refractive sheet changes. As shown in FIG. 3, in the 0 V (zero voltage) state where no voltage is applied, light passes through without change in the refractive index. However, when a constant voltage is applied, as shown in FIG. 4, the refractive index of the variable refractive sheet changes, and a spatial gradient (gradient) from the optical center to the edge is generated, The focal distance can be changed.

따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 구동전압의 오프(off) 상태에서는 가변 굴절판으로 구성된 무구동 광학계를 전후하여 치아면으로 전달되는 빛이 평행 광 형태를 유지하며 투과할 수 있다. 그러나 구동전압이 온(on)으로 전환되면, 피사체 빛은 가변 굴절판을 투과하면서 평행 광 형태에서 수렴 광 형태로 변화되고, 광축(C) 방향을 따라 소정의 초점거리를 두고 초점을 맺게 된다. 이때, 구동전압의 고저 레벨에 따라 굴절력이 가변화되면서 초점거리가 변화되고, 구동전압을 제어함으로써 초점거리를 조정하는 오토 포커싱 기능을 구현할 수 있다. 상기한 가변 굴절판에는 전원 공급을 위한 적어도 한 쌍 이상의 도전성 레그 등이 마련될 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 3, in the off state of the driving voltage, the light transmitted to the tooth surface before and after the non-driving optical system constituted by the variable refractive sheet can be transmitted while maintaining the parallel light form. However, when the driving voltage is turned on, the subject light changes from a parallel light form to a convergent light form while passing through the variable refractive sheet, and focuses at a predetermined focal distance along the optical axis (C) direction. At this time, the focal length is changed while varying the refractive power according to the high and low levels of the driving voltage, and the autofocusing function of adjusting the focal distance by controlling the driving voltage can be implemented. At least one pair of conductive legs for power supply may be provided on the variable bending section.

한편, 상기한 실시예에서는 가변 굴절판을 이용한 무구동 광학계(100)의 구성을 예시적으로 설명하였으나, 이를 한정하는 것은 아니다. 무구동 광학계(100)는 상기한 가변 굴절판 이외에도 압전소자를 이용한 구성, MEMS 액츄에이터를 이용한 구성, 액체 렌즈 등으로 치환 가능하며, 렌즈를 광축에 대하여 전진 또는 후퇴하는 방향으로 움직이지 않도록 고정한 상태에서 굴절률을 가변 할 수 있는 구조라면 어떠한 구성이든 치환하여 사용할 수 있다.In the above-described embodiment, the configuration of the driveless optical system 100 using the variable bending plate is exemplarily described, but the present invention is not limited thereto. The non-driving optical system 100 can be replaced with a configuration using a piezoelectric element, a configuration using a MEMS actuator, a liquid lens, or the like other than the above-described variable bending section, and in a state where the lens is fixed so as not to move in the direction of advancing or retracting with respect to the optical axis Any structure can be used as long as it can change the refractive index.

릴레이 광학계(60)는 상기 무구동 광학계(100)에서 포커싱 된 빛의 주광선의 경로를 광축과 평행하게 이송할 수 있다. 일반렌즈의 경우에는 물체를 향하는 발행으로 발산(diverged)되는 주광선의 분포를 가지지만, 본 실시예에 따른 릴레이 광학계(60)는 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)로 구성되어, 치아면을 향해 결상되는 빛을 광축에 평행하도록 형성할 수 있다. 일반적으로 동축조명으로 마련되는 광원(10)의 빛은 동일한 방향성을 가지도록 전달되어야, 결상되는 치아면의 밝기를 고르게 형성할 수 있다. 따라서 릴레이 광학계(60)를 텔레센트릭 렌즈로 구성할 경우, 발산조명과 수광 성분의 빛이 시료에 대한 반사조건이 최적화되어 고른 밝기와 광 효율을 확보할 수 있다. 상기한 텔레센트릭 렌즈로 구성된 릴레이 광학계(60)는 다양하게 구성될 수 있는데, 본 실시예에 따르면, 대물 텔레센트릭 렌즈(objective telecentric lens)로 마련되어 주광선이 물체측 방향으로 평행분포를 가질 수 있도록 마련될 수 있다. The relay optical system 60 can transfer the path of the principal ray of light focused by the non-driving optical system 100 in parallel with the optical axis. In the case of a general lens, the relay optical system 60 according to the present embodiment is composed of a telecentric lens, and has a distribution of principal rays diverged by issuing toward an object. However, Can be formed so as to be parallel to the optical axis. In general, the light from the light source 10, which is provided by coaxial illumination, must be transmitted so as to have the same directionality, so that the brightness of the tooth surface to be imaged can be uniformly formed. Therefore, when the relay optical system 60 is composed of a telecentric lens, the divergent illumination and the light of the light receiving component are optimized for the reflection condition of the sample, thereby ensuring uniform brightness and optical efficiency. According to the present embodiment, the relay optical system 60 composed of the telecentric lens described above may be provided as an objective telecentric lens so that the principal ray may have a parallel distribution in the object side direction .

반사부재(70)는 상기한 빔 스플리터(50)를 통과한 패턴광을 반사하여 구강 스캐너 몸체(1001)의 대응되는 위치에 배치된 윈도우(1002)를 통해 치아면(T)에 결상하고, 다시 치아면(T)에서 반사된 반사광을 빔 스플리터(50)의 반사면으로 전달할 수 있다. 반사부재(70)를 마련하면, 치아면(T)의 상부면 등을 용이하게 촬영할 수 있을 뿐만 아니라, 좁은 구강 내부 공간에서 치아를 촬영해야 하는 공간상의 제약에 따른 문제점을 해결할 수도 있다.The reflective member 70 reflects the pattern light having passed through the beam splitter 50 and forms an image on the tooth surface T through a window 1002 disposed at a corresponding position of the oral scanner body 1001, The reflected light reflected from the tooth surface T can be transmitted to the reflecting surface of the beam splitter 50. [ The provision of the reflecting member 70 not only makes it easy to take an image of the upper surface of the tooth surface T, but also solves a problem caused by a limitation of space in which a tooth is to be photographed in a narrow internal cavity.

이미징 유닛(200)은 상기 반사부재(70)를 통해 반사된 치아면(T)의 영상을 빔 스플리터(50)의 반사면으로부터 전달 받아, 3차원 이미지를 형성할 수 있다. 이미징 유닛(200)은 사용하는 광원(10)의 종류에 따라 다양하게 구성할 수 있는데, 일 예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 이미징 편광부재(210), 이미징 광학계(220), 핀홀 어레이(230), 촬상소자(240) 및 인쇄회로기판(250)으로 구성될 수 있다.The imaging unit 200 receives the image of the tooth surface T reflected through the reflection member 70 from the reflecting surface of the beam splitter 50 to form a three-dimensional image. The imaging unit 200 may be configured in various ways according to the type of the light source 10 to be used. For example, as shown in FIG. 2, the imaging unit 200 includes an imaging polarizing member 210, an imaging optical system 220, 230, an image pickup device 240, and a printed circuit board 250.

이미지 편광부재(210)는 빔 스플리터(50)의 반사면을 통해 결상 된 빛을 다시 필터링 하여 결상되는 빛의 성분을 균일하게 구성할 수 있다. 그리고, 필터링 된 빛을 이미징 광학계(220)와 핀홀 어레이(230)를 통해 3차원 집적영상을 형성할 수 있다. 즉, 집적영상(integral imaging) 기술은 시아각 내에서 연속적인 시점을 갖는 3차원 영상을 형성할 수 있는 기술이다. 즉, 렌즈 어레이를 사용하여 평행광으로부터 점광원 어레이를 핀홀 어레이(230)를 통해 형성하고, PDLC(Polymer-Dispersed Liquid Crystal)를 능동 분산기로 사용하여, 3차원 영상과 2차원 영상을 모두 촬상소자(240)에서 획득하는 것이 가능하다. 이 경우, 1개의 촬상소자(240)만 사용하기 때문에 구조가 간단하고 전력 소모를 줄일 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 이미징 유닛(200)의 구성은 상기한 구성 이외에도 일반적인 영상 촬영장치의 구성을 치환하여 사용하는 것도 가능하다.The image polarizing member 210 can filter the light that has been formed through the reflection surface of the beam splitter 50 again to uniformly configure the components of the light to be formed. A three-dimensional integrated image can be formed through the imaging optical system 220 and the pinhole array 230 with the filtered light. That is, the integral imaging technique is a technique capable of forming a three-dimensional image having a continuous viewpoint within a cine angle. That is, the point light source array is formed from the parallel light through the pinhole array 230 using the lens array, and the three-dimensional image and the two-dimensional image are both obtained by using the Polymer-Dispersed Liquid Crystal (PDLC) (240). ≪ / RTI > In this case, since only one imaging element 240 is used, the structure is simple and power consumption can be reduced. However, the present invention is not limited thereto, and the configuration of the imaging unit 200 may be replaced with the configuration of a general image capturing apparatus in addition to the above configuration.

인쇄회로기판(250)에는 촬상소자(240)가 실장 될 수 있으며, 미도시 된 수동 및 능동소자 들이 함께 실장 되어 이미징 유닛(200)에서 취득된 2차원 및 3차원 영상정보를 제어부(300) 측으로 전달할 수 있다. The image pickup device 240 can be mounted on the printed circuit board 250 and the two-dimensional and three-dimensional image information acquired by the imaging unit 200 can be transmitted to the control unit 300 side .

제어부(300)는 상기한 무구동 광학계(100)를 포함한 구강 스캐너의 동작을 제어하기 위한 것으로, 미도시 된 저장부에 치아 형상 정보에 대한 데이터베이스를 구비할 수 있다. 제어부(300)는 이미징 유닛(200)에서 획득한 치아면(T)의 영상 정보와 미리 저장된 치아 형상 데이터 베이스의 이미지를 비교하여, 촬영된 치아의 종류를 판단하여, 치아 종류에 따른 무구동 광학계(100)의 최적 설정값을 부여할 수 있다. The control unit 300 is for controlling the operation of the oral scanner including the driving-less optical system 100, and may include a database of tooth shape information in an unillustrated storage unit. The control unit 300 compares the image information of the tooth surface T acquired by the imaging unit 200 with the image of the previously stored tooth shape database to determine the type of the taken tooth, It is possible to give the optimum set value of the power supply 100.

사용자는 본 실시예에 따른 구강 스캐너를 치아면(T)과 일정 거리 이격 된 상태로 사용하지만, 구강 내부 공간이 협소하여 최대 이격 거리는 제한적이므로, 치아 종류에 따라 포커싱이 예상되는 거리는 크게 차이 나지 않는다. 따라서, 스캐닝 된 치아면(T)의 이미지를 이용하여 치아의 종류가 판단되면, 기설정 된 최적 포커싱 설정값을 무구동 광학계(100)로 전달하여, 최소한의 굴절률 변화로 포커싱 작업을 완료할 수 있도록 구성할 수 있어, 장치의 응답속도를 개선할 수 있다.The user uses the oral scanner according to the present embodiment in a state of being spaced apart from the tooth surface T by a certain distance. However, since the internal space of the oral cavity is narrow and the maximum separation distance is limited, . Accordingly, when the type of tooth is determined using the image of the scanned tooth surface T, the predetermined optimal focusing setting value is transmitted to the no-driving optical system 100, and the focusing operation can be completed with the minimum refractive index change So that the response speed of the apparatus can be improved.

한편 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 구강 스캐너(1000)는 제어부(300)를 포함하는 시스템 바디(1100)와 구강 스캐너(1000)와 시스템 바디(1100)를 연결하는 배선부재(1200) 및 디스플레이 유닛(1300)을 포함할 수 있다.5, the oral scanner 1000 according to the present embodiment includes a system body 1100 including a controller 300, a wiring member (not shown) for connecting the oral scanner 1000 and the system body 1100 1200 and a display unit 1300. The display unit 1300 includes a display unit 1300,

시스템 바디(1100)의 내부에는 전원부(미도시)와 제어부(300)가 설치될 수 있으며, 노출된 부분에는 조작부(1110)가 마련되어, 구강 스캐너(1000)의 작동을 제어할 수 있다. A power supply unit (not shown) and a control unit 300 may be installed inside the system body 1100 and an operation unit 1110 may be provided at an exposed portion of the system body 1100 to control the operation of the oral scanner 1000.

배선부재(1200)는 일단은 시스템 바디(1100)와 연결되고, 타단은 구강 스캐너(1000)와 연결되어, 구강 스캐너(1000)에 전원을 공급하면서, 구강 스캐너(1000)를 통해 획득된 이미지 정보를 제어부(300) 측에 전달할 수 있다. The wiring member 1200 is connected to the system body 1100 at one end and connected to the oral scanner 1000 to supply power to the oral scanner 1000, To the control unit 300 side.

디스플레이 유닛(1300)은 상기 구강 스캐너(1000)에서 획득된 이미지 정보를 실시간으로 사용자에게 제공하여, 실제 스캐닝 되고 있는 치아면(T)의 이미지가 정상적으로 스캐닝 되고 있는지의 여부를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 한다.The display unit 1300 provides the user with the image information obtained from the oral scanner 1000 in real time so that the user can visually confirm whether or not the image of the tooth surface T actually being scanned is being normally scanned .

한편, 제어부(300)는 연결수단(1400)을 이용하여 3차원 프린터(400)와 연결되어, 획득된 치아면(T)의 이미지에 대응되는 입체 모형을 바로 형성할 수 있다. 이와 같이, 3차원 스캐닝을 이용하여 치아면(T)의 영상을 획득하면, 실제 환자의 치아와 동일한 모형을 제조하는 것이 가능하다. The control unit 300 may connect the three-dimensional printer 400 using the connection unit 1400 to directly form a three-dimensional model corresponding to the image of the obtained tooth surface T. As described above, when the image of the tooth surface T is acquired using the three-dimensional scanning, it is possible to manufacture the same model as the actual patient's teeth.

도 6은 본 실시예에 따른 무구동 광학계를 구비하는 구강 스캐너를 이용한 구강 스캐닝 방법을 개략적으로 도시한 흐름도 이다.FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a method of scanning an oral cavity using an oral scanner equipped with a non-driving optical system according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 구강 스캐너(1000)를 이용하여 치아면(T)의 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 치아면(T)을 따라 구강 스캐너(1000)를 이동할 때, 치아번호 순서대로 진행할 수 있다. 치아번호는 FDI World Dental Federation Notation을 사용할 수 있다. 즉, 영구치는 상악우측 대문니를 11번으로 시작하여 상악우측 사랑니를 18번으로, 상악좌측치아들은 21번부터 28번, 하악조측치아들은 31번부터 38번, 하악우측치아들은 41번부터 48번으로 부를 수 있다. 따라서, 상기한 치아번호 순서대로 진행함에 있어, 사용자가 먼저 치아번호를 수동으로 입력하여, 그 순서대로 치아를 스캐닝할 수도 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 사용자가 랜덤하게 치아를 스캐닝한 후, 연속적으로 취득된 스캐닝 영상을 통해 자동으로 해당 치아의 종류를 이미지 처리를 통해 확인하는 것도 가능하다(S10).The image of the tooth surface T can be obtained using the oral scanner 1000 according to the present embodiment. At this time, when the oral scanner 1000 is moved along the tooth surface T, it can proceed in order of tooth number. The tooth number can be FDI World Dental Federation Notation. In other words, the permanent teeth start from the upper right side of the upper main needle 11, the upper right wisdom teeth 18, the upper left teeth from 21 to 28, the mandibular teeth from 31 to 38, and the lower right teeth from 41 to 48 Can be called. Accordingly, in proceeding in order of the tooth number, the user may manually input the tooth number first, and then scan the tooth in the order. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible to automatically confirm the type of the tooth through image processing through the continuously acquired scanning image after the user randomly scans the tooth (S10).

S10단계에서 치아 이미지가 획득되면, 제어부(300)는 구강 스캐너(1000)의 이미징 유닛(200)이 취득한 3차원 이미지 정보와 데이터 베이스에 저장된 이미지를 비교한다. 이때, S10단계와 같이 치아번호에 따라 스캐닝을 수행할 경우, 치아번호에 맵핑된 기존 치아의 이미지와 비교할 수 있기 때문에 보다 신속하고 정확한 비교 작업을 수행할 수 있다. 그러나 사용자가 치아번호에 따른 스캐닝을 수행하지 않을 수도 있기 때문에, 이는 설정 모드를 통해 치아번호에 따른 스캐닝인지, 랜덤 스캐닝인지를 선택할 수도 있다(S20).When the tooth image is acquired in step S10, the control unit 300 compares the three-dimensional image information acquired by the imaging unit 200 of the oral scanner 1000 with the image stored in the database. At this time, when the scanning is performed according to the tooth number as in the step S10, it is possible to compare with the image of the existing tooth mapped to the tooth number, so that the comparison operation can be performed more quickly and accurately. However, since the user may not perform scanning according to the tooth number, it is possible to select whether to scan according to the tooth number or random scanning through the setting mode (S20).

S20단계에서 데이터 베이스에 저장된 치아 이미지와 스캐닝된 치아 이미지를 비교하여, 현재 스캐닝한 치아의 종류가 어떤 종류인지 판단할 수 있다. 치아 종류의 판단은 치아의 전체적인 윤곽 스캐닝이 종료될 경우, 이 정보를 바로 데이터 베이스의 이미지와 비교하여, 수행할 수도 있고, 전체적인 치아 모양이 스캐닝 되기 전에 취득된 부분 이미지만으로 비교 판단하는 것도 가능하다. 통상 구강 스캐닝은 치아별로 수행하기 보다는 멈춤 없이 연속적인 촬영을 통해 스캐닝이 이루어지므로, 촬영이 이루어지는 동안, 치아종류의 비교에 지나치게 많은 시간이 할애될 경우, 종류 판단 이전에 다음 치아의 스캐닝이 이루어질 수도 있기 때문이다(S30).At step S20, the tooth image stored in the database and the scanned tooth image are compared to determine what kind of tooth is currently scanned. When the overall contour scanning of the teeth is terminated, the determination of the tooth type can be performed by comparing the information with the image of the database directly, or it is also possible to perform the comparison determination using only the partial images acquired before the whole tooth shape is scanned . Oral scanning is usually performed by continuous shooting without stopping, rather than by tooth, so if too much time is spent to compare tooth types during imaging, the next tooth may be scanned (S30).

S30단계에서 치아종류가 판단될 경우, 해당 치아에 최적화된 포커싱 설정값을 선택할 수 있다. 예컨대, 앞니에 해당하는 11, 21, 31, 41번 치아의 경우에는 치아 끝단은 좁고 예리한 형상이므로 치아 면적이 좁게 형성되므로, 포커싱 위치가 포커싱 위치에 급격하게 변할 수 있다. 반면, 어금니에 해당하는 16, 17, 26, 27, 36, 37, 46, 47번 치아의 경우에는 상부면은 넓고 평평한 형상이므로 치아 면적은 넓게 형성되므로, 포커싱 위치가 완만하게 변할 수 있다. 따라서 이와 같은 설정값을 미리 설정하여 스캐닝을 수행할 경우 보다 신속하고 정확한 구강 스캐닝이 가능하다. 특히, 포커싱 영역 및 범위가 미리 설정되므로, 블리딩 또는 이물질 등에 의한 스캐닝 방해 요인의 영향을 최소화할 수 있다(S40). When the tooth type is determined in step S30, the optimum focusing setting value for the tooth can be selected. For example, in the case of teeth 11, 21, 31, and 41 corresponding to the front teeth, since the tip of the tooth is narrow and sharp, the tooth area is narrow, so that the focusing position may be abruptly changed to the focusing position. On the other hand, in the case of teeth 16, 17, 26, 27, 36, 37, 46, 47 corresponding to the molar teeth, since the upper surface is wide and flat, the tooth area is wide and the focusing position may be gradually changed. Therefore, it is possible to perform a quick and accurate oral scanning in the case of performing the scanning by setting the setting value in advance. In particular, since the focusing area and the range are set in advance, the influence of the scanning disturbance factor due to bleeding or foreign matter can be minimized (S40).

S40에서 치아별 포커싱 설정값이 선택되면, 제어부(300)는 설정값을 무구동 광학계(100) 측에 적용하여 스캐닝 구동을 수행할 수 있다. 이때, 사용자는 통상 본 실시예에 따른 구강 스캐너(1000)를 일정한 속도로 치아면(T)을 따라 이동하는데, 디스플레이 유닛(1300)에서는 획득된 치아의 3차원 이미지를 실시간으로 출력하여, 사용자가 정확하게 구강 스캐닝을 수행하고 있는지의 여부를 확인할 수 있다. 한편, S40단계의 설정값은 디스플레이 유닛(1300)에 출력하여, 앞니, 송곳니 등과 같은 치아의 번호에 따른 설정값 선택 유무와 함께, 현재 스캐닝 중인 치아의 종류, 상태, 이상 여부 등을 함께 출력하는 것도 가능하다(S50).If the focusing setting value for each tooth is selected in S40, the controller 300 may apply the set value to the non-driving optical system 100 side to perform the scanning driving. At this time, the user normally moves the oral scanner 1000 according to the present embodiment along the tooth surface T at a constant speed. The display unit 1300 outputs a three-dimensional image of the obtained tooth in real time, It is possible to confirm whether or not the mouth scanning is performed correctly. On the other hand, the set value in step S40 is output to the display unit 1300, and whether or not the set value is selected according to the tooth number such as the front teeth, canines, etc., together with the type, condition, (S50).

한편, S30단계에서 사용자의 실수 또는 블리딩이나 이물질 등에 의해 정확한 스캐닝이 이루어지지 않을 경우, 또는 각각의 단층 이미지 구간의 촬영된 이미지를 비교하여, 인접한 영상정보가 갑작스럽게 차이가 날 경우에는 디스플레이 유닛(1300)에 경고문구 등을 표시할 수 있다. 이와 함께, 제어부는 스캐닝 단층 구간을 세분화하여 잘못 스캐닝 된 부분이 정상적으로 스캐닝 될 수 있도록 설정값을 조정할 수 있다. 만일 잘못 스캐닝된 것이 아니라면, 각각의 영상들 사이 영역이 지나치게 넓게 형성된 것이기 때문에, 이를 보정할 수 있도록 단층영상 구간을 보다 세분화할 수 있도록 구성할 수 있다. 그리고, 세분화된 단층 구간으로 다시 S10단계로 진행하여 치아 이미지를 다시 획득할 수 있다(S60). On the other hand, if it is determined in step S30 that accurate scanning can not be performed due to a user's mistake, bleeding, foreign matter, or the like, or if images of adjacent single image information are suddenly changed, 1300) can be displayed. At the same time, the control unit may subdivide the scanning fault section so as to adjust the setting value so that the erroneously scanned portion can be normally scanned. If the image is not erroneously scanned, since the area between the respective images is formed to be excessively wide, the tomographic image section can be further subdivided so as to correct it. Then, the procedure proceeds to S10 in a segmented single layer section to acquire the tooth image again (S60).

이와 같은 본 실시예에 따르면, 광학계를 구성하는 렌즈가 광축을 따라 전진 또는 후퇴하지 않고, 전압 조절에 따라 통과하는 빛의 굴절률만 변화시키므로, 기존의 오토포커싱 장치를 구성하는 구동모터의 작동소음 및 진동에 의한 영향을 받지 않는다. 또한, 구동모터를 사용하지 않기 때문에 장기간 사용하더라도 구동모터 고장 또는 신뢰성 저하에 따른 수명저하 문제가 발생하지 않는다.According to this embodiment, since the lens constituting the optical system does not move forward or backward along the optical axis but changes only the refractive index of the light passing through the voltage adjustment, the operating noise of the driving motor constituting the conventional auto focusing apparatus It is not affected by vibration. In addition, since the drive motor is not used, even if the motor is used for a long period of time, there is no problem of a life-time degradation due to a drive motor failure or reliability deterioration.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

10; 광원 20; 편광부재
30; 광 파이프 40; 마이크로 렌즈 어레이
50; 빔 스플리터 60; 릴레이 광학계
70; 반사부재 100; 무구동 광학계
200; 이미징 유닛 210; 이미징 편광부재
220; 이미징 광학계 230; 핀홀 어레이
240; 촬상소자 250; 인쇄회로기판
300; 제어부 400; 3D 프린터
10; Light source 20; The polarizing member
30; Light pipe 40; Micro lens array
50; Beam splitter 60; Relay optical system
70; Reflective member 100; Non-driving optical system
200; An imaging unit 210; The imaging polarizing member
220; Imaging optics 230; Pinhole array
240; An imaging device 250; Printed circuit board
300; A control unit 400; 3D printer

Claims (10)

구강 스캐너 몸체;
상기 구강 스캐너 몸체 내부에 설치되며, 적어도 하나 이상의 파장의 색상을 가지는 광원;
상기 광원의 빛은 투과하고, 치아면으로부터 반사되는 빛은 반사하는 광학 시스템;
제어부의 제어신호에 연동하여 상기 빔 스플리터를 통과한 빛의 굴절률을 가변 시켜 상기 빔 스플리터를 통과한 빛을 치아 표면에 포커싱하는 무구동 광학계;
상기 무구동 광학계를 통과한 빛을 일정한 크기로 전달하는 릴레이 광학계;
상기 릴레이 광학계에서 전달된 빛을 상기 구강 스캐너 몸체의 마주보는 위치에 형성된 윈도우를 통해 치아 표면으로 반사하는 반사부재; 및
상기 치아 표면에서 반사된 빛이 상기 광학 시스템을 통해 결상되어 디지털 이미지를 형성하는 이미징 유닛;을 포함하며,
상기 무구동 광학계는,
상기 이미징 유닛에 결상되는 치아의 종류에 따라 포커싱 설정값이 가변되는 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
Mouth scanner body;
A light source installed inside the mouth scanner body and having a color of at least one wavelength;
An optical system that transmits light of the light source and reflects light reflected from the tooth surface;
A non-driving optical system for varying a refractive index of light passing through the beam splitter in cooperation with a control signal of a control unit and focusing the light passing through the beam splitter on a tooth surface;
A relay optical system for transmitting light having passed through the non-driving optical system at a predetermined size;
A reflecting member for reflecting the light transmitted from the relay optical system to a tooth surface through a window formed at an opposite position of the mouth scanner body; And
And an imaging unit, wherein light reflected from the tooth surface is imaged through the optical system to form a digital image,
The non-driving optical system includes:
And a non-driving optical system in which a focusing setting value is varied according to the type of tooth image formed on the imaging unit.
제 1 항에 있어서, 상기 광학 시스템은,
상기 광원과 마주보는 면으로 빛이 입사되고, 그 반대면으로 입사된 빛이 통과하며, 빛의 통과 과정 중에 내부 전반사를 이용하여 입사된 빛을 균질 하게 구성하는 광 파이프;
상기 광 파이프에서 균질화된 빛을 집광하는 마이크로 렌즈 어레이; 및
상기 마이크로 렌즈 어레이에서 집광되어 전달되는 빛은 투과하고, 그 외의 빛은 일정 각도로 반사하는 빔 스플리터;를 포함하는 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
The optical system according to claim 1,
A light pipe through which light is incident on a surface facing the light source, light incident on the opposite surface passes through the light pipe, and uniformly configures incident light using total internal reflection during the passage of light;
A microlens array for condensing the homogenized light in the light pipe; And
And a beam splitter that transmits light that is condensed and transmitted in the microlens array and reflects the other light at a predetermined angle.
제 2 항에 있어서,
상기 광원과 광 파이프 사이에 편광부재가 더 설치되는 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
3. The method of claim 2,
Driving optical system in which a polarizing member is additionally provided between the light source and the light pipe.
제 2 항에 있어서, 상기 광 파이프는,
광 투과성 재질로 형성되며, 일정 길이를 가지는 육각형의 균질화 막대(homogenizing rod)인 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
The light pipe according to claim 2,
An oral scanner having a non-driving optical system formed of a light-transmitting material and being a hexagonal homogenizing rod having a predetermined length.
제 1 항에 있어서, 상기 릴레이 광학계는,
주광선의 경로가 광축과 평행한 적어도 하나의 대물 텔레센트릭 렌즈(objective telecentric lens)를 포함하는 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
The relay optical system according to claim 1,
Driving optical system comprising at least one objective telecentric lens whose path of principal ray is parallel to the optical axis.
제 2 항에 있어서, 상기 이미징 유닛은,
상기 빔 스플리터를 통해 전달된 빛이 입사하는 이미징 편광부재;
상기 편광부재의 빛이 통과하는 적어도 하나 이상의 렌즈를 가지는 이미징 광학계;
상기 이미징 광학계를 통과한 빛을 선택적으로 투과하는 핀홀 어레이;
상기 핀홀 어레이를 투과한 빛이 결상되는 촬상소자; 및
상기 촬상소자가 실장되는 회로기판;을 포함하는 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
The imaging apparatus according to claim 2,
An imaging polarizing member through which light transmitted through the beam splitter is incident;
An imaging optical system having at least one lens through which the light of the polarizing member passes;
A pinhole array selectively transmitting light passing through the imaging optical system;
An imaging element in which light transmitted through the pinhole array forms an image; And
And a circuit board on which the imaging device is mounted.
제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈 어레이, 무구동 광학계 및 릴레이 광학계를 구성하는 렌즈들은 광축을 따라 움직이지 않도록 고정 배치되고,
상기 무구동 광학계를 구성하는 렌즈는 위치 고정된 상태에서 굴절률 변화를 통해 상기 광원의 포커싱 위치가 가변되는 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
3. The method of claim 2,
Lenses constituting the microlens array, the drivingless optical system and the relay optical system are fixedly arranged so as not to move along the optical axis,
Driving optical system in which a focusing position of the light source is varied through a refractive index change in a fixed position.
제 1 항에 있어서, 상기 광원은,
적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue) 파장의 빛을 조사하는 광학소자인 무구동 광학계를 가지는 구강 스캐너.
The light source according to claim 1,
Driving optical system which is an optical element for irradiating light of wavelengths of red, green and blue.
광원에서 조사된 빛을 치아 표면에 결상시켜 치아 이미지를 획득하는 단계;
획득된 치아 이미지를 데이터 베이스와 비교하는 단계;
치아종류를 판단하는 단계;
판단된 치아종류에 따른 최적 포커싱 설정값을 선택하는 단계;
포커싱 설정값을 무구동 광학계에 적용하는 단계; 및
치아종류 확인이 불가능할 경우, 스캐닝 단층 구간을 세부화하는 단계;를 포함하는 구강 스캐닝 방법.
Acquiring a tooth image by imaging light irradiated from a light source on a tooth surface;
Comparing the acquired tooth image with a database;
Determining a tooth type;
Selecting an optimal focusing setting value according to the determined tooth type;
Applying a focusing setting value to the driveless optical system; And
And if the tooth type can not be confirmed, detailing the scanning fault section.
제 9 항에 있어서,
상기 치아 이미지를 획득하는 단계 전 단계에 치아 종류를 수동 입력하는 단계를 더 포함하는 구강 스캐닝 방법.
10. The method of claim 9,
Further comprising the step of manually inputting a tooth type before the step of acquiring the tooth image.
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