KR20200113677A

KR20200113677A - 프로세서가 내장된 구강 스캐너용 크래들 및 이를 포함하는 구강 스캐너 시스템

Info

Publication number: KR20200113677A
Application number: KR1020190034215A
Authority: KR
Inventors: 홍주명
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-10-07
Also published as: WO2020197115A3; WO2020197115A2

Abstract

프로세서가 내장된 구강 스캐너용 크래들 및 이를 포함하는 구강 스캐너 시스템이 개시된다. 일 실시 예에 따른 크래들은, 구강 스캐너로부터 2차원 디지털 영상 데이터를 수신하여 이를 3차원 데이터로 변환하는 프로세서가 내장된 임베디드 시스템을 포함한다.

Description

프로세서가 내장된 구강 스캐너용 크래들 및 이를 포함하는 구강 스캐너 시스템 {Cradle for intraoral scanner with integrated processor and intraoral scanner system including the cradle}

본 발명은 치과용 구강 영상 획득 및 영상 처리기술에 관한 것이다.

일반적인 구강 스캐너 시스템은 유선 구강 스캐너(intraoral scanner), 유선 구강스캐너를 단순 거치하는 구강 스캐너용 크래들(cradle for intraoral scanner)(이하, '크래들'이라 칭함), 그리고 구강 스캐너와 유선으로 연결되는 고가의 PC로 구성된다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 일반적인 구강 스캐너 시스템의 구성에 대해 후술한다.

도 1은 구강 스캐너가 영상 처리 프로세서(Image Signal Processor: ISP, 이하 'ISP'라 칭함)를 내장한 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 구강 스캐너 시스템(1)은 구강 스캐너(10), 크래들(20), PC(30), 디스플레이(40)를 포함한다.

구강 스캐너(10)는 ISP(102)를 내장하여 아날로그 2차원 영상 데이터를 디지털 형태로 변환한 후, 디지털 2차원 영상 데이터를 크래들(20)을 거쳐 PC(30)로 전송한다. 이때, 크래들(20)은 유선 구강 스캐너를 단순 거치하는 용도로 사용된다.

도 2는 크래들이 ISP를 내장한 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 구강 스캐너 시스템(1)은 ISP(102)가 없는 구강 스캐너(10)가 원시 데이터(raw data)를 크래들(20)에 전송하고, ISP(102)가 위치하는 크래들(20)이 원시 데이터를 수신하여 2차원 영상 데이터로 변환한 후 PC(30)로 전송한다. PC(30)에서는 수신된 2차원 영상 데이터를 치아 모습으로 보여주기 위해 3차원 영상 데이터로 변환하고 디스플레이를 통해 그 3차원 영상 데이터를 보여준다.

도 1 및 도 2를 참조로 하여 전술한 일반적인 구강 스캐너 시스템(1)의 PC(30)는 고 사양이다. 즉, PC(30)는 구강스캐너(10)의 카메라로부터 크래들(20)을 거쳐 여러 장의 디지털 영상 데이터를 수신하여 이를 3차원 영상 데이터로 변환하고 디스플레이(40)를 통해 출력한다. 이런 동작을 수행하기 위해 PC(30)는 고속으로 병렬처리가 가능한 고성능의 그래픽 카드와 CPU가 요구되며, 부피가 커지게 된다.

나아가, 이러한 구조는 이동에도 제약이 따른다. 예를 들어, 크래들(20)은 대용량의 2차원 영상 데이터를 PC(30)로 전송하기 위해 USB 3.1 케이블이 사용되어 거리가 2m 이내로 짧아지는 문제가 발생한다. 크래들(20)은 단순히 구강 스캐너(10)의 거치용으로만 사용되고 있다.

일 실시 예에 따라, 기존 구강 스캐너 시스템을 사용하기 위해 고성능 및 고가의 PC를 사용해야 하는 것을 범용 PC 또는 치과의 유니트 체어와 연결된 PC와 연결할 수 있게 하고, 대용량 데이터 전송으로 인한 이동의 제약을 해소할 수 있는 프로세서가 내장된 크래들 및 이를 포함하는 구강 스캐너 시스템을 제안한다.

기존 구강 스캐너 시스템을 사용하기 위해 고성능 및 고가의 PC를 사용해야 하는 것을 범용 PC 또는 치과의 유니트 체어와 연결할 수 있게 하고, 대용량 데이터 전송으로 인한 USB 3.1 케이블의 2m라는 기존 거리 제약을, USB 2.0 케이블을 사용함으로써 5m로 확장하여 보다 쉽게 구강 스캐너 시스템을 사용할 수 있게 하는데 그 목적이 있다.

일 실시 예에 따른 크래들은, 구강 스캐너로부터 2차원 디지털 영상 데이터를 수신하여 이를 3차원 데이터로 변환하는 프로세서가 내장된 임베디드 시스템을 포함한다.

임베디드 시스템은, 2차원 디지털 영상 데이터를 영상 변환하여 3차원 디지털 영상 데이터를 생성하는 프로세서와, 구강 스캐너로부터 2차원 디지털 영상 데이터를 수신하고 구강 스캐너를 제어하기 위한 제어신호를 구강 스캐너에 전송하는 제1 통신부와, PC에 프로세서를 통해 변환된 3차원 영상 데이터를 전송하고 PC로부터 구강 스캐너를 제어하기 위한 제어신호를 수신하는 제2 통신부와, 구성요소에 전력을 공급하는 전원 공급부와, PC로부터 수신되는 제어신호로 구강 스캐너를 제어하는 제어부와, 영상 데이터가 저장되는 저장부를 포함할 수 있다.

제1 통신부는, 구강 스캐너로부터 압축된 2차원 디지털 영상 데이터를 USB 2.0 케이블을 통해 수신하는 USB 2.0 포트를 가질 수 있다.

프로세서는, 애플리케이션 프로세서, 그래픽 내장 프로세서 및 FPGA 중 어느 하나일 수 있다.

프로세서는, 영상 변환 과정 전체를 수행하거나, 영상 변환 과정의 일부를 수행하고 나머지는 PC에서 수행하도록 하여 영상 변환을 PC와 협업할 수 있다.

크래들은, 구강 스캐너로부터 무선통신 방식을 이용하여 2차원 영상 데이터를 수신하고 PC에 무선통신 방식을 이용하여 3차원 영상 데이터를 전달하는 무선통신부를 더 포함할 수 있다.

크래들의 전원 공급부는 외부전원으로부터 전력을 공급받아 임베디드 시스템에 전력을 공급하고 구강 스캐너에 유선으로 전력을 공급하며, 구강 스캐너와 무선으로 연결되는 경우 구강 스캐너의 배터리를 무선으로 충전시킬 수 있다.

임베디드 시스템은, 디스플레이에 3차원 디지털 영상 데이터를 출력하는 디스플레이 포트를 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 따른 구강 스캐닝 시스템은, 구강 내 구조물을 향해 빛 또는 특정 패턴을 포함한 빛을 방출하는 광원과, 구조물에서 반사된 광신호를 수신하여 아날로그 2차원 영상 데이터를 생성하는 카메라와, 아날로그 2차원 영상 데이터를 디지털 2차원 영상 데이터로 변환하는 프로세서를 포함하는 구강스캐너와, 구강 스캐너로부터 수신된 2차원 디지털 영상 데이터를 3차원 영상 데이터로 변환하는 프로세서가 내장된 임베디드 시스템을 포함하는 크래들과, 크래들로부터 3차원 영상 데이터를 수신하여 출력하고 구강 스캐너를 제어하는 제어신호를 크래들에 전송하는 PC를 포함한다.

구강 스캐너의 프로세서는, 아날로그 2차원 영상 데이터를 디지털 2차원 영상 데이터로 변환하는 영상 처리 프로세서와, 영상 처리 프로세서를 통해 변환된 디지털 2차원 영상 데이터를 압축하는 데이터 압축부와, 압축된 디지털 2차원 영상 데이터를 크래들에 전송하고 크래들로부터 제어신호를 수신하는 통신부를 포함할 수 있다.

통신부는, 크래들에 압축된 2차원 디지털 영상 데이터를 USB 2.0 케이블을 통해 송신하는 USB 2.0포트를 가질 수 있다.

다른 실시 예에 따른 구강 스캐닝 방법은, 구강 스캐너가 카메라를 통해 아날로그 2차원 영상 데이터를 생성하고 이를 영상 처리 프로세서를 통해 디지털 2차원 영상 데이터로 변환하는 단계와, 구강 스캐너가 디지털 2차원 영상 데이터를 압축한 후 이를 크래들에 전송하는 단계와, 임베디드 시스템이 내장된 크래들이 구강 스캐너로부터 압축된 2차원 영상 데이터를 수신하여 2차원 영상 데이터로부터 3차원 영상 데이터를 생성하고, 3차원 영상 데이터를 PC에 전송하는 단계와, PC가 3차원 영상 데이터를 수신하여 이를 디스플레이를 통해 출력하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템은 구강 스캐너를 거치하는 용도로만 사용하였던 크래들에 2차원 영상 데이터를 3차원 영상 데이터로 변환하는 기능을 수행하는 임베디드 시스템을 구비함에 따라 크래들과 연결된 PC를 고가의 PC가 아닌 범용 PC로 사용할 수 있게 된다.

나아가, 구강 스캐너에서 압축된 영상 데이터를 크래들에 전송함에 따라 전송량이 현격히 줄어들어 현재 대부분의 구강 스캐너 시스템에서 사용하는 USB 3.1 케이블을 USB 2.0 케이블로 교체할 수 있어 사용반경을 크게 늘릴 수 있고, 줄어든 데이터량으로 인해 무선연결이 가능하여 이동이 자유롭게 된다.

도 1은 구강 스캐너가 영상 처리 프로세서를 내장한 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2는 크래들이 영상 처리 프로세서를 내장한 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템의 세부 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신부를 가진 크래들을 포함하는 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신부를 가진 구강 스캐너를 포함하는 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신부를 가진 구강 스캐너를 포함하는 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구강 스캐닝 방법의 흐름을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 구강 스캐너 시스템(1)은 구강 스캐너(10)와, 임베디드 시스템(200)으로 구성된 구강 스캐너용 크래들(이하, '크래들'이라 칭함)(20)과, PC(30)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 구강 스캐너 시스템(1)은 기존에 단순한 거치대로 사용되던 크래들(20)을 임베디드 시스템(200)으로 구성하여, 기존의 고 사양 PC에서 동작하던 3차원 데이터 변환 동작을 크래들(20)에서 처리하게 한다. 임베디드 시스템(200)은 프로세서가 내장된다. 이 경우, 크래들(20)을 고 사양 PC가 아닌 범용 PC, 나아가 유니트 체어(unit chair)와 연결된 PC와 함께 사용할 수 있다. 구강 스캐너(10)와 크래들(20), 그리고 PC(30)는 서로 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 이때, PC(30)는 고 사양이 아닌 범용 PC이다.

일 실시 예에 따른 구강 스캐너(10)는 USB 2.0 케이블을 사용하여 크래들(20)과 정보를 송수신한다. 이는 구강 스캐너(10)가 영상 데이터를 압축하여 전송함에 따라 가능하다. 대용량 데이터 전송으로 인한 USB 3.1 케이블의 기존 거리 제약(2m)을, USB 2.0 케이블을 사용함으로써 5m로 확장함에 따라 보다 쉽게 구강 스캐너 시스템(1)을 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 구강 스캐너 시스템(1)은 도 3의 구성에 비해 크래들(20)의 임베디드 시스템(200)이 D/P(Display Port)(214)를 더 포함한다. D/P(214)를 이용하여 디스플레이(40)와 유선으로 연결될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구강 스캐너 시스템의 세부 구성을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 구강 스캐너(10)는 프로세서(100), 카메라(110), 광원(120), 전원 공급부(130) 및 배터리(140)를 포함한다.

광원(120)은 구강 내 구조물을 향해 빛 또는 특정 패턴을 포함한 빛을 방출하고, 카메라(110)는 구조물에서 반사된 광신호를 수신하여 아날로그 2차원 영상 데이터를 생성한다. 카메라(110)는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 광원(120)의 예로는 레이저(Laser), 백색광, DLP 등을 이용한 패턴광 등이 있다. 전원 공급부(130)는 프로세서(100), 카메라(110), 광원(120) 등에 전원을 공급한다. 구강 스캐너(10)는 배터리(140)가 내장형일 수 있다. 이 경우, 크래들(20)과 무선으로 연결되어 크래들(20)로부터 무선으로 전력신호를 수신하여 배터리(140)를 충전할 수 있다.

프로세서(100)는 카메라(110)와 광원(120)을 제어하고, ISP(102)를 통해 아날로그 2차원 영상 데이터를 디지털 2차원 영상 데이터로 변환한 후 통신부(106)를 통해 이를 크래들(20)로 전송한다. 아날로그 2차원 영상 데이터는 카메라(110)의 이미지 센서를 통해 센싱한 신호이다. 디지털 영상 데이터란 영상 데이터 표준에 따라 PC 등의 기기에서 영상으로 인식되는 데이터를 의미한다. 프로세서(100)는 AP(Application Processor) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array)일 수 있다. ISP(102)는 프레임 그래버(frame grabber)를 포함할 수 있고, 프레임 그래버는 아날로그 영상 데이터를 샘플 당 정의된 비트로 디지털화하여 디지털 영상 데이터를 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따른 구강 스캐너(10)는 카메라(110)로부터 생성된 아날로그 2차원 영상 데이터를 프로세서(100) 내부의 데이터 압축부(104)를 이용하여 보다 작은 용량의 2차원 영상 데이터로 압축한다. 2차원 영상 데이터는 동영상이거나 사진 형태 등일 수 있다. 2차원 영상 데이터를 압축하기 위해서 구강 스캐너(10) 내부의 프로세서(100)에서는 표본화, 양자화, 윤곽선 추출 필터, 평균값 필터, 히스토그램 평준화 등을 통해 만들어진 디지털 2차원 영상 데이터의 정보량을 축소하거나 이웃한 화소들이 같은 값을 가질 때 이들을 압축하는 형태로 데이터 압축을 진행한다. 또는 3차원 영상 데이터에서 컬러 영상이 필요 없는 경우, 컬러 데이터를 제외한 명암 데이터만 이용하는 형태로 압축을 진행할 수도 있다. 이렇게 압축된 2차원 영상 데이터는 압축이 진행되기 전보다 용량이 많이 줄어들어 USB 2.0 케이블로도 전송 가능한 수준이 된다.

통신부(106)는 데이터 압축부(104)에서 압축된 2차원 영상 데이터를 크래들(20)에 전송한다. 통신부(106)는 USB, 이더넷 또는 무선 등의 방식을 사용할 수 있다. 일 실시 예에 따른 통신부(106)는 USB 포트를 통해 압축된 2차원 영상 데이터를 크래들(20)에 전송한다. 기존 대용량의 2차원 영상 데이터를 전송하기 위해 대부분의 구강 스캐너는 USB 3.1 케이블을 사용한다. 이 경우 2m의 거리제한이 있다. 그러나 일 실시 예에 따른 구강 스캐너(10)는 USB 2.0 케이블을 사용하여 거리제한을 5m까지 늘릴 수 있다. 또한, 줄어든 데이터량으로 인해 802.11ac 등을 이용한 무선연결도 가능하다. 예를 들어, 802.11ac를 무선방식으로 사용한 경우, 주파수 5GHz, 대역폭 80MHz 이상의 최소 데이터 속도 433.3Mbps를 확보 가능하다.

크래들(20)은 프로세서(202)가 내장된 임베디드 시스템(200)과 전원 공급부(210)를 포함한다. 임베디드 시스템(200)은 프로세서(202), 제1 통신부(204), 제2 통신부(206), 제어부(208), 저장부(212) 및 D/P(214)를 포함한다. 단순 거치용이거나 전원 공급용으로 사용되던 크래들(20)을 프로세서(202)가 내장된 임베디드 시스템(200)으로 구성하여, 고가의 PC(30)에서 하던 3차원 영상 데이터 변환 기능을 대신하게 한다.

프로세서(202)는 AP가 될 수도 있고, 병렬처리가 가능한 GPU 내장 프로세서 또는 FPGA일 수도 있다. 프로세서(202)는 압축된 2차원 영상 데이터를 3차원 영상 데이터로 변환한다. 영상 변환 시, 프로세서(202)는 3D 복원(Reconstruction: Recon), 병합(Merge), 렌더링(Rendering), 사용자 인터페이스(UI) 등의 과정을 거칠 수 있다. 경우에 따라, 프로세서(202)는 영상 변환 과정 중 적어도 일부를 수행하고, 나머지는 PC(30)에서 수행함에 따라 영상 변환을 PC(30)와 협업할 수 있다. 예를 들어, 3D 복원(Reconstruction: Recon) 및 병합(Merge)까지만을 수행하고, 수행 결과를 PC(30)에 전송하면, PC(30)에서 렌더링(Rendering) 및 사용자 인터페이스(UI) 등의 마무리 과정은 수행할 수도 있다.

2차원 디지털 영상 데이터는 한 쌍의 이미지 센서에서 획득된 동기화된 두 프레임의 영상 데이터의 시리즈로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 이미지 센서는 서로 부분적으로 중첩되는 촬상 영역을 가져, 한 시점에 획득된 두 프레임의 영상 데이터로 한 프레임의 3차원 이미지가 만들어질 수 있다. 또한, 동기화된 프레임들은 구강 스캐너(10) 전단의 프로브팁이 조금씩 이동함에 따라 그 촬상 범위 역시 부분적으로 중첩되며 이동하고, 그 중첩된 부분을 이어 붙이는 방식으로 3차원 모델을 생성할 수 있다.

제1 통신부(204)는 구강 스캐너(10)로부터 유선 또는 무선을 통해 압축된 디지털 2차원 영상 데이터를 수신하며, 구강스캐너(10)를 제어하기 위한 제어신호를 구강 스캐너(10)에 전송한다. 제2 통신부(206)는 프로세서(202)를 통해 영상 변환된 3차원 영상 데이터를 PC(30)에 전송하고 PC(30)로부터 제어신호를 수신한다. 제1 통신부(204) 및 제2 통신부(206)는 이더넷, PCI, USB, I2C, I2S, UART, SPI, CAN, SDIO, SATA, DSI, DP, HDMI, CSI, JTAG 등의 인터페이스를 내장하여 임베디드 시스템을 구성할 수 있도록 한다. 제1 통신부(204)는 무선 랜(WLAN)을 연결하여 구강 스캐너(10)로부터 저 용량의 2차원 영상 데이터를 수신할 수 있다. 제2 통신부(206) 역시 무선 랜(WLAN)을 외부에 연결하여 3차원 영상 데이터를 PC(30)로 송신할 수 있다. D/P(214)는 디스플레이(40)와 유선으로 연결된다.

제어부(208)는 PC(30)로부터 수신되는 제어신호로 구강 스캐너(10)를 제어한다. 전원 공급부(210)는 외부전원과 연결되어 임베디드 시스템(200)에 전력을 공급하며, 구강 스캐너(10)에 전력을 공급할 수도 있다. 전원 공급부(210)는 내부 배터리로부터 전원을 공급받을 수도 있다. 크래들(20)이 구강 스캐너(10)와 무선으로 연결되는 경우, 전원 공급부(210)는 구강 스캐너(10)의 배터리(140)를 무선으로 충전시킬 수 있다. 저장부(212)는 RAM, eMMC 등으로, 버퍼로 사용되거나 저장공간으로 사용된다.

전술한 크래들(20)의 구성에 의해 기존 구강 스캐너 시스템의 고 사양의 그래픽 카드, CPU가 사용된 고성능 PC에서 하던 3차원 영상 데이터 생성 및 디스플레이 과정을 크래들(20)에서 대신하게 함으로써, 고성능 PC를 범용 PC 또는 유니트 체어와 연결된 저 사양 PC로 대신할 수 있게 된다.

PC(30)는 크래들(20)과 연결된다. 기존 구강 스캐너 시스템에서 사용되던 PC(30)는 고 사양이었으나, 3차원 데이터 처리과정이 빠짐에 따라 범용 PC 또는 유니트 체어의 PC로 대체될 수 있다. PC(30)는 크래들(20)로부터 3차원 영상 데이터를 수신하여 디스플레이(40)를 통해 출력할 수 있다. 기본적으로 범용 PC와 유니트 체어는 USB 케이블 또는 이더넷 케이블 등으로 연결이 되고, 무선 기능이 적용되어 크래들(20)과 무선으로도 연결이 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신부를 가진 크래들을 포함하는 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 크래들(20)은 무선통신부(230)를 가진다. 무선통신부(230)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등의 무선 기능을 내장하고 있어 무선으로 연결 가능하다. 무선이 적용된 크래들(20)의 경우 배터리(240)를 내장하여 충전할 수 있다. 크래들(20)은 무선전력신호를 구강 스캐너(10)에 공급할 수 있다. 이 경우, 크래들(20)은 구강 스캐너(10)의 무선충전을 지원할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신부를 가진 구강 스캐너를 포함하는 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 구강 스캐너(10)와 크래들(20)은 각각 무선 통신부(150, 230)를 가져 서로 무선으로 연결된다. 크래들(20)은 범용의 PC(30) 또는 유니트 체어와 연결된 저 사양의 PC와 유선으로 연결된다. 크래들(20)은 무선전력통신을 통해 구강 스캐너(10)의 배터리(140)를 무선으로 충전시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신부를 가진 구강 스캐너를 포함하는 구강 스캐너 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 구강 스캐너(10)에 무선통신부(150)와 배터리(140)를 구비하여, PC(30) 또는 디스플레이(40)와 직접 무선통신을 통해 연결이 될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구강 스캐닝 방법의 흐름을 도시한 도면이다.

도 5 및 도 9를 참조하면, 구강 스캐너(10)가 카메라(110)를 통해 아날로그 2차원 영상 데이터를 생성(S910)하고, ISP(102)를 통해 디지털 2차원 영상 데이터로 변환한다(S920). 이어서, 데이터 압축부(104)를 통해 디지털 2차원 영상 데이터를 압축(S930)한 후, 통신부(106)를 통해 압축된 디지털 2차원 영상 데이터를 크래들(20)에 전송한다(S940).

임베디드 시스템(200)이 내장된 크래들(20)은 구강 스캐너(10)로부터 압축된 디지털 2차원 영상 데이터를 제1 통신부(204)를 통해 수신하여, 프로세서(202)를 통해 2차원 영상 데이터로부터 3차원 영상 데이터를 생성(S950)하고, 3차원 영상 데이터를 제2 통신부(206)를 통해 PC(30)에 전송한다(S960).

PC(30)는 3차원 영상 데이터를 수신하여 이를 디스플레이(40)를 통해 출력한다(S970).

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

구강 스캐너로부터 2차원 디지털 영상 데이터를 수신하여 이를 3차원 데이터로 변환하는 프로세서가 내장된 임베디드 시스템;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 1 항에 있어서, 임베디드 시스템은
2차원 디지털 영상 데이터를 영상 변환하여 3차원 디지털 영상 데이터를 생성하는 프로세서;
구강 스캐너로부터 2차원 디지털 영상 데이터를 수신하고 구강 스캐너를 제어하기 위한 제어신호를 구강 스캐너에 전송하는 제1 통신부;
PC에 프로세서를 통해 변환된 3차원 영상 데이터를 전송하고 PC로부터 구강 스캐너를 제어하기 위한 제어신호를 수신하는 제2 통신부;
구성요소에 전력을 공급하는 전원 공급부;
PC로부터 수신되는 제어신호로 구강 스캐너를 제어하는 제어부; 및
영상 데이터가 저장되는 저장부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 2 항에 있어서, 제1 통신부는
구강 스캐너로부터 압축된 2차원 디지털 영상 데이터를 USB 2.0 케이블을 통해 수신하는 USB 2.0 포트를 가지는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 2 항에 있어서, 프로세서는
애플리케이션 프로세서, 그래픽 내장 프로세서 및 FPGA 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 2 항에 있어서, 프로세서는
영상 변환 과정 전체를 수행하거나,
영상 변환 과정의 일부를 수행하고 나머지는 PC에서 수행하도록 하여 영상 변환을 PC와 협업하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 2 항에 있어서, 크래들은
구강 스캐너로부터 무선통신 방식을 이용하여 2차원 영상 데이터를 수신하고 PC에 무선통신 방식을 이용하여 3차원 영상 데이터를 전달하는 무선통신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 2 항에 있어서, 전원 공급부는
외부전원으로부터 전력을 공급받아 임베디드 시스템에 전력을 공급하고 구강 스캐너에 유선으로 전력을 공급하며, 구강 스캐너와 무선으로 연결되는 경우 구강 스캐너의 배터리를 무선으로 충전시키는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
제 2 항에 있어서, 임베디드 시스템은
디스플레이에 3차원 디지털 영상 데이터를 출력하는 디스플레이 포트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너용 크래들.
구강 내 구조물을 향해 빛 또는 특정 패턴을 포함한 빛을 방출하는 광원과, 구조물에서 반사된 광신호를 수신하여 아날로그 2차원 영상 데이터를 생성하는 카메라와, 아날로그 2차원 영상 데이터를 디지털 2차원 영상 데이터로 변환하는 프로세서를 포함하는 구강 스캐너;
구강 스캐너로부터 수신된 2차원 디지털 영상 데이터를 3차원 영상 데이터로 변환하는 프로세서가 내장된 임베디드 시스템을 포함하는 크래들; 및
크래들로부터 3차원 영상 데이터를 수신하여 출력하고 구강 스캐너를 제어하는 제어신호를 크래들에 전송하는 PC;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너 시스템.
제 9 항에 있어서, 구강스캐너의 프로세서는
아날로그 2차원 영상 데이터를 디지털 2차원 영상 데이터로 변환하는 영상처리 프로세서;
영상 처리 프로세서를 통해 변환된 디지털 2차원 영상 데이터를 압축하는 데이터 압축부; 및
압축된 디지털 2차원 영상 데이터를 크래들에 전송하고 크래들로부터 제어신호를 수신하는 통신부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너 시스템.
제 10 항에 있어서, 통신부는
크래들에 압축된 2차원 디지털 영상 데이터를 USB 2.0 케이블을 통해 송신하는 USB 2.0 포트를 가지는 것을 특징으로 하는 구강 스캐너 시스템.
구강 스캐너가 카메라를 통해 아날로그 2차원 영상 데이터를 생성하고 이를 영상 처리 프로세서를 통해 디지털 2차원 영상 데이터로 변환하는 단계;
구강 스캐너가 디지털 2차원 영상 데이터를 압축한 후 이를 크래들에 전송하는 단계;
임베디드 시스템이 내장된 크래들이 구강 스캐너로부터 압축된 2차원 영상 데이터를 수신하여 2차원 영상 데이터로부터 3차원 영상 데이터를 생성하고, 3차원 영상 데이터를 PC에 전송하는 단계; 및
PC가 3차원 영상 데이터를 수신하여 이를 디스플레이를 통해 출력하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캐닝 방법.