KR20230062444A - Intraoral scanner - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 구강 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구강의 3차원 이미지를 획득하도록 구성되는 구강 스캐너에 관한 것이다.The present disclosure relates to an intraoral scanner, and more particularly, to an intraoral scanner configured to obtain a three-dimensional image of an oral cavity.
일반적으로 치과 환자의 진단이나 치료과정에서 인상채득 절차가 실행된다. 인상채득은 구강 내 치아 및 조직의 상태를 인상재에 반영하여 환자의 진단 및 치료계획을 수립하기 위해 필요한 임상 절차이다. 최근 디지털 기술이 치과 임상 및 기공 과정에 적용되면서 인상채득에 인상재를 사용하지 않고 구강 내 또는 인상체를 스캔하여 디지털 데이터로 변환하는 디지털 인상(digital impression)을 사용하는 경우가 증가하고 있다. 이와 같이, 치과 진단 및 치료에 있어서 디지털 인상의 중요성이 증가함에 따라 구강 스캐너(intraoral scanner)에 대한 기술 발전이 활발하게 이루어지고 있다.In general, an impression taking procedure is performed during diagnosis or treatment of a dental patient. Impression taking is a clinical procedure necessary to establish a patient's diagnosis and treatment plan by reflecting the condition of the teeth and tissues in the oral cavity to the impression material. Recently, as digital technology is applied to dental clinical and laboratory procedures, cases of using digital impressions that convert impression materials into digital data by scanning an impression in the mouth or an impression without using impression materials are increasing. In this way, as the importance of digital impressions increases in dental diagnosis and treatment, technical development of intraoral scanners is being actively performed.
구강 스캐너는 치과 환자의 구강 내에 삽입되어 비접촉식으로 치아의 3차원적인 구조를 스캐닝하는 장치 또는 시스템이다. 일반적으로, 최근 개발된 구강 스캐너는, 구내의 2차원 영상 데이터를 촬영하고, 2차원 영상데이터에 기초하여 구강 구조의 3차원 모델링을 실행한다. 이러한 기능을 갖는 구강 스캐너는 임상에서도 적용범위가 확대되어 치아 수복을 위한 치료뿐만 아니라 임플란트, 교정장치 등의 제작에도 이용될 수 있다.An intraoral scanner is a device or system that is inserted into the oral cavity of a dental patient and scans the three-dimensional structure of teeth in a non-contact manner. In general, a recently developed intraoral scanner captures 2D image data of the oral cavity and performs 3D modeling of the oral cavity structure based on the 2D image data. An intraoral scanner having such a function has expanded its clinical application range and can be used not only for dental restoration treatment but also for manufacturing implants and orthodontic devices.
한편, 성공적인 치과 치료를 위해서는 인상의 정확성이 중요하다. 구강 스캐너를 통한 디지털 인상은 인상재의 수축이나 팽창 등에 의한 변형의 문제점을 갖지 않으므로 전통적인 인상채득 방식에 비해 인상의 정확도가 높다. 하지만, 구강 스캐너가 정교한 치과 시술 도구로 계속 사용되기 위해서는 스캐닝의 정확성을 제고할 필요가 있다. 또한, 구강 스캐너는 치과 환자의 구강 내에 비접촉식으로 삽입되어 사용되기 때문에, 구강 스캐너 사용 중에 환자가 편안함을 느낄 수 있도록 하는 구조를 갖는 것이 바람직하다.On the other hand, the accuracy of the impression is important for successful dental treatment. The digital impression through the intraoral scanner does not have the problem of deformation due to contraction or expansion of the impression material, so the impression accuracy is higher than that of the traditional impression taking method. However, in order for the intraoral scanner to continue to be used as a sophisticated dental treatment tool, it is necessary to improve the accuracy of scanning. In addition, since the intraoral scanner is used by being non-contactly inserted into the oral cavity of a dental patient, it is preferable to have a structure that allows the patient to feel comfortable while using the intraoral scanner.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 치과 환자의 구강 내에 비접촉식으로 삽입되어 사용하기에 적합한 구조를 갖도록 복수의 광학계를 배치한 구강 스캐너를 제공한다.Embodiments disclosed herein provide an intraoral scanner in which a plurality of optical systems are arranged to have a structure suitable for use by being non-contactly inserted into the oral cavity of a dental patient.
본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너는, 일단에 개구부가 형성된 케이스, 케이스의 내부에 배치되며, 광을 조사하는 광원부, 개구부에 배치되고, 광원부로부터 조사된 광을 케이스의 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사하도록 구성되는 제1 광학계, 제1 광학계에 인접하여 배치되고, 피사체로부터 반사되는 광을 케이스의 내부로 반사시키는 제2 광학계 및 제2 광학계에 의해 반사된 광을 검출하는 이미지 센서부를 포함한다.Intraoral scanner according to an embodiment of the present disclosure, a case having an opening at one end, a light source unit disposed inside the case and irradiating light, disposed in the opening, and directing light emitted from the light source unit to a subject located outside the case A first optical system configured to reflect the first optical system, a second optical system disposed adjacent to the first optical system and reflecting light reflected from the subject to the inside of the case, and an image sensor unit detecting the light reflected by the second optical system. .
일 실시예에 따르면, 제1 광학계는, 피사체로부터 반사되는 광을 이미지 센서부 방향으로 반사하도록 구성되고, 이미지 센서부는, 제1 광학계에 의해 반사된 광을 더 검출하도록 구성된다.According to an embodiment, the first optical system is configured to reflect light reflected from a subject toward the image sensor unit, and the image sensor unit is configured to further detect light reflected by the first optical system.
일 실시예에 따르면, 제1 광학계 및 제2 광학계의 위치 및 방향은, 제1 광학계 및 제2 광학계에 의해 각각 반사되어 이미지 센서부에 의해 검출되는 피사체의 복수 개의 상(image)이 겹쳐지지 않고, 각각의 상이 전부 보이도록 설정된다.According to an embodiment, the positions and directions of the first optical system and the second optical system are reflected by the first optical system and the second optical system, respectively, so that a plurality of images of the subject detected by the image sensor unit do not overlap. , each phase is set to be fully visible.
일 실시예에 따르면, 제1 광학계의 반사면 및 제2 광학계의 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성된다.According to one embodiment, the rear angle between the reflective surface of the first optical system and the reflective surface of the second optical system is configured to form a thermal angle.
일 실시예에 따르면, 제2 광학계는, 피사체로부터 반사되는 광을 케이스의 내부로 반사시키는 제1 반사면 및 제2 반사면을 포함한다.According to one embodiment, the second optical system includes a first reflection surface and a second reflection surface for reflecting light reflected from a subject into the case.
일 실시예에 따르면, 제2 광학계의 제1 반사면은 제1 광학계의 반사면과 인접하고, 제1 반사면 및 제1 광학계의 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성된다.According to one embodiment, the first reflective surface of the second optical system is adjacent to the reflective surface of the first optical system, and the rear angle between the first reflective surface and the reflective surface of the first optical system is configured to form a thermal angle.
일 실시예에 따르면, 제2 광학계의 제2 반사면은 제1 반사면과 인접하고, 제1 반사면 및 제2 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성된다.According to one embodiment, the second reflection surface of the second optical system is adjacent to the first reflection surface, and the back angle between the first reflection surface and the second reflection surface is configured to form a hot angle.
일 실시예에 따르면, 광원부는 패턴광 또는 구조광을 조사하도록 구성된다.According to one embodiment, the light source unit is configured to emit patterned light or structured light.
일 실시예에 따르면, 이미지 센서부는, 제1 광학계 및 제2 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 복수 개의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성된다.According to one embodiment, the image sensor unit is configured to acquire a plurality of stereo images from images of light reflected from the first optical system and the second optical system.
일 실시예에 따르면, 케이스의 평면 상에 투영된, 광원부, 제1 광학계, 제2 광학계 및 이미지 센서부의 가상의 중심선은 케이스의 평면 상에 투영된 가상의 중심선 상에 정렬되어 배치된다.According to an embodiment, virtual center lines of the light source unit, the first optical system, the second optical system, and the image sensor unit projected on the plane of the case are aligned and arranged on the virtual center line projected on the plane of the case.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 구강 스캐너의 케이스 내부에 배치되는 복수의 광학계 각각의 각도 조절을 위한 구동부가 불필요하므로, 케이스 내부에서 광학계들을 최적의 위치에 조밀하게 배치할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, since a driving unit for adjusting the angle of each of a plurality of optical systems disposed inside the case of the intraoral scanner is unnecessary, the optical systems can be densely arranged in optimal positions inside the case.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 케이스 내부에 복수의 광학계를 조밀한 구조로 배치함으로써 부피가 작은 구강 스캐너를 구현할 수 있으므로, 구강 스캐너의 사용 시 치과 환자의 구강 내 삽입뿐만 아니라 구강 내에서 이동이나 방향 전환이 용이하여 치아 스캐닝을 정밀하게 수행할 수 있다.In addition, according to various embodiments of the present disclosure, since an intraoral scanner with a small volume can be implemented by disposing a plurality of optical systems in a dense structure inside the case, when the intraoral scanner is used, it is not only inserted into the oral cavity of a dental patient but also in the oral cavity. It is easy to move or change direction in the tooth scanning can be performed precisely.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 1개의 이미지 센서부만으로도 복수의 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 2개 이상의 스테레오 이미지를 획득할 수 있으므로, 구강 스캐너의 제작 비용이 절감되고 그 내부 구성을 더욱 최적화시킬 수 있다.In addition, according to various embodiments of the present disclosure, since two or more stereo images can be obtained from images of light reflected from a plurality of optical systems with only one image sensor unit, the manufacturing cost of the intraoral scanner is reduced and the internal configuration thereof is reduced. can be further optimized.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너가 구강 3D 모델링 및 시각화 시스템과 연결된 구성을 나타내는 개요도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 측면도 및 투시 평면도이다.
도 4은 본 개시의 다른 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 측면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 획득된 스테레오 이미지의 예시를 나타내는 도면이다.1 is a schematic diagram showing a configuration in which an oral scanner according to an embodiment of the present disclosure is connected to an oral 3D modeling and visualization system.
2 is a perspective perspective view of an intraoral scanner according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a perspective side view and a perspective plan view of an intraoral scanner according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a perspective side view of an intraoral scanner according to another embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating an example of a stereo image obtained according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, specific details for the implementation of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description, if there is a risk of unnecessarily obscuring the gist of the present disclosure, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.In the accompanying drawings, identical or corresponding elements are given the same reference numerals. In addition, in the description of the following embodiments, overlapping descriptions of the same or corresponding components may be omitted. However, omission of a description of a component does not intend that such a component is not included in an embodiment.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in this disclosure will be briefly described, and the disclosed embodiments will be described in detail. The terms used in this specification have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but they may vary according to the intention of a person skilled in the related field, a precedent, or the emergence of new technology. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the terms and the general content of the present disclosure, not simply the names of the terms.
본 개시에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.In this disclosure, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates that they are singular. Also, plural expressions include singular expressions unless the context clearly specifies that they are plural.
본 개시에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the present disclosure, when a part includes a certain component, this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 개시에서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.In the present disclosure, an upper portion of a figure may be referred to as a “top” or “upper side” of a configuration shown in the figure, and a lower portion thereof may be referred to as a “lower” or “lower side”. In addition, the portion between the upper and lower portions or the upper and lower portions of the illustrated configuration in the drawings may be referred to as “side” or “side”. Relative terms such as “upper” and “upper” may be used to describe relationships between components shown in the drawings, and the present disclosure is not limited by such terms.
본 개시에서, 한 구조물의 내부 공간으로 향하는 방향을 "내측", 개방된 외부 공간으로 돌출된 방향을 "외측"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "내측", "외측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.In the present disclosure, a direction toward an internal space of a structure may be referred to as “inside” and a direction protruding into an open external space may be referred to as “outside.” Relative terms such as “inner” and “outer” may be used to describe relationships between components shown in the drawings, and the present disclosure is not limited by such terms.
본 개시에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.Reference to “A and/or B” in this disclosure means A, or B, or A and B.
본 개시에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.In the present disclosure, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case where it is directly connected but also the case where it is connected through another component in the middle.
또한, 본 개시에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '모듈' 또는 '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '모듈' 또는 '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 또는 변수들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들은 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '모듈' 또는 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들로 더 분리될 수 있다.Also, the term 'module' or 'unit' used in the present disclosure means a software or hardware component, and the 'module' or 'unit' performs certain roles. However, 'module' or 'unit' is not meant to be limited to software or hardware. A 'module' or 'unit' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, 'module' or 'unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, It may include at least one of procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, or variables. Functions provided within components and 'modules' or 'units' may be combined into a smaller number of components and 'modules' or 'units', or further components and 'modules' or 'units'. can be further separated.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.Advantages and features of the disclosed embodiments, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, but only the present embodiments make the present disclosure complete, and the present disclosure does not extend the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided only for complete information.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(110)가 구강 3D 모델링 및 시각화 서버(120)와 연결된 구강 스캐닝 시스템(100)의 구성을 나타내는 개요도이다. 도시된 바와 같이, 구강 스캐닝 시스템(100)은, 치과 환자의 구강 내부의 3차원적 구조를 스캐닝할 수 있는 구강 스캐너(110) 및 구강 스캐너(110)에 연결된 구강 3D 모델링 및 시각화 서버(120)를 포함할 수 있다.1 is a schematic diagram showing the configuration of an
구강 스캐너(110)는, 예를 들어, 치과 의료진에 의해 치과 환자의 구강 내에 삽입되어 비접촉식으로 치아를 스캐닝하여 복수의 2차원 영상 데이터를 촬영할 수 있다. 또 한, 구강 스캐너(110)는 촬영된 복수의 2차원 영상데이터를 3D 모델링 및 시각화 서버(120)에 전송하거나, 자체적으로 2차원 영상 데이터에 기초한 3차원 구강 구조 모델링을 실행할 수 있다.The
구강 스캐너(110)는, 3D 모델링 및 시각화 서버(120)와 유선 또는 무선으로 통신이 가능하도록 구성된 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 여기서, 네트워크는 설치 환경에 따라, 예를 들어, 동선 케이블과 같은 전기적인 연결선, 이더넷(Ethernet), 유선 홈 네트워크(Power Line Communication), 전화선 통신 장치 및 RS-serial 통신 등의 유선 네트워크, 이동통신망, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi, Bluetooth 및 ZigBee 등과 같은 무선 네트워크 또는 그 조합으로 구성될 수 있다.The
구강 스캐너(110)는 3D 모델링 및 시각화 서버(120)와 2차원 영상 데이터, 3차원 구강 구조 모델 데이터 등과 같은 정보 및/또는 데이터를 송수신할 수 있다. 구강 스캐너(110)와 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 도시된 바와 같이 물리적으로 분리되어 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구강 스캐너(110)와 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 하나의 컴퓨팅 장치 내에 일체형으로 구성될 수 있다.The
3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 구강 스캐너(110)로부터 획득된 적어도 2 개의 2차원 영상 데이터 또는 스테레오 이미지에 기초하여 3차원 구강 구조 모델링을 수행할 수 있다. 이러한 기능 수행을 위해, 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 이미지 처리 및 3차원 모델링을 수행할 수 있는 프로세서(예를 들어, CPU, GPU, AP, NPU 등) 및 2차원 영상 데이터 또는 3차원 구강 구조 모델 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는, 도시된 바와 같이, 통신부(122), 제어부(124) 및 디스플레이부(126)를 포함할 수 있다. 통신부(122)는 구강 스캐너(110)와 정보 및/또는 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 통신부(122)는 제어부(124)의 명령 신호를 구강 스캐너(110)로 송신할 수 있으며, 구강 스캐너(110)로부터 대상 구강 구조의 이미지 정보를 수신할 수 있다.The 3D modeling and
제어부(124)는 구강 스캐너(110)가 대상 구강 구조의 이미지를 촬영하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(124)는, 구강 스캐너(110) 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 광원부(예를 들어, 도 2의 220)가 광을 복수의 광학계 중 적어도 하나를 향해 조사하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(124)는, 구강 스캐너(110) 내부에 설치된 이미지 센서부(예를 들어, 도 2의 250)가 복수의 광학계 중 적어도 하나에 의해 반사되는 광을 검출하도록 제어할 수 있다. 제어부(124)는 이미지 센서부가 검출된 광의 이미지로부터 적어도 2 개 이상의 스테레오 이미지를 획득하도록 제어할 수 있다. 제어부(124)는 디스플레이부(126)가 구강 스캐너(110)로부터 수신한 2 개 이상의 스테레오 이미지 등을 표시하도록 제어할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어부(124)는 2 개 이상의 스테레오 이미지를 기초로 산출된 3차원 구강 구조 모델 데이터를 시각화하여 디스플레이부(126)에 표시되도록 제어할 수 있다.The
디스플레이부(126)는, 구강 스캐너(110) 또는 제어부(124)로부터 전달받은 정보 및/또는 데이터를 표시할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(126)에 표시되는 데이터는 2 개의 스테레오 이미지 또는 3차원 구강 구조 모델의 이미지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이부(126)는, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, LCD 디스플레이, 터치 디스플레이 등과 같은 디스플레이 패널 장치를 포함할 수 있다.The
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(200)의 투시 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 구강 스캐너(200)는 케이스(210), 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(250)를 포함할 수 있다.2 is a perspective perspective view of an
케이스(210)는 구강 스캐너(200)의 외부를 형성하며, 그 내부에 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(250)를 수용하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(210)는 대략 어느 하나의 길이 방향으로 연장된 사다리꼴 박스의 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 케이스(210)는, 직육면체형, 원통형, 유선형 또는 구강 내부로 삽입하기 적합한 임의의 형태로 형성될 수 있다.The
개구부(212)는 케이스(210)의 일단에 형성될 수 있다. 구체적으로, 개구부(212)는 케이스(210)의 일단에 형성된 개구를 포함할 수 있다. 이 경우, 개구부(212)의 개구는, 케이스(210)의 내부에서 생성 또는 반사되는 광이 외부로 조사되고, 외부의 광이 케이스(210)의 내부로 도입될 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 구강 스캐너(200)가 구강 내로 삽입 시, 개구부(212)는 구강의 가장 내측에 위치하도록 구성될 수 있다.The
광원부(220)는 개구부(212), 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)를 향해 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 광원부(220)로부터 조사되는 광은 패턴광 또는 구조광에 해당할 수 있다. 광 패턴은 직선형 무늬, 점 패턴 또는 임의의 형태의 패턴일 수 있다. 패턴광이 케이스의 외부에 위치한 구강 내의 치아와 같은 피사체(260)에 조사되면, 피사체(260)의 표면의 3차원적 구조에 따라 해당 패턴의 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 피사체(260)의 표면에 투영된 패턴의 변형 또는 특징점의 위치 변화 정보를 기초로 피사체(260)의 3차원 구조를 식별하고 모델링할 수 있다.The
광원부(220)는 케이스(210)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 광원부(220)는 개구부(212), 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)가 형성된 케이스(210)의 일단과 대향하는 케이스(210)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 광원부(220)는 케이스(210)의 내측 타단의 상부에 고정 배치될 수 있다.The
일 실시예에서, 광원부(220)는 케이스(210)의 한쪽 끝에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 광원부(220)는 케이스(210)의 일단과 타단 사이의 임의의 중간 지점에 배치될 수 있다. 즉, 광원부(220)는 개구부(212), 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)를 향해 광을 조사하기 용이한 케이스(210) 내의 임의의 위치에 배치될 수 있다.In one embodiment, the
제1 광학계(230)는 광원부(220)로부터 조사되는 광을 개구부(212) 방향으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 광학계(230)는 적어도 1개의 반사부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학계(230)는 적어도 1 개의 거울일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 광학계(240)는 개구부(212) 또는 그 주변에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 광학계(240)는 개구부(212)의 내측면에 고정 배치될 수 있다. 즉, 광원부(220)로부터 조사되는 광은 제1 광학계(230)의 반사부를 거쳐 개구부(212) 방향으로 반사될 수 있다. 또한, 제1 광학계(230)는 피사체(260)로부터 반사되는 광을 케이스 내부로 반사시키도록 구성될 수 있다.The first
제2 광학계(240)는, 제1 광학계(230)의 반사부로부터 조사되는 광이 피사체(260)에 의해 반사되는 광을 케이스 내부로 반사시키도록 구성될 수 있다. 제2 광학계(240)는 적어도 1개의 반사부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 광학계(240)는 적어도 1 개의 거울일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 광학계(240)는 제1 광학계(230)에 인접하여 배치되고, 개구부(212) 또는 그 주변에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 제2 광학계(240)는 제1 광학계(230)의 하부에 인접하여 배치되고, 개구부(212)의 내측면에 고정 배치될 수 있다.The second
일 실시예에서, 제1 광학계(230)의 반사면 및 제2 광학계(240)의 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)의 위치 및 방향은, 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)에 의해 각각 반사되어 이미지 센서부(250)에 의해 검출되는 이미지 상에서 피사체(260)의 복수 개의 상(image)이 겹쳐지지 않고, 각각의 상이 전부 보이도록 설정될 수 있다.In one embodiment, the rear angle between the reflective surface of the first
일 실시예에서, 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(250)는 케이스(210) 내부에서 축 정렬되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 케이스의 평면 상에 투영된, 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(250)의 가상의 중심선은 케이스(210)의 평면 상에 투영된 가상의 중심선 상에 정렬되어 배치될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 케이스(210) 내부에서 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240) 각각은 사전 결정된 위치에 고정 배치될 수 있다. 이 경우, 케이스(210) 내부에는 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)의 각도 조절을 위한 구동부를 설치하지 않을 수 있다. 이와 같이, 케이스 내부에서 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)가 배치된 영역에 다른 전자적 또는 기계적 구성요소를 배치할 필요가 없기 때문에, 케이스 내부의 구성요소들을 조밀하게 배치할 수 있다. 따라서, 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)의 조밀한 구조로부터 케이스(210)의 최적 구조를 설계할 수 있기 때문에, 구강 내에서 스캐닝 동작이 자유롭고 부피가 작은 구강 스캐너(200)를 구현할 수 있다.In one embodiment, each of the first
이미지 센서부(250)는 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)로부터 반사 또는 굴절된 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서부(250)는 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240) 각각으로부터 반사 또는 굴절된 광으로부터 적어도 2 개의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부(250)는 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)에 의해 각각 반사되는 적어도 2 개의 광의 이미지를 함께 획득할 수 있다. 이와 같이, 구강 스캐너(200)는 적어도 각각 하나의 반사부를 포함하는 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)를 포함하므로, 1 개의 이미지 센서부(250)만으로도 적어도 2 개의 스테레오 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 센서부(250)로부터 획득된 적어도 2 개의 스테레오 이미지는, 이후 프로세서에 의해 실행되는 3D 구강 구조 모델링에 사용될 수 있다.The
일 실시예에서, 이미지 센서부(250)는 케이스(210)의 타단에 배치될 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부(250)는 개구부(212), 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)가 형성된 케이스(210)의 일단과 대향하도록 케이스(210)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서부(250)는 광원부(220)와 인접한 케이스(210)의 내측 하부에 고정 배치될 수 있다.In one embodiment, the
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(200)의 투시 측면도 및 투시 평면도이다. 도 3에서는 도 2와 중복되는 구성에 대하여는, 도 3에 도시된 실시예를 기준으로 간략히 서술한다. 일 실시예에서, 광은 광원부(220)로부터 조사되어 제1 광학계(230)에 의해, 케이스(210) 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사될 수 있다. 이 경우, 광은 개구부(212) 일측에 형성된 개구를 통과할 수 있다. 피사체로부터 반사된 광은, 제1 광학계(230) 및 제2 광학계(240)에 의해 반사되어 이미지 센서부(250) 방향으로 조사될 수 있다.3 is a perspective side view and a perspective plan view of the
일 실시예에서, 케이스(210) 내부에 배치된 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(250)는 축 정렬되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 케이스의 평면 상에 투영된, 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(250)의 가상의 중심선은 케이스(210)의 평면 상에 투영된 가상의 중심선(270) 상에 정렬되어 배치될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 1개의 이미지 센서부만으로도 복수의 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 2개 이상의 스테레오 이미지를 획득할 수 있으므로, 구강 스캐너의 제작 비용이 절감되고 그 내부 구성을 더욱 최적화시킬 수 있다.In one embodiment, the
도 4는 본 개시의 다른 실시예에 따른 구강 스캐너(400)의 투시 측면도이다. 도 4에서는 도 2와 중복되는 구성에 대하여는, 도 4에 도시된 실시예를 기준으로 간략히 서술한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광원부(420)는 개구부(412) 방향을 향해 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 광원부(420)는 개구부(412), 제1 광학계(430) 또는 제2 광학계(440)가 형성된 케이스(410)의 일단과 대향하는 케이스(410)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 광원부(420)는 케이스(410)의 내측 타단의 하부에 고정 배치될 수 있다.4 is a perspective side view of
제1 광학계(430)는 광원부(420)로부터 조사된 광을 케이스(410)의 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 광학계(430)는, 피사체에 의해 반사되어 케이스(410)의 내부로 조사되는 광을 이미지 센서(450) 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다. 한편, 제2 광학계(440)는 제1 광학계(430)의 반사부로부터 조사되는 광이 피사체(470)에 의해 반사되는 광을 케이스 내부로 반사시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서 제2 광학계(440)는 적어도 2개의 반사부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 제2 광학계(440)는 제1 반사면(442) 및 제2 반사면(444)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 광학계(440)의 제1 반사면(442)은 제1 광학계(430)의 반사면과 인접하고, 제1 반사면(442) 및 제1 광학계(430)의 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 광학계(440)의 제2 반사면(444)은 제1 반사면(442)과 인접하고, 제1 반사면(442) 및 제2 반사면(444) 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성될 수 있다.The first
도 4는 하나의 반사부를 포함한 제1 광학계(430) 및 2 개의 반사부를 포함한 제2 광학계(440)를 도시하였으나, 각 광학계에 포함된 반사부의 수는 이에 한정되지 않을 수 있다.Although FIG. 4 shows the first
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 획득된 스테레오 이미지(510)의 예시를 나타내는 도면이다. 이미지 센서부(예를 들어, 도 2의 250)는 제1 광학계 및 제2 광학계(예를 들어, 도2의 230, 240)로부터 반사된 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서부는 제1 광학계 및 제2 광학계로부터 굴절된 광으로부터 적어도 2 개의 스테레오 이미지(510)를 획득하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부는 제1 광학계의 적어도 하나의 반사부 및 제2 광학계의 적어도 하나의 반사부에 의해 반사된 광이 프리즘에 의해 각각 굴절되는 적어도 2개의 스테레오 이미지를 함께 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 적어도 2개의 스테레오 이미지에 기초하여, 프로세서는 뎁스 데이터(depth data)를 추출하고, 이를 기초로 피사체인 구강 구조의 3D 모델링을 실행할 수 있다.5 is a diagram illustrating an example of a
도 5는 2 개의 스테레오 이미지를 획득한 예시가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이미지 센서부는 제1 광학계 및 제2 광학계로부터 굴절된 광으로부터 2 개 이상의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.5 shows an example of acquiring two stereo images, but is not limited thereto, and the image sensor unit may be configured to acquire two or more stereo images from light refracted from the first optical system and the second optical system.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The preferred embodiments of the present invention described above have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art with ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes and additions should be regarded as falling within the scope of the claims.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Those skilled in the art to which the present invention pertains can make various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention. is not limited by
200: 구강 스캐너
210: 케이스
212: 개구부
220: 광원부
230: 제1 광학계
240: 제2 광학계
250: 이미지 센서부
260: 피사체200: intraoral scanner
210: case
212: opening
220: light source
230: first optical system
240: second optical system
250: image sensor unit
260: subject
Claims (10)
일단에 개구부가 형성된 케이스;
상기 케이스의 내부에 배치되며, 광을 조사하는 광원부;
상기 개구부에 배치되고, 상기 광원부로부터 조사된 광을 상기 케이스의 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사하도록 구성되는 제1 광학계;
상기 제1 광학계에 인접하여 배치되고, 상기 피사체로부터 반사되는 광을 상기 케이스의 내부로 반사시키는 제2 광학계; 및
상기 제2 광학계에 의해 반사된 광을 검출하는 이미지 센서부
를 포함하는, 구강 스캐너.As an intraoral scanner,
a case with an opening formed at one end;
a light source unit disposed inside the case and irradiating light;
a first optical system disposed in the opening and configured to reflect the light emitted from the light source toward a subject located outside the case;
a second optical system disposed adjacent to the first optical system and reflecting light reflected from the subject into the case; and
An image sensor unit detecting the light reflected by the second optical system
Including, intraoral scanner.
상기 제1 광학계는, 상기 피사체로부터 반사되는 광을 상기 이미지 센서부 방향으로 반사하도록 구성되고,
상기 이미지 센서부는, 상기 제1 광학계에 의해 반사된 광을 더 검출하도록 구성된, 구강 스캐너.According to claim 1,
The first optical system is configured to reflect light reflected from the subject toward the image sensor unit,
The image sensor unit is configured to further detect the light reflected by the first optical system, the intraoral scanner.
상기 제1 광학계 및 상기 제2 광학계의 위치 및 방향은, 상기 제1 광학계 및 상기 제2 광학계에 의해 각각 반사되어 상기 이미지 센서부에 의해 검출되는 상기 피사체의 복수 개의 상(image)이 겹쳐지지 않고, 각각의 상이 전부 보이도록 설정되는, 구강 스캐너.According to claim 2,
The positions and directions of the first optical system and the second optical system are reflected by the first optical system and the second optical system, respectively, and the plurality of images of the subject detected by the image sensor unit do not overlap. , an intraoral scanner, in which each image is set to be fully visible.
상기 제1 광학계의 반사면 및 상기 제2 광학계의 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성되는, 구강 스캐너.According to claim 1,
The oral scanner configured such that the back angle between the reflective surface of the first optical system and the reflective surface of the second optical system forms a thermal angle.
상기 제2 광학계는, 상기 피사체로부터 반사되는 광을 상기 케이스의 내부로 반사시키는 제1 반사면 및 제2 반사면을 포함하는, 구강 스캐너.According to claim 1,
The second optical system includes a first reflecting surface and a second reflecting surface for reflecting the light reflected from the subject into the inside of the case, the intraoral scanner.
상기 제2 광학계의 상기 제1 반사면은 상기 제1 광학계의 반사면과 인접하고, 상기 제1 반사면 및 상기 제1 광학계의 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성되는, 구강 스캐너.According to claim 5,
The first reflective surface of the second optical system is adjacent to the reflective surface of the first optical system, and the back angle between the first reflective surface and the reflective surface of the first optical system is configured to form an open angle.
상기 제2 광학계의 상기 제2 반사면은 상기 제1 반사면과 인접하고, 상기 제1 반사면 및 상기 제2 반사면 사이의 이면각이 열각을 이루도록 구성되는, 구강 스캐너.According to claim 5,
The second reflective surface of the second optical system is adjacent to the first reflective surface, and the back angle between the first reflective surface and the second reflective surface is configured to form a hot angle.
상기 광원부는 패턴광 또는 구조광을 조사하도록 구성되는, 구강 스캐너.According to claim 1,
The light source unit is configured to emit patterned light or structured light, the intraoral scanner.
상기 이미지 센서부는, 상기 제1 광학계 및 상기 제2 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 복수 개의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성되는, 구강 스캐너.According to claim 2,
Wherein the image sensor unit is configured to obtain a plurality of stereo images from images of light reflected from the first optical system and the second optical system.
상기 케이스의 평면 상에 투영된, 상기 광원부, 상기 제1 광학계, 상기 제2 광학계 및 상기 이미지 센서부의 가상의 중심선은 상기 케이스의 평면 상에 투영된 가상의 중심선 상에 정렬되어 배치되는, 구강 스캐너.
According to claim 1,
The virtual center line of the light source unit, the first optical system, the second optical system, and the image sensor unit, projected on the plane of the case, are aligned and disposed on the virtual center line projected on the plane of the case. .
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