WO2023063714A1 - 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법 - Google Patents

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WO2023063714A1
WO2023063714A1 PCT/KR2022/015388 KR2022015388W WO2023063714A1 WO 2023063714 A1 WO2023063714 A1 WO 2023063714A1 KR 2022015388 W KR2022015388 W KR 2022015388W WO 2023063714 A1 WO2023063714 A1 WO 2023063714A1
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tool
calibration
scanner body
scanner
control unit
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Application number
PCT/KR2022/015388
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English (en)
French (fr)
Inventor
임성빈
Original Assignee
주식회사 메디트
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/24—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the mouth, i.e. stomatoscopes, e.g. with tongue depressors; Instruments for opening or keeping open the mouth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method using the same. More specifically, the present invention relates to an image processing apparatus in which an operation of a scanner body corresponding to the tool is performed by a tool mounted on the scanner body, and an image processing method using the same.
  • the performance of an optical apparatus is sensitive to temperature, and in particular, the optical part of a 3D scanner used to obtain a 3D model of an existing object (referred to as 'object' in the present invention) faces the object. It may include a projector that emits light and a camera that receives the light reflected from the object.
  • a 3D scanner In order to acquire a 3D model that accurately expresses an object, a 3D scanner (particularly, an optical unit) must maintain high precision. Therefore, in order to maintain high precision of the 3D scanner, the user must perform error correction work, that is, calibration, on the 3D scanner at regular intervals.
  • a calibration application is displayed in a pop-up form, and the user performs calibration of the scanner body according to instructions from the calibration application.
  • the user executes the scan program and moves to the chair of the clinic to scan the patient's oral cavity, and then receives a specific notification that the scanner body needs to be calibrated (for example, on the scan program). It can be recognized through the overdue message displayed on At this time, the user has to move from the chair to the computing device side again to perform calibration, and this process may cause user discomfort.
  • the user in order to provide a hygienic scanning environment to the patient, after calibrating the scanner body, the user had to replace gloves worn before scanning the patient's oral cavity or perform additional disinfection.
  • the disclosed embodiment of the present invention is an image processing device in which a detachable tool is mounted on one end of the scanner body, and an operation corresponding to the type of the mounted tool is performed, and an image processing device using the same Image processing method is provided.
  • the disclosed embodiments of the present invention provide an image processing apparatus capable of identifying attachment/detachment of a tool by a attachment/detachment detection sensor provided in a scanner body and an image processing method using the same.
  • the disclosed embodiments of the present invention provide an image processing apparatus and an image processing method using the image processing apparatus that acquires image data by the operation of an optical unit built in a scanner body and distinguishes a type of tool based on the image data.
  • the disclosed embodiment of the present invention provides an image processing device and an image processing method using the same for distinguishing the type of a tool based on the distance between the attachment and detachment detection sensor provided in the scanner body and the tool.
  • disclosed embodiments of the present invention provide an image processing device and an image processing method using the same for automatically executing a calibration application without a user's separate manipulation when it is determined that a calibration tool is mounted.
  • disclosed embodiments of the present invention provide an image processing apparatus and an image processing method using the same, which perform a calibration process corresponding to the type of a calibration tool mounted on a scanner body.
  • an image processing apparatus includes a tool detachably coupled to one end of a scanner body, a scanner body to which the tool is coupled to one end, and corresponding to the tool. and a control unit controlling the operation of the scanner body.
  • the tool may include a calibration tool formed in a shape with one side closed and calibrating the scanner body, and a scanning tool formed in a shape with one side opened.
  • the scanner body includes a detachable detection sensor for identifying whether or not the tool is detached on a detachable surface formed on at least a portion of the scanner body and coupling the tool to the scanner body, and a predetermined output light toward the tool. It may include a projector that emits light, and at least one camera that receives reflected light generated by reflecting the output light and obtains at least one image data from the reflected light.
  • the projector may emit the output light.
  • control unit may determine the type of the tool mounted on the scanner body based on the image data obtained by the camera, and perform a calibration operation when determining that the tool is a calibration tool.
  • control unit may determine the type of the tool as the calibration tool and perform a calibration operation.
  • control unit may determine the type of the calibration tool as one of a manual calibration tool and an auto calibration tool based on the shape of the pattern plate, and perform a calibration operation corresponding to the type of the calibration tool.
  • the control unit may determine the type of the tool based on a distance between the detachable detection sensor and the tool when the tool is mounted on the scanner body, and perform a calibration operation when the tool is determined to be a calibration tool. .
  • a calibration application may be automatically executed and displayed on the display unit.
  • a guide message may be displayed on the display unit to guide the user to operate the manual calibration tool.
  • the calibration tool may include a pattern plate tiltable within a predetermined angular range based on the longitudinal direction of the scanner body, and the pattern plate may include a plurality of targets.
  • the plurality of targets at least one calibration target for calibrating the 3D scanner, and formed spaced apart from the calibration target and having a different shape from the calibration target, a plurality of for distinguishing the type of the calibration tool It may include an identification target.
  • an image processing method using an image processing apparatus includes a tool mounting step in which a user mounts a predetermined tool on a scanner body, and a tool in which a control unit determines attachment or detachment of the tool to the scanner body.
  • whether the tool is attached or detached may be identified by a attachment/detachment detection sensor formed on a attachment/detachment surface formed on at least a portion of the scanner body and coupling the tool to the scanner body.
  • the tool distinguishing step may include a light irradiation step of radiating a predetermined output light from a projector built in the scanner body when attachment/detachment of the tool is identified in the tool attachment/detachment identification step, and at least one camera built in the scanner body
  • the method may include an image data obtaining step of acquiring at least one image data by receiving reflected light generated by reflection of the output light, and a tool determining step of determining a type of the tool based on the image data.
  • control unit may determine the type of the tool by determining a shape of a pattern plate embedded in the calibration tool through the image data.
  • control unit may detect the type of the tool based on a distance between the attachment/detachment detection sensor and the tool when the tool is mounted on the scanner body.
  • control unit when the control unit determines that the tool is a calibration tool, the control unit automatically executes the calibration application and displays the calibration application on the display unit It may further include an execution step.
  • control unit when the control unit classifies the type of the tool as a manual calibration tool among the calibration tools, the control unit displays a guide message for inducing the user to operate the manual calibration tool on the display unit in the scanner operation control step. It can be controlled to output to .
  • control unit when the control unit distinguishes the type of the tool as an auto calibration tool from among the calibration tools, the control unit automatically performs a calibration operation in the scanner operation control step. At least one of the scanner body and the auto calibration tool can control.
  • the user has an advantage of minimizing inconvenience for performing calibration of the scanner body.
  • the attachment/detachment of the tool is identified by the attachment/detachment detection sensor of the scanner body, and the type of tool (e.g., a scanning tool and a calibration tool, or an auto calibration tool and a manual calibration tool) is determined based on the image data acquired by the camera. ) is determined, there is an advantage in that the type of tool can be quickly detected and the operation of the scanner (eg, calibration of the scanner body) corresponding to the type of tool can be performed without a separate manipulation process.
  • the type of tool e.g., a scanning tool and a calibration tool, or an auto calibration tool and a manual calibration tool
  • the type of tool is determined based on the distance between the tool and the attachment/detachment detection sensor measured by the attachment/detachment detection sensor of the scanner body, the type of tool is quickly determined without a separate manipulation process, and the scanner suitable for the type of tool There is an advantage that the operation of can be performed.
  • control unit determines the type of tool as a calibration tool
  • control unit automatically executes a calibration application and controls to display it on the display unit, so that the user must execute a separate calibration application and select a calibration start button
  • control unit distinguishes between an auto calibration tool and a manual calibration tool and performs control corresponding to the type of tool, there is an advantage of minimizing user's inconvenience.
  • control unit applies a control signal to the auto-calibration tool to control the position of the pattern plate to the initial position, so that the auto-calibration tool can accurately calibrate the scanner body.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining at least some of configurations of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example of a scanner body and a scanning tool detachably coupled to one end of the scanner body.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a state in which a scanning tool is coupled to a scanner body.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of photographing an object in the image processing apparatus according to the present invention.
  • 5 is an example of a scanner body and a calibration tool detachably coupled to one end of the scanner body.
  • 6 and 7 are exploded views of a scanner body and a calibration tool detachably coupled to one end of the scanner body.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a state in which a calibration tool is coupled to a scanner body.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a scanner body, which is one component of an image processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10(a) is an example of image data obtained when a scanning tool is mounted on one end of the scanner body
  • FIG. 10 (b) is an example of image data obtained when a calibration tool is mounted on one end of the scanner body.
  • 11 is an example of identification targets formed on a pattern plate of a calibration tool and a sign formed by the identification targets.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a process of performing calibration of a scanner body using a calibration tool.
  • FIG. 13(a) is an example for explaining the auto-calibration tool
  • FIG. 13(b) is an example for explaining 3D information of identification targets forming a mark of the auto-calibration tool.
  • FIG. 14(a) is an example for explaining the manual calibration tool
  • FIG. 14(b) is an example for explaining three-dimensional information of identification targets forming one mark of the manual calibration tool.
  • 15 is a diagram for explaining a process of performing calibration of a scanner body using a manual calibration tool.
  • 16 is an exemplary flowchart of an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • 17 is an example for explaining a tool discrimination step in an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 18 is another example for explaining a tool discrimination step in an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • 19 is an example for explaining a scanner operation control step in an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • 20 is an example for explaining a calibration step in an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • 'part' portion
  • a plurality of 'parts' may be implemented as one element (unit, element), or a single 'unit'. It is also possible that section' includes a plurality of elements.
  • the expression “configured to (or configured to)” used in the embodiments of the present invention means, depending on the situation, for example, “suitable for”, “ ⁇ having the capacity to”, “designed to”, “adapted to”, “made to”, or “capable of” Capable of)” can be used interchangeably.
  • the term “configured (or set) to” may not necessarily mean only “specifically designed to” hardware. Instead, in some contexts, the expression “a system configured to” may mean that the system “is capable of” in conjunction with other devices or components.
  • a processor configured (or configured) to perform A, B, and C can be used by a dedicated processor (eg, embedded processor) to perform those operations, or by executing one or more software programs stored in memory; It may mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations.
  • a dedicated processor eg, embedded processor
  • a general-purpose processor eg, CPU or application processor
  • a 3D scanner refers to an electronic device that acquires an image related to an object.
  • the 3D scanner referred to in the present invention may refer to a scanner that acquires an image related to the oral cavity used for oral treatment.
  • the 3D scanner in the disclosed embodiment of the present invention may be a hand-held intraoral scanner having a form that can be inserted into the patient's actual oral cavity.
  • a handheld intraoral scanner retractable into the oral cavity is referred to as a '3D scanner'.
  • an image may refer to an image representing an object included in the oral cavity (eg, 'oral image').
  • the object includes teeth, gingiva, at least a portion of the oral cavity, and/or an artificial structure insertable into the oral cavity (eg, orthodontic devices including brackets and wires, implants, artificial teeth, inlays, and onlays). dental restorations, orthodontic aids inserted into the oral cavity, etc.), and the like.
  • the object may include an artificial object related to the oral cavity, for example, a plaster model, a crown, and the like.
  • the orthodontic device may include at least one of a bracket, an attachment, an orthodontic screw, a lingual orthodontic device, and a removable orthodontic retainer.
  • the image may mean an image representing the inside of a tool. That is, the image may refer to an image representing the inside of a calibration tool necessary for calibrating a 3D scanner.
  • the image may be a 2D image of the object or a 3D model or 3D image representing the object in three dimensions.
  • an image is data necessary for representing an object in 2D or 3D, for example, raw data or a raw image obtained from at least one camera.
  • the raw image is data acquired to generate an intraoral image necessary for diagnosis, and when scanning the oral cavity of a patient using a 3D scanner, at least one camera included in the 3D scanner It may be an image (eg, a 2D frame image) obtained from .
  • the raw image is an unprocessed image and may mean an original image obtained from an intraoral scanner.
  • an image processing apparatus 1 includes a tool 100 and a scanner body 200 .
  • the tool 100 may be detachably coupled to one end of the scanner body 200 .
  • a specific operation of the scanner body 200 may be performed.
  • the scanner body 200 may scan an object (not shown) to obtain a 3D model.
  • the tool 100 may be a scanning tool 101, and when the scanning tool 101 is coupled to one end of the scanner body 200, the scanner body 200 scans the object A 3D model can be obtained.
  • the object may refer to an object for which a user wants to obtain a 3D model, and exemplarily, the object is obtained by pouring a plaster on the inside of the patient's oral cavity, a negative model imitating the inside of the patient's oral cavity, and the negative model. It may be at least one of the positive models.
  • the scanner body 200 may be a component of a 3D scanner included in a 3D scanner that acquires a 3D model by scanning an object.
  • the scanner body 200 may include a scanner body case 201 .
  • the scanner body case 201 may serve to safely protect components built in the scanner body 200 from the external environment.
  • the main body case 201 may be formed in a shape and material that is easy for a user to hold by hand, but the shape and material of the main case 201 are not particularly limited.
  • the body case 201 may include an upper case 201a and a lower case 201b, and the upper case 201a and the lower case 201b are coupled to the scanner body 200. components can be protected from the external environment.
  • the body case 201 may not be formed as a coupling structure of the upper case 201a and the lower case 201b, and may have a multi-stage coupling structure or an integrated structure.
  • the scanner body 200 may be communicatively interconnected with the external electronic device 500 . More specifically, the 3D scanner including the scanner body 200 is a medical device for obtaining an intraoral image.
  • a 3D scanner having a form retractable into the oral cavity, such as the intraoral scanner shown in FIG. 1, may be referred to as a handheld intraoral scanner or a portable scanner.
  • an oral scanner may be a device for generating a 3D model of the oral cavity including at least one tooth by being inserted into the oral cavity and scanning teeth in a non-contact manner.
  • the intraoral scanner which is a type of 3D scanner, may have a form capable of being drawn in and out of the oral cavity, and may scan the inside of the patient's oral cavity using at least one camera (eg, an optical camera, etc.).
  • the 3D scanner is a target for teeth, gingiva, and artificial structures that can be inserted into the oral cavity (eg, orthodontic devices including brackets and wires, implants, artificial teeth, orthodontic aids inserted into the oral cavity, etc.), gypsum
  • teeth, gingiva, and artificial structures that can be inserted into the oral cavity (eg, orthodontic devices including brackets and wires, implants, artificial teeth, orthodontic aids inserted into the oral cavity, etc.), gypsum
  • surface information of the object may be obtained as raw data.
  • the raw data acquired by the 3D scanner may be at least one image acquired by at least one camera included in the 3D scanner.
  • the raw data may be at least one 2-dimensional frame image obtained through intraoral scanning in a 3-dimensional scanner.
  • 'frame image' may also be referred to as 'frame' or 'frame data'.
  • Raw data obtained from the 3D scanner may be transmitted to the external electronic device 500 connected through a communication network.
  • the 3D scanner may obtain a 3D model or 3D image generated based on raw data obtained from at least one camera. Also, the obtained 3D model or 3D image may be transmitted to the external electronic device 500 .
  • the external electronic device 500 is connected to the 3D scanner through a communication network, and may receive data (eg, image data) obtained by scanning an object from the 3D scanner.
  • the external electronic device 500 may be any electronic device capable of generating, processing, displaying, and/or transmitting an oral cavity image based on data transmitted from the 3D scanner.
  • the external electronic device 500 generates at least one of information necessary for diagnosing the oral cavity and an image representing the oral cavity based on data received from the 3D scanner, and displays the generated information and image to a display unit ( 510) can be displayed.
  • the display unit 510 may be a device that visually displays received data and/or data processed from the received data, and the display unit 510 may be a known display device (eg, a monitor, tablet, screen, etc.) ) may be at least one of
  • the external electronic device 500 may be any electronic device capable of generating, processing, displaying, and/or transmitting 3D data or 3D images of an object based on image data received from an intraoral scanner.
  • the external electronic device 500 may be a computing device such as a smart phone, a laptop computer, a desktop computer, a PDA, a tablet PC, etc., but is not limited to the listed examples.
  • the external electronic device 500 may exist in the form of a server (or server device) for processing an image of an object (eg, an oral cavity image).
  • a server or server device for processing an image of an object (eg, an oral cavity image).
  • the external electronic device 500 may store and execute dedicated software linked to the intraoral scanner.
  • dedicated software may be referred to as a dedicated program or dedicated application.
  • dedicated software stored in the external electronic device 500 may be connected to the intraoral scanner and receive data obtained through object scanning in real time.
  • dedicated software for processing data for each intraoral scanner product may exist.
  • the dedicated software may perform at least one operation for acquiring, processing, storing, and/or transmitting a 3D image of the object.
  • the 3D scanner may transmit raw data obtained by scanning the object to the external electronic device 500 as it is. Then, the external electronic device 500 may generate a 3D object image representing the object in 3D based on the received raw data.
  • the external electronic device 500 since the external electronic device 500 can generate a '3-dimensional oral image' by modeling the internal structure of the oral cavity in a 3-dimensional manner based on the received raw data, the data thus generated is referred to as a '3-dimensional image'. It can be referred to as 'oral model'.
  • the external electronic device 500 may receive a command through an electrically connected input unit (not shown).
  • the input unit may include at least one of known input devices such as a keyboard, a mouse, and a scanner.
  • a processor embedded in the external electronic device 500 operates the scanner body 200 so that the scanner body 200 performs a calibration process. can control. A detailed description of the calibration process will be described later.
  • the operation of the '3D scanner' or 'oral scanner' may correspond to the operation of the scanner body 200.
  • the image processing device may include a user interface
  • the user interface may include an input device including keys corresponding to a predetermined operation or request.
  • the input device included in the user interface may be formed of at least one button or a touch sensor.
  • the user interface may include a voice recognition sensor, receive a user voice, and recognize a user input corresponding to a predetermined operation or request based on the received user voice.
  • the user interface included in the scanner body 200 of the image processing device may include at least one button 290 .
  • a case in which the user interface is formed of two buttons 291 and 292 is shown as an example.
  • the user interface may be formed as a touch pad.
  • the user interface may include a touch pad (not shown) coupled to a display panel (not shown).
  • a user interface screen may be output on the display panel.
  • the touch pad can sense it and transmit the sensed information to the scanner-side processor (reference numeral 210 of FIG. 9 to be described later). Then, the scanner-side processor interprets the sensed information to recognize and execute a predetermined command input by the user.
  • the user interface when the user interface is formed of a touch pad and the user touches a predetermined point on the user interface screen, the user interface detects the location of the touched point. Then, the detected location information may be transmitted to the scanner-side processor. Then, the scanner-side processor may recognize a user's request or command corresponding to the menu displayed at the sensed position and execute the recognized request or command.
  • buttons 291 and 292 as shown in FIG. 2 will be described as an example.
  • the user interface may be formed of a first button 291 among buttons 290 .
  • a user input corresponding to a manipulation of the first button 291 may correspond to at least one request according to a shape in which the first button 291 is pressed.
  • the user's manipulation of the first button 291 may be classified as a double click, a long click, a single click, or a single click for a short period of time, and the user manipulation type is distinguished. Depending on it, it can be recognized as a different request.
  • the scanner-side processor may recognize that a user input requesting to start scanning of the object is received.
  • the scanner-side processor may recognize that a user input requesting that the scanning of the object be terminated is received.
  • the scanner-side processor may recognize that a user input requesting transmission of image data corresponding to acquired images to the external electronic device 500 is received. there is.
  • different requests may be recognized in consideration of an operating state of the scanner body 200 when a user manipulation is performed on the first button 291 . For example, if the first button 291 is briefly clicked once while the scanner body 200 is scanning, this user input may be recognized as a request corresponding to stopping scanning. Also, if the first button 291 is briefly clicked once while the scanner body 200 stops scanning, this user input may be recognized as a request corresponding to restarting the scan.
  • the user interface of the scanner body 200 of the image processing device may include a plurality of buttons 291 and 292 corresponding to each of a plurality of requests.
  • a corresponding request may be recognized according to the selected button.
  • the second button 292 spaced apart from the first button 291 by a predetermined distance may perform the same role as a cursor on the display unit 510 . Therefore, the user does not have a separate input device and uses the first button 291 and the second button 292 formed on the scanner body 200 to display an application (eg, a calibration application) on the display unit 510. can be manipulated.
  • an application eg, a calibration application
  • the tool 100 which is one component of the image processing apparatus according to the disclosed embodiment of the present invention, will be described in detail.
  • FIG. 2 is an example of a scanner body 200 and a scanning tool 101 detachably coupled to one end of the scanner body 200
  • FIG. 3 is a state in which the scanning tool 101 is coupled to the scanner body 200. is a cross-section of
  • the type of tool 100 which is one component of the image processing apparatus according to the disclosed embodiment, may vary according to its use.
  • the tool 100 coupled to one end of the scanner body 200 may be the scanning tool 101 in order to obtain a 3D model representing the object by scanning the object.
  • the scanning tool 101 may be formed in a shape for guiding reflected light reflected from the surface and/or inside of the object to the scanner body 200 .
  • the scanning tool 101 guides light emitted from the scanner body 200 toward the object or guides reflected light reflected from the surface and/or inside of the object to the scanner body 200, One side may be formed in an open shape.
  • the scanning tool 101 includes a scanning tool-side coupling portion 1011 coupled to one end of the scanner body 200 and an opening 1012 formed at one side of the other end opposite to the scanning tool-side coupling portion 1011. can include
  • the scanning tool 101 includes an optical path changing member 1013 therein that guides output light toward the opening 1012 or guides reflected light introduced through the opening 1012 toward the scanner body 200. can do.
  • the light path changing member 1013 may reflect and/or refract light, and the light path changing member 1013 may be an optical component such as a mirror, a lens, or a prism.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of photographing an object in the image processing apparatus 1 according to the present invention.
  • the scanner body 200 includes at least one camera 232, and the camera 232 may acquire at least one image by taking a picture of the oral cavity. More specifically, the camera 232 may generate image data to be transmitted to an external electronic device (not shown) (eg, corresponding to 500 in FIG. 1 ) by capturing the oral cavity.
  • an external electronic device not shown
  • image data generated by the camera 232 may be at least one image itself obtained by at least one camera 232 .
  • the camera 232 may generate image data corresponding to at least one acquired image.
  • the camera 232 may generate image data by changing the shape of at least one acquired image.
  • image data generated by the camera 232 may be a 3D image or a 3D model representing an object in 3D based on a plurality of images acquired by at least one camera 232 .
  • 'at least one camera 232' will be referred to as 'camera 232'. That is, the camera 232 may refer to one camera or may refer to a plurality of cameras.
  • the camera 232 may include at least one image sensor (not shown). Specifically, each of the at least one camera included in the camera 232 may include a lens 2321 and an image sensor (not shown).
  • the image sensor (not shown) may be a device that converts light entering the lens 2321 into an electrical signal and displays it as an image in order to obtain an image.
  • the image sensor may be at least one of known image sensors such as a CCD sensor, a CMOS sensor, and a color image sensor, but is not necessarily limited to the listed examples.
  • the image sensor may be included in an imaging board 2322 disposed inside the camera, and the imaging board 2322 may be electrically connected to the lens 2321 .
  • the camera 232 may acquire hundreds of images per second according to a set frame per second (FPS).
  • the image obtained from the camera 232 may be a 2D frame image.
  • FPS indicates the number of frame images acquired per second, and may be referred to as 'frame rate'.
  • the camera 232 may acquire 100 object images per second.
  • the camera 232 of the scanner body 200 includes two cameras, an L camera (left camera, 232a) and an R camera (right camera, 232b), 100 images are recorded in the L camera 232a per second. 100 images are obtained from the 100 images and the R camera 232b.
  • the L camera 232a and the R camera 232b operate in synchronization, the L camera 232a and the R camera 232b may respectively obtain an L image and an R image at the same time point.
  • 100 images can be acquired per second.
  • each of at least one camera included in the camera 232 is a lens formed to be movable in order to adjust the position of the focus (not shown). ) and an image sensor (not shown) for obtaining an image based on light passing through the lens (not shown).
  • each of at least one camera included in the camera 232 may perform image scanning on the object O to which the pattern is irradiated.
  • the camera 232 of the scanner body 200 includes at least one camera 232 acquiring at least one image, as well as an imaging board 2322 acquiring image data corresponding to the at least one image. can do.
  • the imaging board 2322 may control the camera 232 for image scanning.
  • the imaging board 2322 may set a region of interest (ROI), exposure time, and/or frame rate of the camera 232 .
  • ROI region of interest
  • the imaging board 2322 may generate image data corresponding to at least one image acquired by the lens 2321 .
  • the imaging board may generate image data corresponding to at least one image by converting a format of at least one image acquired through the lens 2321 .
  • the imaging board 2322 may generate image data corresponding to a plurality of images by encoding at least one image acquired through the lens 2321 .
  • the camera 232 does not include the imaging board 2322
  • at least one of the operations performed by the imaging board 2322 may be performed by the scanner-side processor 110 described later.
  • the camera 232 included in the 3D scanner 100 includes two cameras 232a and 232b and performs image scanning in a wide triangular manner, for example, and Explain.
  • the 3D scanner 100 may perform an intraoral scan by an optical triangulation method.
  • 3D data may be obtained by irradiating light onto an object, photographing the object, and using an image of the object imaged with the light.
  • an image of the object O may be obtained by radiating light to the object O and receiving light reflected from the object O.
  • the 3D data may include 3D depth information of the object O.
  • structured light with stereo binocular vision using two cameras and a projector 231 that outputs light. vision) method can be used.
  • the scanner body 200 includes an optical unit 230, and the optical unit 230 includes the camera 232 and the projector ( 231) may be further included.
  • the projector 231 may radiate output light having a pattern formed by at least one of a 1D point and a 2D line toward the tool 100 .
  • the projector 231 may radiate output light into the oral cavity, which is the object O, under the control of the scanner-side processor 210 described later.
  • the two or more cameras 232a and 232b When output light is emitted from the projector 231, the two or more cameras 232a and 232b receive reflected light reflected from the surface of the object O on which the output light is projected, and acquires an image corresponding to the object O. can do.
  • the shape (or pattern) of light output from the projector 231 may be changed and may have various shapes. 4 illustrates an example in which the projector 231 outputs structured light p in the form of a plurality of lines.
  • the scanner body 200 which is one component of the image processing apparatus 1 according to the disclosed embodiment of the present invention, radiates structured light p to the object O, and corresponds to the left field of view.
  • the first images 400 and 401 corresponding to the left eye field of view and the second image 400 corresponding to the right eye field of view , 402) can be obtained.
  • the scanner body 200 may continuously acquire 2D frame images including first images 400 and 401 and second images 400 and 402 of the object O.
  • frame images acquired by the camera 232 may be 2D images corresponding to the resolution of the camera 232 .
  • the plurality of frame images obtained from the two or more cameras 232a and 232b may be formatted according to another image format, for example, an HDMI format, on an imaging board (eg, reference numeral 2322 of FIG. 9 to be described later).
  • the external electronic device eg, 500 in FIG. 1
  • the external electronic device may receive HDMI data obtained by formatting images obtained from the first camera 232a and the second camera 232b.
  • the external electronic device eg, 500 in FIG. 1
  • a 3D frame can be reconstructed.
  • depth information on the object may be obtained based on the first images 400 and 401 and the second images 400 and 402 in which the structured light p is imaged together. Also, a 3D image or 3D model may be reconstructed based on the depth information.
  • the imaging board or scanner-side processor may generate a 3D model or 3D image of the object based on a plurality of frame images acquired by two or more cameras 232a and 232b.
  • the scanner body 200 may transmit the generated 3D model or 3D image to an external electronic device (eg, 500 in FIG. 1 ) through the second communication network.
  • the scanner body 200 includes two cameras 232a and 232b and one projector 231 is shown as an example.
  • the scanner body 200 may include one camera and one projector.
  • the projector may simultaneously perform the roles of a camera acquiring an image and a projector emitting structured light.
  • the scanner body 200 may include a plurality of cameras and a plurality of projectors.
  • the scanner body 200 scans the object O at regular time intervals (eg, several ms to tens of ms) while moving around the object O, thereby generating at least one image (eg, a plurality of images). 2D frames) can be obtained. Also, the scanner body 200 or an external electronic device (not shown) (eg, 500 in FIG. 1 ) may acquire a plurality of 3D frames from a plurality of 2D frames. For example, each of the at least one image sensor including the camera 232 included in the scanner body 200 may obtain tens to hundreds of 2D frames per second. Specifically, the image sensor may acquire tens to hundreds of 3D frames per second using a plurality of 2D frames obtained from the scanner body 200 .
  • each 3D frame may be generated based on a plurality of 2D frames. For example, one 3D frame may be generated based on dozens of 2D frames.
  • an external electronic device (not shown) (eg, 500 in FIG. 1 ) receives image data corresponding to the 2D frames obtained from the scanner body 200, the external electronic device is configured based on the received image data. Accordingly, a 3D image or 3D model of the entire object may be reconstructed by combining or aligning a plurality of 3D frames.
  • each of the first camera 232a and the second camera 232b may obtain 100 or more 2D frames per second.
  • Each of the first camera 232a and the second camera 232b may capture an image with a resolution of M * N.
  • M and N have natural number values, M may be the number of pixels in the horizontal direction of the image to be acquired, and N may be the number of pixels in the vertical direction of the image to be acquired.
  • the camera board formats a plurality of images acquired from the first camera 232a and the second camera 232b according to a high definition multimedia interface (HDMI) format, thereby providing image data (specifically, HDMI data).
  • HDMI data may be 2K data, 4K data, or 8K data having an HDMI format.
  • the resolution of an image obtained from a camera included in the scanner body 200 (eg, the first camera 232a and the second camera 232b) is referred to as a 'first resolution'
  • the resolution of image data having the HDMI format is referred to as 'second resolution'.
  • the first resolution may refer to a total resolution of at least one image acquired at the same time point by the camera 232 included in the scanner body 200 .
  • the intraoral scanner eg, 200 or 201
  • the intraoral scanner includes two cameras, a first camera 232a and a second camera 232b
  • the first images 400 and 401 at the same time point ) and second images 400 and 402 may be acquired.
  • each of the two cameras 232a and 232b has a resolution of 200 pixels in width and 200 pixels in height
  • the image obtained by adding the two images can be expressed as having a resolution of 400 pixels horizontally and 200 pixels vertically.
  • a 'raw image' one image obtained by combining two images obtained from the two cameras 232a and 232b at the same time point.
  • the first resolution may be a value obtained by multiplying 200 pixels in width by 200 pixels in height or a value obtained by multiplying 400 pixels in width by 200 pixels in height
  • the second resolution may be 2K, 4K, and 8K.
  • the scanner body 200 which is one component of the image processing device 1 according to the disclosed embodiment of the present invention, is composed of frame images obtained from each of the first camera 232a and the second camera 232b, as in the above-described example.
  • HDMI data including pixel values as they are may be generated and transmitted to an external electronic device (not shown) (eg, 500 in FIG. 1 ).
  • the scanner body 200 includes the first camera 232a and the second camera 232b, respectively, so that pixel values of frame images obtained from each of the first camera 232a and the second camera 232b are included as they are.
  • Pixel values of frame images obtained from may be formatted according to the HDMI format.
  • the calibration tool 102 which is another kind of tool 100, will be described.
  • FIG. 5 is an example of a calibration tool 102 detachably coupled to a scanner body 200 and one end of the scanner body 200
  • FIGS. 6 and 7 show the scanner body 200 and one end of the scanner body 200
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a state in which the calibration tool 102 is coupled to the scanner body 200.
  • the tool 100 which is one component of the image processing apparatus 1 according to the disclosed embodiment, may include a calibration tool 102 .
  • the calibration tool 102 may be a component enabling calibration of at least some (particularly, an optical unit) of components built in the scanner body 102, and may be detachably coupled to one end of the scanner body 200.
  • the user may remove the scanning tool 101 coupled to one end of the scanner body 200 and mount a separately provided calibration tool 102. there is.
  • a detachable surface 202 formed on at least a portion of the scanner body 200 to couple the tool 100 to the scanner body 200, and the above
  • a connection block 203 protruding from the detachable surface 202 by a predetermined length may be inserted into the calibration tool 102 and mounted thereon. Since the detachable surface 202 and the connection block 203 are inserted into the calibration tool 102 and placed thereon, the scanner body 200 can be stably calibrated.
  • the detailed configuration of the calibration tool 102 will be described in more detail.
  • the detailed configuration of the calibration tool 102 can be changed, added, or removed as needed, and is not limited by the detailed description of the present invention described as an example.
  • the calibration tool 102 which is a kind of tool 100, is inserted and seated at one end of the scanner body 200 in a state in which the scanning tool 101 is removed.
  • a calibration tool body 110 having a scanner body insertion hole 111 formed thereon, and a calibration pattern plate (1955, hereinafter referred to as a 'pattern plate') disposed inside the calibration tool body 110 to scan and correct the scanner body 200 abbreviation) and when the scanner body 200 is coupled to the calibration tool body 110, the pattern plate 1955 is automatically moved to at least one of axial rotation movement and axial movement inside the calibration tool body 110
  • a moving part 190 may be included.
  • the pattern plate 1955 when one end of the scanner body 200 is inserted into the calibration tool body 110, the pattern plate 1955 may be disposed to face a camera provided inside the scanner body 200. Also, an axial direction in which the pattern plate 1955 is moved may be a longitudinal direction of the scanner body 200 . In this case, the calibration tool 102 may be an automatic calibration tool capable of automatically performing rotational movement and axial movement of the pattern plate 1955 .
  • the lower surface of the calibration tool body 110 may be formed flat so as to be more stably supported and seated on a desk or table where calibration is performed.
  • the area of the lower surface of the calibration tool body 110 may be formed to be relatively larger than the area of the upper surface, but is not limited thereto.
  • the upper and lower surfaces of the calibration tool body 110 may be formed to have rounded edges as a whole.
  • the calibration tool body 110 may be formed in a cylindrical shape as a whole.
  • the inside of the calibration tool body 110 is provided with an irradiation path of the output light emitted from the projector of the scanner body 200 (see reference numeral 231 in FIG. 4 described above and FIG. 9 described later), in particular, the output light and An irradiation path of the reflected light may be provided in a dark room form so as not to be affected by external light. That is, the calibration tool 102 is formed in a shape with one side closed, and when one end of the scanner body 200 is inserted into the scanner body insertion hole 111, the inside of the calibration tool 102 forms a dark room, and the scanner body The output light emitted from the projector 231 of 200 and the reflected light reflected from the pattern plate 1955 exist inside the calibration tool 102 .
  • the calibration tool body 110 may include a main printed circuit board 150 constituting a lower surface thereof and shielding the inside of the calibration tool body 110 in a dark room form.
  • a scanning position sensor to be described later may be mounted and disposed, and a power supply line (not shown) for supplying external power may be printed.
  • the lower surface of the calibration tool body 110 does not necessarily need to be provided in the form of a PCB, such as the above-described main printed circuit board 150, and power supply to a specific component (eg, scanning position detection unit) It is also possible to be provided in various other forms within this possible limit.
  • a motor controller (not shown) for controlling the operation of the driving motor 191 among the configuration of the pattern moving unit 190 to be described later is MICOM It can be mounted and arranged in a form.
  • a motor PCB 180 for controlling the operation of the driving motor 191 and supplying power during the configuration of the pattern moving unit 190 may be provided inside the calibration tool body 110 in the form of a sub-PCB.
  • an external power connector 185 capable of supplying external power through a wired connection and an internal power connector 181 for power connection to the display PCB 160 described below may be mounted and disposed.
  • a display PCB 160 for displaying an operating state of the calibration tool 102 may be further provided inside the calibration tool body 110 .
  • the display PCB 160 may be placed in close contact with the inner upper surface of the calibration tool body 110, and on the upper surface of the display PCB 160, a power on/off indicator 163a and an operating status indicator 163b are in LED form. can be provided with In addition, a power supply connector 161 for wired connection with the internal power connector 181 provided on one side of the motor PCB 180 may be provided on one side of the edge of the display PCB 160 as described above.
  • the power on/off indicator light 163a and the operating state indicator light 163b are transmitted to the outside through the power on/off indicator hole 113a and the operating state A display hole 113b may be formed.
  • the operating state indicator lamp 163b mounted on the display PCB 160 may be irradiated to the outside through the operating state display hole 113b via the light guide 165 made of a transparent material.
  • the scanner body insertion hole 111 formed on one side of the calibration tool body 110 in the longitudinal direction is a connection block 203 provided at one end (eg, the front end) of the scanner body 200 in a state in which the scanning tool 101 is removed. ) can be formed into a shape that can be inserted and seated.
  • the connection block 203 may be exposed to protrude from one end of the scanner body case 201 by a predetermined length.
  • An illuminance sensor 169 for detecting predetermined light may be further provided inside the calibration tool body 110 .
  • the illuminance sensor 169 may detect when predetermined output light is irradiated from the projector 231 into the inner space of the calibration tool body 110 by operating the scanner body 200 .
  • the illuminance sensor 169 may inform the control unit of a point in time when the driving motor 191 can be operated during the configuration of the pattern moving unit 190 to be described later by sensing the output light.
  • the illuminance sensor 169 may be mounted on the lower surface of the display PCB 160 to more accurately measure the output light of the inner space of the calibration tool body 110, but is not limited thereto.
  • a scanning position detecting unit for detecting the position of the pattern plate 1955 may be further provided inside the calibration tool body 110 .
  • the scanning position detector may detect the position of the mounting block 195 to which the pattern plate 1955 is coupled, thereby providing information so that the control unit can calculate a required distance value and rotation angle value when performing calibration.
  • the scanning position detecting unit may check whether the pattern moving unit 190 is restored to an initial position when calibration is performed.
  • the scanning position detector performing this function may include, for example, a photo sensor unit and a hall sensor unit, but is not limited thereto.
  • the photo sensor unit is a mounting block 195 in which a photo sensor 170 fixed to the bottom surface of the calibration tool body 110 and a pattern plate 1955 are coupled, or It may include a detection lead 175 coupled to the moving block 196 and rotated and linearly moved.
  • the detection lead 175 is coupled to the front edge of the mounting block 195 or the moving block 196 during the configuration of the pattern moving unit 190, so that the mounting block 195 and the moving block 196 rotate and rotate the shaft. / or in the case of linear movement in the axial direction, it may be interlocked and moved together.
  • the detection lead 175 moves and is inserted between the photo sensors 170, the photosensor 170 can detect the detection lead 175, and the detection lead 175 is coupled to the mounting block 195 and the moving
  • the position of the block 196 may be detected, and the position of the pattern plate 1955 coupled to the mounting block 195 may be detected.
  • the control unit may calculate a separation distance between the pattern moving unit 190 or the pattern plate 1955 and the photo sensor 170 and a rotation angle value through information obtained from the photo sensor unit.
  • the scanning position detection unit is a Hall sensor unit
  • the Hall sensor unit includes a Hall sensor (not shown) fixed to the calibration tool body 110 and a detection magnet (not shown) that is rotated and linearly moved in conjunction with the pattern plate 1955 ( not shown) may be included.
  • the detection magnet may be configured to interact with the Hall sensor through magnetism.
  • the detection magnet is provided at the front edge of the mounting block 195 or the moving block 196 in the configuration of the pattern moving unit 190 to be described later, so that the mounting block 195 and the moving block 196 rotate the shaft and/or In the case of linear movement in the axial direction, they may be interlocked and moved together.
  • the hall sensor may detect the position of the detection magnet and the position of the pattern plate 1955 coupled to the mounting block 195 .
  • the control unit may be configured to relatively measure the separation distance and rotation angle between the pattern moving unit 190 or the pattern plate 1955 and the hall sensor through information obtained from the hall sensor unit.
  • the position of the pattern moving unit 190 detected by the scanning position detector (More specifically, the current position and rotation angle state of the pattern plate 1955) may be checked and, if not in the initial calibration position, a reference value for restoring the initial position may be presented.
  • a pattern moving unit 190 may be provided to move in a horizontal direction.
  • 'horizontal direction' is defined as meaning a direction parallel to the upper surface of the table on which the calibration tool body 110 is mounted, and the longitudinal direction of the calibration tool body 110 and the scanner body 200 It can be interpreted as meaning including the longitudinal direction.
  • the pattern moving unit 190 rotates the pattern plate 1955 in the horizontal direction in which one end of the scanner body 200 is inserted and seated (ie, the longitudinal direction of the calibration tool body 110) as an axis and rotates and reciprocates in the axial direction. As it is provided to be movable, it automatically moves the pattern plate 1955 to perform a role of enabling calibration.
  • the pattern moving unit 190 simultaneously rotates and moves the pattern plate 1955 in an axial direction, and while the pattern plate 1955 moves, the pattern plate 1955 and the scanner body 200 move the pattern plate 1955. An angle between optical axes of the output light irradiated at 1955 may be maintained.
  • the pattern moving unit 190 is electrically operated by an external power supplied through the above-described main printed circuit board 150 or an internal power provided in the form of a rechargeable battery inside the calibration tool body 110 It can be.
  • the rechargeable battery may be charged with power in a wired or wireless manner.
  • the pattern plate 1955 is printed or provided with a predetermined pattern for calibration, and is provided to perform calibration while being moved in conjunction with the rotation or linear movement of the pattern moving unit 190 .
  • the pattern plate 1955 may be formed to tilt within a predetermined angular range based on the longitudinal direction of the scanner body 200 .
  • Such a pattern plate 1955 may be inclinedly disposed on the front surface of a mounting block 195 to be described later. To this end, the front surface of the mounting block 195 may be inclined to have a predetermined inclination angle.
  • the inclination angle of the pattern plate 1955 may be set to be 40 degrees or more and less than 50 degrees based on the horizontal direction (the longitudinal direction of the scanner body 200). This means that when the pattern plate 1955 is orthogonal (ie, 90 degrees) with respect to the horizontal direction, each pattern 255 formed on the pattern plate 1955 has the same depth information (or height information) on the same surface.
  • the pattern plate 1955 is designed to increase the calibration effect by inclining the pattern plate 1955 at a predetermined angle with respect to the horizontal direction.
  • the pattern moving unit 190 includes a drive motor 191 that can be operated electrically and has a rotation shaft, and a fixed block 193 fixed to the inside of the calibration tool body 110 and having moving guide holes opened to one side and the other side. ), and a mounting block 195 coupled to the pattern plate 1955 and disposed in the moving guide hole in the fixed block 193.
  • the drive motor 191 is fixed adjacent to the other end side in the opposite direction to one end of the inner space of the calibration tool body 110 where the scanner insertion hole 111 is formed, and the rotation axis may be provided so as to be parallel or coincident with the optical axis there is. Therefore, the axial direction of the pattern plate 1955 moved by the driving of the driving motor 191 can be interpreted as coincident with or parallel to the optical axis of light irradiated from the scanner body 200 to the pattern plate 1955.
  • Such a driving motor 191 may be electrically driven using an external power source or an internal power source.
  • the pattern moving unit 190 may include a transmission block 194 disposed between the driving motor 191 and the mounting block 195 to transmit the rotational force of the driving motor 191 to the mounting block 195. .
  • the transmission block 194 transmits the rotational force transmitted from the rotational shaft 1911 of the driving motor 191 to the mounting block 195, so that the mounting block 195 can move through the moving guide hole 193 of the fixed block 193. ), it is possible to rotate the pattern plate 1955 inclinedly arranged on the inclined surface of the receiving end of the mounting block 195 formed inclinedly.
  • the transmission block 194 is provided at the coupling end coupled to the rotating shaft of the driving motor 191 and the front end of the coupling end, and is inserted into the rotation interference hole 1951 formed in the mounting block 195 to cause rotation interference. It may include a wing stage (1945).
  • the rotary blade 1945 may be formed in a wing shape extending to one side and/or the other side more than the outer circumferential surface of the coupling end when it is assumed that the coupling end has a circular vertical cross section.
  • the transfer block 194 is rotated by the rotary blade 1945, it interferes with the mounting block 195, so that the mounting block 195 can be rotated in conjunction with the rotating shaft of the drive motor 191.
  • the rotational interference hole 1951 formed in the mounting block 195 and the rotational wing end 1945 of the transfer block 194 may have vertical cross sections corresponding to each other.
  • the rotational interference hole 1951 formed in the mounting block 195 may be formed in a shape that interferes with the rotational direction of the rotational blade 1945 and does not interfere with the horizontal direction of the rotational blade 1945. there is.
  • the rotational interference hole 1951 is formed to have a vertical cross section corresponding to the rotational blade 1945 and has a structure that does not interfere with each other in the horizontal direction (ie, the axial direction), which will be described later.
  • the mounting block 195 may be reciprocally moved in the axial direction by the block 196 .
  • the rotational interference hole 1951 is formed so that the depth formed in the horizontal direction from the front end of the rotational blade 1945 is greater than or equal to at least the horizontally movable distance of the mounting block 195. This is because the depth of the rotational interference hole 1951 in the horizontal direction is at least larger than the movable distance of the pattern plate 1955, so that the movement distance is limited by interference between the mounting block 195 and the transmission block 194. to prevent becoming
  • the rotation shaft 1911 of the drive motor 191 is stably supported via the center block 192 provided to be supported on the inner surface of the calibration tool body 110, and the transmission block 194 is the drive motor ( 191) may be axially fixed to the front end of the rotating shaft 1911.
  • the rotational shaft 1911 of the drive motor 191 may be rotationally supported by a rotational bearing 1925 interposed in the through hole 1921 of the center block 192 .
  • the pattern moving unit 190 is provided to interlock with the mounting block 195, and further includes a moving block 196 that linearly moves the mounting block 195 in a horizontal direction by interference with the fixed block 193. can do.
  • the moving block 196 serves to reciprocate the pattern plate 1955 in a horizontal direction (axial direction) while being rotated in conjunction with the mounting block 1950 to which the pattern plate 1955 is coupled.
  • the moving block 196 rotates and moves linearly inside the moving guide hole, and the outer circumferential surface of the moving block 196 rotates in which the tip of the guide member protruding into the moving guide hole of the fixed block 193 is engaged.
  • a guide groove may be formed.
  • the rotation guide groove is formed on the outer circumferential surface of the moving block 196, and may be grooved in a spiral shape with a predetermined pitch interval so that the moving block 196 makes at least three rotations.
  • a pair of guide members may be provided to be spaced apart at intervals of 180 degrees based on the center of the moving guide hole of the fixed block 193, but the number and spacing are not limited thereto.
  • One end of the guide member may be inserted into a rotation guide groove provided in a spiral shape.
  • the mounting block 195 is provided to perform interlocking rotation with the moving block 196 and reciprocating linear movement in the horizontal direction, and a rotation guide formed on the outer circumferential surface of the moving block 196 through which the guide member fixed to the fixed block 193 rotates. Since it is provided to fit into the groove, the linear movement distance of the pattern plate 1955 may be determined according to the amount of rotation of the moving block 196 .
  • the guide member protrudes into the fixed block 193 and the rotation guide groove is provided on the outer circumferential surface of the moving block 196 . That is, as described above, if the pattern plate 1955 is capable of linearly moving in the horizontal direction according to the amount of rotation of the moving block 196, the opposite structure can be adopted.
  • a rotation guide groove into which a guide member is engaged may be formed on an inner circumferential surface of the moving guide hole, and a guide member may be provided on an outer circumferential surface of the moving block 196 .
  • the guide member may be a guide bolt, a part of which is inserted into the rotation guide groove.
  • the guide member does not necessarily have to be provided with a guide bolt, and the guide member may be a ball plunger in which a bearing ball is installed.
  • the guide member is provided as a ball plunger, it has an advantage of minimizing frictional force due to rotation of the moving block 196.
  • the calibration tool 102 may not have a driving motor, a fixed case connecting and fixing the scanner body 200, and the fixed case It may include a rotation case provided to be able to rotate with respect to the rotation case, and a moving means provided inside the rotation case and transmitting rotational force of the rotation case to rotate and/or rectilinearly reciprocate the pattern plate 1955 .
  • the calibration tool 102 may be a manual calibration tool.
  • the user may rotate and/or rectilinearly reciprocate the pattern plate 1955 by manipulating a rotating case among the manual calibration tools.
  • the moving means for rotating and/or rectilinearly reciprocating the pattern plate 1955 may be provided in the form of a dial lever, and the user rotates the dial lever in one direction to rotate and/or linearly reciprocate the pattern plate 1955.
  • it may be reciprocated in a straight line.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a scanner body 200, which is one component of the image processing device 1 according to the present invention.
  • the scanner body 200 which is one component of the image processing apparatus 1 according to the disclosed embodiment, may include a scanner-side processor 210. .
  • the scanner-side processor 210 may perform at least one control so that the scanner-side processor 210 may perform a desired operation. Specifically, the scanner-side processor 210 performs a photographing (or scanning) operation of an object, an operation of obtaining an image of the object, and/or an operation of transmitting data (eg, image data) corresponding to the acquired image. back can be controlled.
  • a photographing (or scanning) operation of an object an operation of obtaining an image of the object
  • an operation of transmitting data eg, image data
  • back can be controlled.
  • the description includes not only the case of directly performing the above-described operations by executing at least one control in the scanner-side processor 210, but also the above-described operation. It may mean controlling other components so that things are performed.
  • the scanner-side processor 210 stores control signals or data input from the outside of the scanner body 200 or RAM (not shown) used as a storage area corresponding to various tasks performed in the scanner body 200. time), a control program for controlling the scanner body 200 and/or a ROM (not shown) storing a plurality of control-related information, and at least one processor (not shown) executing at least one control (hereinafter , referred to as 'internal processor').
  • the scanner-side processor 210 internally includes at least one internal processor and a memory device (eg, RAM, ROM, etc.) for storing at least one of programs, instructions, signals, and data to be processed or used by the internal processor. ).
  • the scanner-side processor 210 may include a graphic processing unit (not shown) for graphic processing corresponding to video.
  • the processor 210 may be implemented as a system on chip (SoC) in which a core (not shown) and a GPU (not shown) are integrated.
  • SoC system on chip
  • the scanner-side processor 210 may include a single core or multiple cores.
  • the scanner-side processor 210 may include a dual core, a triple core, a quad core, a hexa core, an octa core, a deca core, a dodeca core, a hexadecimal core, and the like.
  • the scanner-side processor 210 may include a field-programmable gate array (FPGA), which is a semiconductor device including a designable logic device and a programmable internal circuit, and high-speed image processing is performed using the FPGA.
  • FPGA field-programmable gate array
  • the scanner-side processor 210 acquires image data corresponding to at least one image obtained from the at least one camera 232 and transmits the image data through the scanner-side communication unit 240 that performs wired/wireless communication.
  • a control signal related to at least one of an image acquisition operation and a transmission operation is controlled to be transmitted and received with an external electronic device, or the image data is controlled to be transmitted to an external electronic device.
  • the image processing device 1 may include a control unit.
  • the control unit may control the operation of the scanner body 200 in response to the tool 100 coupled to the scanner body 200 .
  • the control unit may mean the scanner-side processor 210 built into the scanner body 200 or may mean the processor of the aforementioned external electronic device (eg, reference numeral 500 in FIG. 1 ).
  • the scanner body 200 of the image processing device 1 may include a detachable detection sensor 220 .
  • the attachment/detachment detection sensor 220 is formed on at least a portion of the scanner body 200 to identify attachment/detachment of the tool 100 .
  • the attachment/detachment detection sensor 220 may be formed on at least a part of the attachment/detachment surface 202 formed at one end of the scanner body 200 in order to identify whether the tool is attached or detached.
  • the attachment/detachment detection sensor 220 may be a proximity sensor for identifying that the tool 100 is detached (mounted or detached) from the scanner body 200, but is not necessarily limited to the specified example.
  • the process of identifying will be described later.
  • the scanner body 200 of the image processing apparatus 1 may include an optical unit 230, and the optical unit 230 is a projector for radiating predetermined light toward an object ( 231) and a camera 232 that acquires image data.
  • the projector 231 radiates a predetermined output light and/or pattern to the object so that the camera 232 can acquire the color and shape of image data representing the object.
  • the projector 231 includes a light source 2311, and the light source 2311 may operate to obtain color and shape of image data.
  • the light source 2311 may include a red light source, a green light source, and a blue light source, and a first color image, a second color image, and a third color image are obtained by simultaneously or sequentially irradiating the light sources. can do.
  • the color of the image data may be obtained by combining the color images.
  • the light source 2311 is not limited to the listed examples, and may be a light source conforming to various known color acquisition methods.
  • the light source 2311 may be radiated to the object with a specific pattern, and the light radiated to the object with the specific pattern may be structured light.
  • the camera module 132 may acquire the shape of image data (ie, the 3D shape of the object) by obtaining an image of the object to which the structured light is irradiated.
  • the pattern may be generated by the pattern generator 2312 of the projector 231 .
  • Light generated by the light source 2311 may pass through the pattern generator 2312, and the light passing through the pattern generator 2312 corresponds to the shape of the pattern generated by the pattern generator 2312. can be converted into output light.
  • the pattern generator 2312 may be at least one of a pattern mask and a digital micromirror device (DMD), but is not necessarily limited to the listed examples.
  • DMD digital micromirror device
  • the scanner body 200 may include a scanner-side communication unit 240 for transmitting and receiving image data and/or control signals.
  • the scanner-side communication unit 240 may perform wireless communication with an external electronic device (eg, 500 in FIG. 1 ) through a plurality of communication channels.
  • the communication channel may refer to a communication network for transmitting and receiving radio signals through a predetermined frequency band.
  • the communication channel may be a communication network that transmits and receives a radio signal of a frequency band defined according to a predetermined radio communication standard.
  • the wireless communication standard may be a communication standard such as WiGig (Wireless Gigabit), Bluetooth, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy (BLE), NFC/RFID, Wi-Fi Direct, UWB, or ZIGBEE.
  • a communication network conforming to a predetermined frequency band or a predetermined communication standard may be referred to as a communication channel.
  • the scanner body 200 may further include a scanner-side storage unit 250 .
  • the scanner-side storage unit 250 may store information of the scanner body 200 (scanner serial number, etc.) and information related to scanner control. In some cases, the scanner-side storage unit 250 may store image data generated by the operation of the camera 232 . At least one of known recording devices such as ROM, RAM, SSD, HDD, and flash memory may be used as the scanner-side storage unit 250, and thus detailed descriptions thereof are omitted.
  • FIG. 10 (a) is image data obtained when the scanning tool 101 is mounted on one end of the scanner body 200
  • FIG. 10 (b) is obtained when the calibration tool 102 is mounted on one end of the scanner body 200. This is an example of image data.
  • the attachment/detachment detection sensor ( 220 may detect attachment or detachment of the tool 100 .
  • the detachable sensor 220 measures and obtains a distance d between the inner surface of the tool 100 and the detachable sensor 220.
  • the attachment/detachment threshold may be about 5 mm.
  • the control unit may control the projector 231, and the projector 231 may emit output light toward the tool 100. there is. At this time, the output light may be light in a state in which the above-described pattern generator 2312 is not applied.
  • output light emitted from the projector 231 may reach the surface of the object O and/or the surface of the pattern plate 1955.
  • the output light emitted from the projector 231 reaches the surface of the object O and is reflected from the surface of the object O.
  • the reflected light may be received into the camera 2321 by the optical path changing member 1103.
  • the received light can be converted into image data and analyzed.
  • the control unit may control the projector 231 to emit output light toward the tool 100.
  • the output light may illuminate the inside of the tool 100 , and the camera 232 may obtain a clear image of the inside of the tool 100 by the output light. That is, as the tool 100 is mounted on the scanner body 200 and the output light of the projector 231 is irradiated, the control unit determines the type of the tool 100 based on the image data obtained by the camera 232. It is possible to discriminate and determine whether the scanning tool 101 or the calibration tool 102 is used. Illustratively, when the control unit determines that the image data acquired by the camera 232 expresses the shape of the pattern plate 1955 embedded in the calibration tool 102, the tool mounted in the scanner body 200 ( 100) can be distinguished and determined as being the calibration tool 102.
  • control unit determines that the image data acquired by the camera 232 does not represent the shape of the pattern plate 1955, the tool 100 mounted on the scanner body 200 is the calibration tool 102 ) and other tools (for example, the above-described scanning tool 101 and a protection tool (not shown) for protecting components of the scanner body 200). That is, the control unit can distinguish the calibration tool 102 from other tools 100 by detecting (or determining) the shape of the pattern plate 1955 .
  • control unit may distinguish and determine whether the type of tool 100 is an auto calibration tool or a manual calibration tool based on image data acquired by the camera 232 .
  • the control unit determines the type of the tool 100 mounted on the scanner body 200 based on the image data acquired by the camera 232, and in particular, when the control unit determines the tool 100 as the calibration tool 102 Calibration operation can be performed.
  • image data obtained by the scanner body 200 equipped with the scanning tool 101 is displayed on the display unit 510 .
  • Image data obtained by the scanner body 200 equipped with the scanning tool 101 may represent an object image O.
  • image data acquired by the scanner body 200 equipped with the calibration tool 102 may indicate a pattern plate 1955.
  • the control unit can distinguish and detect whether the tool 100 mounted on one end of the scanner body 200 is a scanning tool 101 or a calibration tool 102 based on the shape of the pattern plate 1955 .
  • the control unit determines that the shape of the image data represents the pattern plate 1955 of the calibration tool 102
  • the type of tool 100 coupled to the detachable surface 202 of the scanner body 200 may be determined by the calibration tool 102 and automatically perform a calibration operation.
  • the control unit may automatically execute a calibration application on the display unit 510 to perform calibration.
  • a calibration application on the display may be automatically executed and a guide message for performing calibration may be provided to the user.
  • the control unit determines that the shape of the image data expresses a shape different from that of the pattern plate 1955
  • the type of tool 100 coupled to the detachable surface 202 of the scanner body 200 is selected as a scanning tool.
  • a standby operation or a scanning operation for obtaining 2D image data and a 3D model of the object O may be performed by the operation of the optical unit 230. there is.
  • FIG. 11 is an example of identification targets 612 formed on the pattern plate 1955 of the calibration tool 102, and a sign 700 formed by the identification targets 612
  • FIG. 12 is a calibration tool It is a diagram for explaining a process of performing calibration of the scanner body 200 using 102 . Meanwhile, in FIG. 11 , representation of the calibration targets 611 is omitted for convenience of description.
  • the pattern plate 1955 may include a plurality of targets 610 .
  • a plurality of targets are arranged according to a predetermined rule, at least some of the plurality of targets may be used for calibrating the scanner body 200, and the control unit controls the scanner body ( 200) can be used to detect the type of tool 100 mounted on one end.
  • the plurality of targets 610 may include at least one calibration target 611 and a plurality of identification targets 612 .
  • the calibration target 611 may be used for calibrating the scanner body 200, and the calibration target 611 may be arranged in a regular array form.
  • the settings of the scanner body 200 are adjusted through the calibration target 611, and the scanner body 200 can be maintained to acquire a precise 3D model of the object.
  • the identification target 612 may be formed between the calibration targets 611, and a plurality of identification targets 612 may be disposed.
  • the identification targets 612 may be spaced apart from the calibration target 611 and may have a shape different from that of the calibration target 611 .
  • each of the identification targets 612 may have a circular shape having a larger diameter than the calibration target 611 .
  • the shapes of the identification targets 612 are not limited to the described example, and each shape of the identification targets 612 may be different from the calibration target 611 .
  • the control unit can distinguish the type of tool 100 mounted on one end of the scanner body 200 .
  • the predetermined mark 700 may be formed by connecting at least some of the adjacently formed identification targets 612 .
  • a mark 700 having a predetermined shape may be formed by connecting three identification targets 612 .
  • the mark 700 may have an 'L' shape.
  • the mark 700 on the pattern plate 1955 includes a first mark 701, a second mark 702, a third mark 703, a fourth mark 704, and a fifth mark. 705, and each of the marks 701, 702, 703, 704, and 705 has a first length (h1, h2, h3, h4, h5) and a second length (v1, v2, v3, v4 , v5).
  • the first length may mean a horizontal length between adjacent identification targets 612
  • the second length may mean a vertical length between adjacent identification targets 612 .
  • the first length and the second length may be obtained based on the center of each of the identification targets 612, but are not necessarily limited to the presented criteria.
  • the control unit detects the calibration target 611, the identification target 612, or the mark 700 formed by the identification target 612 in the image data obtained by the operation of the camera, or the mark By detecting the first length and/or the second length of 700, it may be determined whether the tool 100 mounted on the scanner body 200 is the calibration tool 102 including the pattern plate 1955. In this way, by detecting the type of tool 100 through at least one of the calibration target 611, the identification target 612, the mark 700, and the dimension of the mark 700 in the image data, the control unit can quickly and accurately It is possible to distinguish and determine the tool 100, and there is an advantage in that the calibration of the scanner body 200 can be easily performed accordingly.
  • a calibration application screen 511 may be displayed on a display unit (eg, reference numeral 500 in FIG. 1 ). That is, the control unit may perform a calibration operation when determining that the tool 100 coupled to the scanner body 200 is the calibration tool 102 .
  • control unit may automatically execute a calibration application when determining that the tool 100 coupled to the scanner body 200 is the calibration tool 102 . That is, when the control unit determines that the tool 100 is the calibration tool 102, it can execute the calibration application to visually display it on the display unit 510, and according to the calibration function built into the calibration application, the scanner body ( 200) can be calibrated. Accordingly, the user has the advantage of minimizing inconvenience to the user by omitting a separate application execution process and automatically performing calibration of the scanner body 200 .
  • the distance d between the detachable detection sensor and the tool 100 may be different depending on the type of the tool 100 .
  • the scanning tool 101 may have a protrusion (not shown) structure protruding inward toward the detachable detection sensor.
  • the control unit may determine the type of the tool 100 based on the distance d between the attachment/detachment sensor 220 and the tool 100 when the tool 100 is mounted on the scanner body 200. .
  • the control unit may determine that the tool 100 is the scanning tool 101 when the distance d is equal to or less than a first distance threshold, and when the distance d is less than or equal to a second distance threshold.
  • the control unit may determine the tool 100 as a calibration tool 102 .
  • the first interval threshold may be set smaller than the second interval threshold.
  • the control unit may perform a calibration operation of the scanner body 200 .
  • the rapid tool 100 discrimination and calibration tool 102 is the scanner body 200 ), there is an advantage in that quick calibration is possible.
  • an identifier such as a barcode or QR code may be marked on the tool 100, and the control unit controls the tool 100 by the camera 232 or a separate recognition unit (not shown). ) It is possible to identify and determine the type of tool 100 by recognizing the marked identification.
  • FIG. 13(a) is an example for explaining an auto calibration tool
  • FIG. 13(b) is an example for explaining 3D information of identification targets 612 forming a mark 700 of the auto calibration tool.
  • FIG. 14(a) is an example for explaining a manual calibration tool
  • FIG. 14(b) is an example for explaining three-dimensional information of identification targets 612 forming a mark 700 of the manual calibration tool.
  • the calibration tool 102 may include an auto calibration tool.
  • the mountain blocks 195 and 195a and the pattern plates 1955 and 1955a applied to the auto calibration tool may be tilted in a first rotational direction.
  • the pattern plates 1955 and 1955a of the auto calibration tool may be tilted by ⁇ 1 clockwise with respect to the y-axis on the coordinate space where the axial direction of the calibration tool 102 is z.
  • image data obtained by the camera 2321 built in the scanner body 200 may also be tilted and obtained.
  • at least one of the first length and the second length of the mark 700 formed on the pattern plates 1955 and 1955a may be changed.
  • the calibration tool 102 may include a manual calibration tool.
  • the mountain blocks 195 and 195b and the pattern plates 1955 and 1955b applied to the manual calibration tool may be tilted in the second rotational direction.
  • the second rotation direction may be a rotation direction opposite to the first rotation direction.
  • the pattern plates 1955 and 1955b of the manual calibration tool may be tilted by ⁇ 2 in a counterclockwise direction based on the y-axis on the coordinate space in which the axial direction of the calibration tool 102 is z.
  • image data acquired by the camera 2321 built in the scanner body 200 may also be tilted and obtained.
  • at least one of the first length and the second length of the mark 700 formed on the pattern plates 1955 and 1955b may be changed.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a process of performing calibration of the scanner body 200 using a manual calibration tool. More specifically, FIG. 15 (a) is for explaining a process in which calibration of the scanner body 200 is performed when the pattern plate of the manual calibration tool is placed in the first position, and FIG. 15 (b) is manual calibration This is to explain a process of displaying a predetermined guide on the calibration application screen 511 to arrange the pattern plate of the tool to the second position.
  • the control unit may distinguish a type of calibration tool 102 based on image data obtained by photographing a pattern plate 1955 . More specifically, the control unit determines the type of the calibration tool 102 as one of a manual calibration tool and an auto calibration tool based on the shape of the pattern plate 1955 included in the calibration tool 102, and the calibration tool A calibration operation corresponding to the type of (102) may be performed.
  • the control unit may distinguish whether the type of the calibration tool 102 is an auto calibration tool or a manual calibration tool based on at least one of the first length and the second length of the mark 700 .
  • the control unit may apply a control signal corresponding to the type of the calibration tool 102 to the scanner body 200 .
  • the control unit may automatically calibrate the scanner body 200 by controlling at least one of the scanner body 200 and the auto calibration tool.
  • the control unit may control a guide message for inducing the user to operate the manual calibration tool to be displayed on the application screen 511 on the display device 510, , The user can operate the manual calibration tool according to the guidance message displayed on the application screen 511 .
  • a guide to place the dial of the calibration tool 102 at the first position may be displayed on the calibration application screen 511 under control of the control unit.
  • the scanner body 200 is calibrated at the first position.
  • a guide to place the dial of the calibration tool 102 at the second position may be displayed on the calibration application screen 511 under control of the control unit.
  • the manual calibration tool may move or rotate the pattern plate to a plurality of positions (or angles) through a dial, and thus the scanner body 200 may be calibrated.
  • the scanner body 200 may include at least one camera 232, and the camera 232 may be provided in plurality. At this time, at least two image data may be acquired by the plurality of cameras 232a and 232b. Depth information is obtained based on the image data obtained by the plurality of cameras 232a and 232b, that is, at least part of 3D information of the calibration tool 102 may be obtained.
  • the identification targets 612 forming the mark 700 include a first identification target 612a, a second identification target 612b, and a third identification target 612c.
  • the 3D position of the first identification target 612a disposed on the auto calibration tool is z relative to the second identification target 612b and the third identification target 612c. It is formed protruding with a certain thickness in the positive direction of the axis.
  • the 3D position of the first identification target 612a disposed on the manual calibration tool is increased compared to the second identification target 612b and the third identification target 612c.
  • a depression of a predetermined thickness is formed in the negative z-axis direction.
  • the control unit can apply a control signal corresponding to the type of the calibration tool 102.
  • the auto calibration pattern plates 1955 and 1955a are tilted clockwise with respect to the y-axis and the manual calibration pattern plates 1955 and 1955b are tilted counterclockwise with respect to the y-axis.
  • the tilting directions of the auto calibration tool and the manual calibration tool are not limited to the above, and the pattern plates 1955 and 1955a of the auto calibration tool are tilted counterclockwise with respect to the y-axis, and the pattern plate of the manual calibration tool It is also possible that (1955, 1955b) is tilted clockwise with respect to the y-axis.
  • a method for the control unit to distinguish between an auto calibration tool and a manual calibration tool is not limited to the above description.
  • the control unit automatically adjusts the calibration tool 102 coupled to the scanner body 200 based on the different mark shapes. It can be distinguished and judged whether it is a calibration tool or a manual calibration tool.
  • control unit scans the scanner body 200 based on the shape of the identification target (inclined shape of the identification target, size of the identification target, etc.) formed on the pattern plate 9155 of each of the auto calibration tool and the manual calibration tool. It is possible to distinguish and determine whether the calibration tool 102 coupled to is an auto calibration tool or a manual calibration tool.
  • the process of distinguishing/determining the scanning tool 101 and the calibration tool 102 by the control unit and/or the process of distinguishing/determining the automatic calibration tool and the manual calibration tool by the control unit are three-dimensional It may be performed through analysis of two-dimensional image data using artificial intelligence without obtaining information.
  • 16 is an exemplary flowchart of an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • the image processing method using the image processing apparatus includes a tool mounting step ( S110 ), a tool attachment/detachment identification step ( S120 ), a tool discrimination step ( S130 ), and scanner operation control. Step S140 is included.
  • the user may mount a predetermined tool on the scanner body.
  • the tool mounted on one end of the scanner body may include a calibration tool for calibrating the scanner body.
  • the calibration tool may be formed in the form of a dark room with one side closed to block extraction of light from the outside.
  • the tool mounted (coupled) to one end of the scanner body in the tool mounting step ( S110 ) may include a scanning tool formed in a shape with one side open.
  • the user may mount a different tool from the removed tool after removing the already mounted tool.
  • the user may remove the scanning tool mounted on one end of the scanner body and mount the calibration tool on one end of the scanner body.
  • the user may remove the calibration tool mounted on one end of the scanner body and mount the scanning tool on one end of the scanner body.
  • the control unit may determine attachment/detachment of the tool to the scanner body.
  • the control unit may determine attachment/detachment of the tool to the scanner body based on measurement of a attachment/detachment detection sensor formed on at least a portion of the scanner body and identifying detachment/attachment of the tool.
  • the attachment/detachment detection sensor may be a proximity sensor, and the attachment/detachment detection sensor may measure and obtain a distance between the attachment/detachment detection sensor and a tool coupled to the scanner body.
  • a tool discrimination step may be performed. At this time, the control unit can distinguish the type of tool. A process for the control unit to distinguish the type of tool in the tool discrimination step ( S130 ) will be described later.
  • the scanner operation control step ( S140 ) may be performed.
  • the control unit may control the operation of the scanner body in response to the type of the distinguished tool.
  • the control unit may control the calibration operation of the scanner body.
  • the control unit may control a scan operation of the scanner body.
  • FIG 17 is an example for explaining the tool discrimination step (S130) of the image processing method using the image processing apparatus according to the present invention.
  • the control unit may discriminate the type of the tool mounted on one end of the scanner body by the optical unit built into the scanner body.
  • the optical unit may include a projector for radiating predetermined output light toward the tool and at least one camera for receiving reflected light generated by reflection of the output light.
  • the output light reaches an externally disposed object (eg, inside the patient's oral cavity) or a pattern plate embedded in a calibration tool, the output light is reflected from the surface (or inside) of the object or pattern plate. Accordingly, reflected light is generated, and the reflected light may be guided to one end of the scanner body and received through a lens of a camera, which is a component of the camera.
  • the received reflected light is analyzed by an imaging board (more specifically, an image sensor included in the imaging board) electrically connected to the camera, and image data representing the object or pattern plate may be generated.
  • the control unit controls the projector to perform a light irradiation step (S1311) of irradiating a predetermined output light from the inside of the scanner body toward the tool side.
  • the output light may be light in a visible light wavelength region, but is not necessarily limited to the corresponding wavelength region. If necessary, the output light may be structured light generated through a pattern generating unit (eg, a pattern mask and/or DMD) included in the projector.
  • an image data acquisition step ( S1312 ) may be performed.
  • the camera built in the scanner body may acquire at least one image data by receiving the reflected light generated by reflecting the output light.
  • the image data may be at least one of 2D data and 3D data.
  • the camera module includes two or more cameras (eg, an L camera and an R camera), image data by each of the L camera and the R camera may be obtained.
  • a tool determination step (S1313) may be performed.
  • the control unit may determine the type of tool based on the acquired image data. As shown in FIG. 10 , if the acquired image data indicates the shape of the object, the control unit may determine the type of tool mounted on the scanner body as a scanning tool. Also, if the acquired image data indicates the shape of the pattern plate, the control unit may determine the type of tool mounted on the scanner body as a calibration tool. That is, the control unit may determine the type of the tool by determining the shape of the pattern plate embedded in the calibration tool through image data. At this time, the shape of the pattern plate identified and determined by the control unit through the image data may be a plurality of targets included in the pattern plate.
  • the plurality of targets may include at least one calibration target and a plurality of identification targets.
  • the calibration target may be used for calibrating the scanner body.
  • the identification target may be spaced apart from the calibration target, may have a shape different from that of the calibration target, and may be used to distinguish types of calibration tools.
  • the control unit may determine the type of the tool based on a predetermined mark formed by at least a part of a plurality of identification targets.
  • the control unit may determine a tool mounted on the scanner body as a calibration tool when a calibration target and/or an identification target exist in the acquired image data.
  • the control unit may determine a tool mounted on the scanner body as a calibration tool when a mark is present in the acquired image data.
  • the control unit may determine a tool mounted on the scanner body as a calibration tool based on the shape and size of an identification target existing in the obtained image data, or the shape and size of a mark. there is.
  • the elements listed in the disclosed embodiments of the present invention to describe the criteria for determining the type of tool are exemplary, and other criteria may be applied as needed.
  • the control unit may detect the type of tool based on the distance between the attachment/detachment detection sensor and the tool when the tool is mounted on the scanner body. Illustratively, if the interval is less than or equal to a first interval threshold, the control unit may distinguish and determine the tool as a scanning tool, and if the interval is less than or equal to a second interval threshold, the control unit may distinguish and determine the tool as a calibration tool. can do.
  • the first interval threshold may be set smaller than the second interval threshold, but the first interval threshold may be set higher than the second interval threshold, if necessary.
  • the interval measuring step (S1321) may be performed.
  • the detachment detection sensor formed on at least a part of the scanner body may measure the distance between the tool and the scanner body when the tool is mounted on one end of the scanner body.
  • the interval may be a vertical distance from the detachment detection sensor to the inner surface of the tool, but is not limited thereto.
  • a tool determination step (S1322) may be performed.
  • the control unit detects and determines the type of tool based on the distance between the tool and the scanner body obtained by the attachment/detachment detection sensor. Since the process of determining the type of tool based on the distance between the tool and the scanner body is the same as the above description, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 19 is an example for explaining a scanner operation control step ( S140 ) of an image processing method using an image processing apparatus according to the present invention.
  • a tool type checking step (S141) may be performed.
  • the control unit may check whether the tool determined in the tool discrimination step S130 is a calibration tool.
  • a calibration application execution step (S142) may be performed. More specifically, when the control unit detects and distinguishes the tool as a calibration tool, the control unit may automatically execute the calibration application. Accordingly, the scanner body may be calibrated by the executed calibration application.
  • a calibration execution step may be performed.
  • the control unit may control the scanner body to perform a calibration operation in the scanner operation control step ( S140 ).
  • the calibration may mean correcting the settings of at least some (particularly, an optical unit) of components built into the scanner body.
  • a scanning step S144 may be performed. It may be determined that the scanning tool mounted on the scanner body is mounted by the user to scan the object, and the control unit controls the optical unit so that the scanner body can acquire an image representing the object and/or a 3D model.
  • the calibration execution step (S143) may include a calibration tool check step (S1431).
  • the control unit may check the type of the calibration tool that has been distinguished, detected, and/or determined in the tool discrimination step (S130) or the tool determining step (S1313, S1322), which are detailed steps thereof.
  • the calibration tool may be an auto calibration tool that automatically moves and/or rotates the pattern plate, or a manual calibration tool that allows the user to move and/or rotate the pattern plate using a dial lever.
  • an auto calibration tool and a manual calibration tool may be distinguished according to a tool determining step ( S1313 ) of determining the type of the tool based on image data.
  • the pattern plates each of the auto calibration tool and the manual calibration tool may be tilted at different angles. Differences in the size of identification targets that appear as the pattern plate is tilted at different angles, differences in the shape of predetermined marks formed by at least some of the identification targets (eg, the first length of the mark, the second length, or the entire mark itself)
  • An auto calibration tool and a manual calibration tool may be classified based on at least one of shape and size).
  • auto calibration tools and manual calibration tools may be distinguished based on 3D positions of identification targets.
  • the manual calibration execution step (S1434) may be performed.
  • the control unit may generate an instruction for inducing the user to manipulate the manual calibration tool.
  • the control unit controls the calibration application screen 511 to be displayed on the display unit 510, and the user manipulates the manual calibration tool as shown in FIG. 15 to induce calibration of the scanner body to proceed. there is.
  • the control unit when the control unit distinguishes the tool as an auto calibration tool in the tool discrimination step (S130) and the control unit identifies the calibration tool as an auto calibration tool in the calibration tool confirmation step (S1431), the auto calibration execution step (S1433) is performed.
  • the control unit may control at least one of the scanner body and the auto-calibration tool so that the scanner body automatically performs a calibration operation.
  • the auto calibration tool may operate so that the pattern plate is automatically moved and/or rotated according to the calibration process of the scanner body by the above-described pattern moving unit. Accordingly, the scanner body may be automatically calibrated.
  • the calibration step (S143) of the image processing method according to the disclosed embodiment of the present invention may further include a pattern plate positioning step (S1432).
  • the control unit controls the pattern plate built into the auto calibration tool before the calibration operation (more specifically, the auto calibration step (S1433)) of the scanner operation control step (S140) is performed. can be controlled to be located in the initial position.
  • initial position information of the pattern plate may be stored in an external electronic device and/or a scanner body. Accordingly, when the auto calibration tool is mounted on the scanner body, the control unit applies a control signal to the auto calibration tool to control the position of the pattern plate to the initial position. Accordingly, there is an advantage in that accurate calibration of the scanner body can be performed through the auto calibration tool.
  • an image processing method using an image processing apparatus may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • an embodiment of the present invention may be a computer-readable recording medium on which one or more programs including instructions for executing a calibration process of a scanner body are recorded.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or those known and usable to those skilled in computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. and temporary storage are not distinguished.
  • a 'non-temporary storage medium' may include a buffer in which data is temporarily stored.
  • an image processing method using an image processing apparatus may be included in a computer program product and provided.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • a portion of a computer program product eg, a downloadable app
  • a machine-readable storage medium such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be stored or created temporarily.
  • an image processing method using an image processing apparatus includes an operation of acquiring a multilingual sentence, and each word included in the multilingual sentence using a multilingual translation model.
  • a program for obtaining vector values corresponding to converting the obtained vector values into vector values corresponding to a target language, and acquiring a sentence composed of the target language based on the converted vector values. It can be implemented as a computer program product including this stored recording medium.
  • Disclosed embodiments of the present invention are an image processing apparatus and an image processing method using the same for maintaining high scanning precision of a scanner body by performing corresponding operations of a scanner body according to the type of a tool detachably coupled to one end of the scanner body.

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Abstract

본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치는, 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 툴, 상기 툴이 일단에 결합되는 스캐너 본체, 및 상기 툴에 대응하여 상기 스캐너 본체의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. 또한 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은, 사용자가 스캐너 본체에 소정 툴을 장착하는 툴 장착 단계, 제어 유닛이 상기 스캐너 본체에 상기 툴의 착탈을 판단하는 툴 착탈 식별 단계, 상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 구별하는 툴 구별 단계, 및 상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류에 대응하여 상기 스캐너 본체의 동작을 제어하는 스캐너 동작 제어 단계를 포함한다.

Description

이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법
본 발명은 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법(Image processing apparatus and image processing method using thereof)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 스캐너 본체에 장착되는 툴에 의해, 상기 툴에 대응되는 상기 스캐너 본체의 동작이 수행되는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법에 관한 것이다.
광학 기구(optical apparatus)의 성능은 온도에 민감하며, 특히 실존하는 물체(본 발명에서는, ‘대상체’로 지칭한다)의 3차원 모델을 획득하기 위해 사용되는 3차원 스캐너의 광학부는 상기 대상체를 향해 조사하는 프로젝터와 상기 대상체로부터 반사된 광을 수용하는 카메라를 포함할 수 있다. 대상체를 정밀하게 표현하는 3차원 모델을 획득하기 위해, 3차원 스캐너(특히, 광학부)는 높은 정밀도를 유지하여야 한다. 따라서, 사용자는 3차원 스캐너의 정밀도를 높게 유지하기 위해, 일정한 주기마다 3차원 스캐너에 대한 오차 보정 작업, 즉 캘리브레이션(calibration)을 수행하여야 한다.
종래에 사용자가 3차원 스캐너의 캘리브레이션을 수행하는 과정의 일 예시에 대해 설명한다. 3차원 스캐너의 스캐너 본체가 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 연결된 상태에서, 사용자는 스캔 프로그램을 실행한다. 상기 스캔 프로그램이 실행되면, 사용자는 스캐너 본체의 일단에 캘리브레이션 툴을 장착한다. 이후, 사용자는 스캔 프로그램이 제공하는 캘리브레이션 기능을 이용하기 위해, 스캔 프로그램의 사용자 인터페이스 상에 표시되는 캘리브레이션 버튼을 선택한다. 한편, 전술한 내용에 따르면 캘리브레이션 버튼을 선택하기 이전에 스캐너 본체의 일단에 캘리브레이션 툴이 장착되는 것으로 설명하였으나, 반드시 전술한 내용에 한정되는 것은 아니며, 캘리브레이션 툴은 캘리브레이션 버튼을 선택하기 전 또는 후에 스캐너 본체에 장착될 수 있다.
사용자가 캘리브레이션 버튼을 선택함에 따라, 캘리브레이션 어플리케이션이 팝업(pop-up) 형태로 표시되고, 사용자는 캘리브레이션 어플리케이션의 지시에 따라 스캐너 본체의 캘리브레이션을 수행한다.
상기와 같은 캘리브레이션을 수행하는 과정에서, 사용자는 스캔 프로그램을 실행한 후 환자의 구강을 스캔하기 위해 클리닉의 체어로 이동한 이후에 스캐너 본체의 캘리브레이션이 필요한 것을 특정 알림(예를 들면, 스캔 프로그램 상에 표시되는 기한 경과 메시지 등)을 통해 인지할 수 있다. 이 때, 사용자는 캘리브레이션을 수행하기 위해 체어에서 컴퓨팅 장치 측으로 다시 이동해야 하며, 이와 같은 과정은 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 또한, 사용자는 환자에게 위생적인 스캔 환경을 제공하기 위해, 스캐너 본체의 캘리브레이션을 수행한 이후 환자의 구강 등을 스캔하기 전 착용했던 장갑을 교체하거나 추가적인 소독을 수행해야 하는 번거로움이 있었다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 개시된 실시예는 스캐너 본체의 일단에 착탈 가능한 툴을 상기 스캐너 본체에 장착하여, 장착된 툴의 종류에 대응되는 동작이 수행되는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예는 스캐너 본체에 구비된 착탈 감지 센서에 의해 툴의 착탈여부를 식별할 수 있는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예는 스캐너 본체에 내장된 광학부의 동작에 의해 이미지 데이터를 획득하고, 상기 이미지 데이터에 기초하여 툴의 종류를 구별하는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예는 스캐너 본체에 구비된 착탈 감지 센서가 획득하는 착탈 감지 센서와 툴 사이의 간격을 기초로 툴의 종류를 구별하는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예는 캘리브레이션 툴의 장착이 판단된 경우 사용자의 별도의 조작 없이 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행하는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예는 스캐너 본체에 장착된 캘리브레이션 툴의 종류에 따라 대응되는 캘리브레이션 과정을 수행하는 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치는, 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 툴, 상기 툴이 일단에 결합되는 스캐너 본체, 및 상기 툴에 대응하여 상기 스캐너 본체의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.
또한, 상기 툴은 일측이 폐쇄된 형상으로 형성되고 상기 스캐너 본체를 캘리브레이션하는 캘리브레이션 툴, 및 일측이 개구된 형상으로 형성되는 스캐닝 툴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스캐너 본체는, 상기 스캐너 본체의 적어도 일부분에 형성되어 상기 툴을 상기 스캐너 본체에 결합시키는 착탈면에 상기 툴의 착탈 여부를 식별하기 위한 착탈 감지 센서, 상기 툴 측을 향하여 소정 출력광을 조사하는 프로젝터, 및 상기 출력광이 반사되어 생성된 반사광을 수용하며, 상기 반사광으로부터 적어도 하나의 이미지 데이터를 획득하는 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다.
또한, 상기 착탈 감지 센서에 의해 상기 툴의 착탈이 식별되면, 상기 프로젝터는 상기 출력광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 카메라가 획득한 상기 이미지 데이터를 기초로 상기 스캐너 본체에 장착된 상기 툴의 종류를 판단하고, 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 이미지 데이터의 형상이 상기 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트를 표현하는 것으로 판단한 경우, 상기 툴의 종류를 상기 캘리브레이션 툴로 판단하고 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 패턴플레이트의 형상에 기초하여, 상기 캘리브레이션 툴의 종류를 매뉴얼 캘리브레이션 툴 및 오토 캘리브레이션 툴 중 어느 하나로 판단하고 상기 캘리브레이션 툴의 종류에 대응되는 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 툴이 상기 스캐너 본체에 장착되었을 때 상기 착탈 감지 센서와 상기 툴 간의 간격을 기초로 상기 툴의 종류를 판단하고, 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행시켜 디스플레이 유닛 상에 표시할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 툴을 상기 캘리브레이션 툴 중 매뉴얼 캘리브레이션 툴로 판단한 경우, 사용자에게 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 조작을 유도하기 위해 상기 디스플레이 유닛 상에 안내 메세지가 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 캘리브레이션 툴은 상기 스캐너 본체의 길이방향을 기준으로 소정 각도범위 내에서 틸팅가능한 패턴플레이트를 포함하고, 상기 패턴플레이트는 복수의 타깃들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 타깃들은, 상기 3차원 스캐너의 캘리브레이션을 위한 적어도 하나의 캘리브레이션 타깃, 및 상기 캘리브레이션 타깃과 이격 형성되고 상기 캘리브레이션 타깃과 상이한 형상을 가지며, 상기 캘리브레이션 툴의 종류를 구별하기 위한 복수의 식별 타깃을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은, 사용자가 스캐너 본체에 소정 툴을 장착하는 툴 장착 단계, 제어 유닛이 상기 스캐너 본체에의 상기 툴의 착탈을 판단하는 툴 착탈 식별 단계, 상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 구별하는 툴 구별 단계, 및 상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류에 대응하여 상기 스캐너 본체의 동작을 제어하는 스캐너 동작 제어 단계를 포함한다.
또한, 상기 툴 착탈 식별 단계에서 상기 툴의 착탈 여부는 상기 스캐너 본체의 적어도 일부분에 형성되어 상기 툴을 상기 스캐너 본체에 결합시키는 착탈면에 형성된 착탈 감지 센서에 의해 식별될 수 있다.
또한, 상기 툴 구별 단계는, 상기 툴 착탈 식별 단계에서 상기 툴의 착탈이 식별되면 상기 스캐너 본체에 내장된 프로젝터로부터 소정 출력광을 조사하는 광 조사 단계, 상기 스캐너 본체에 내장된 적어도 하나의 카메라가 상기 출력광이 반사되어 생성된 반사광을 수용하여 적어도 하나의 이미지 데이터를 획득하는 이미지 데이터 획득 단계, 상기 이미지 데이터를 기초로 상기 툴의 종류를 결정하는 툴 결정 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 툴 결정 단계에서, 상기 제어 유닛은 상기 이미지 데이터를 통해 캘리브레이션 툴에 내장된 패턴플레이트의 형상을 판단함으로써 상기 툴의 종류를 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은 상기 툴이 상기 스캐너 본체에 장착되었을 때 상기 착탈 감지 센서와 상기 툴 간의 간격을 기초로 상기 툴의 종류를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은, 상기 제어 유닛이 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우, 상기 제어 유닛이 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행시켜 디스플레이 유닛 상에 표시하는 캘리브레이션 어플리케이션 실행 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 상기 캘리브레이션 툴 중 매뉴얼 캘리브레이션 툴로 구별한 경우, 상기 제어 유닛은 상기 스캐너 동작 제어 단계에서 상기 사용자에게 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 조작을 유도하는 안내 메세지가 디스플레이 유닛 상에 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 상기 캘리브레이션 툴 중 오토 캘리브레이션 툴로 구별한 경우, 상기 제어 유닛은 상기 스캐너 동작 제어 단계에서 자동으로 캘리브레이션 동작을 수행하도록 상기 스캐너 본체 및 상기 오토 캘리브레이션 툴 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치 및 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법을 사용함으로써, 사용자는 스캐너 본체의 캘리브레이션을 수행하기 위한 불편이 최소화되는 이점이 있다.
또한, 스캐너 본체의 착탈 감지 센서에 의해 툴의 착탈여부가 식별되고, 카메라에 의해 획득되는 이미지 데이터를 기초로 툴의 종류(예를 들면, 스캐닝 툴과 캘리브레이션 툴, 또는 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴)가 판단되므로, 별도의 조작 과정 없이 신속하게 툴의 종류 감지 및 툴의 종류에 부합하는 스캐너의 동작(예를 들면, 스캐너 본체의 캘리브레이션)이 수행될 수 있는 이점이 있다.
또한, 스캐너 본체의 착탈 감지 센서에 의해 측정되는 착탈 감지 센서와 툴 간의 간격을 기초로 툴의 종류가 판단되므로, 별도의 조작 과정 없이 신속하게 툴의 종류가 판단되고, 툴의 종류에 부합하는 스캐너의 동작이 수행될 수 있는 이점이 있다.
또한, 제어 유닛이 툴의 종류를 캘리브레이션 툴로 판단하면, 상기 제어 유닛은 자동으로 캘리브레이션 어플리케이션을 실행시켜 디스플레이 유닛 상에 표시하도록 제어하므로, 사용자가 별도의 캘리브레이션 어플리케이션을 실행시키고, 캘리브레이션 시작 버튼을 선택해야하는 과정이 생략되어 사용자의 불편을 최소화하는 이점이 있다.
또한, 제어 유닛은 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 구별하여 툴의 종류에 부합하는 제어를 수행하므로, 사용자의 불편을 최소화하는 이점이 있다.
또한, 제어 유닛은 오토 캘리브레이션 툴이 스캐너 본체에 장착되면 오토 캘리브레이션 툴에 제어 신호를 인가하여 패턴플레이트의 위치가 초기 위치에 정위치하도록 제어함으로써 오토 캘리브레이션 툴을 통해 스캐너 본체의 정확한 캘리브레이션이 수행될 수 있는 이점이 있다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치의 구성들 중 적어도 일부를 설명하기 위한 일 도면이다.
도 2는 스캐너 본체와 상기 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 스캐닝 툴의 일 예시이다.
도 3은 스캐닝 툴이 스캐너 본체에 결합된 상태의 일 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치에서 대상체를 촬영하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 스캐너 본체와 상기 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 캘리브레이션 툴의 일 예시이다.
도 6 및 도 7은 스캐너 본체와 상기 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 캘리브레이션 툴의 분해도이다.
도 8은 캘리브레이션 툴이 스캐너 본체에 결합된 상태의 일 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치의 일 구성인 스캐너 본체의 개략적인 구성도이다.
도 10(a)는 스캐너 본체 일단에 스캐닝 툴이 장착되었을 때 획득된 이미지 데이터, 도 10(b)는 스캐너 본체 일단에 캘리브레이션 툴이 장착되었을 때 획득된 이미지 데이터의 일 예시이다.
도 11은 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트에 형성된 식별 타깃들, 및 상기 식별 타깃들에 의해 형성된 표식(sign)의 일 예시이다.
도 12는 캘리브레이션 툴을 사용하여 스캐너 본체의 캘리브레이션이 수행되는 과정을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 13(a)는 오토 캘리브레이션 툴을 설명하기 위한 일 예시, 도 13(b)는 상기 오토 캘리브레이션 툴의 일 표식을 형성하는 식별 타깃들의 3차원 정보를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 14(a)는 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 설명하기 위한 일 예시, 도 14(b)는 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 일 표식을 형성하는 식별 타깃들의 3차원 정보를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 15는 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 사용하여 스캐너 본체의 캘리브레이션이 수행되는 과정을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법의 예시적인 순서도이다.
도 17은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 툴 구별 단계를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 18은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 툴 구별 단계를 설명하기 위한 다른 예시이다.
도 19는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 스캐너 동작 제어 단계를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 20은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 캘리브레이션 수행 단계를 설명하기 위한 일 예시이다.
[부호의 설명]
1: 이미지 처리 장치 100: 툴
101: 스캐닝 툴 102: 캘리브레이션 툴
200: 스캐너 본체 500: 외부 전자 기기
510: 디스플레이 유닛 610: 타깃
611: 캘리브레이션 타깃 612: 식별 타깃
700: 표식
S110: 툴 장착 단계 S120: 툴 착탈 식별 단계
S130: 툴 구별 단계 S140: 스캐너 동작 제어 단계
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다.
본 발명을 설명하기 위해, 본 발명의 실시예에서 사용된 표현 “~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)”은 상황에 따라, 예를 들면, “~에 적합한(suitable for)”, “~하는 능력을 가지는(having the capacity to)”, “~하도록 설계된(designed to)”, “~하도록 변경된(adapted to)”, “~하도록 만들어진(made to)”, 또는 “~를 할 수 있는(capable of)”과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 “~하도록 구성된(또는 설정된)”은 하드웨어적으로 “특별히 설계된(specifically designed to)” 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, “~하도록 구성된 시스템”이라는 표현은, 그 시스템이 다른 장치 또는 부품들과 함께 “~할 수 있는” 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 “A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서”는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명의 개시된 실시예에서, 3차원 스캐너는 대상체와 관련된 이미지를 획득하는 전자 장치를 의미한다. 구체적으로, 본 발명에서 지칭하는 3차원 스캐너는 구강의 치료에 이용되는 구강과 관련된 이미지를 획득하는 스캐너를 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 개시된 실시예에서의 3차원 스캐너는 환자의 실제 구강 내에 인입 할 수 있는 형태를 가지는 핸드헬드형 구강 스캐너(intraoral scanner)가 될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의상, 구강 내에 인입 가능한 형태의 핸드헬드형 구강 스캐너를 '3차원 스캐너'라 지칭한다.
본 발명의 개시된 실시예에서, 이미지는 구강에 포함되는 대상체를 나타내는 이미지(예를 들어, '구강 이미지')를 의미할 수 있다. 여기서, 대상체는 치아, 치은, 구강의 적어도 일부 영역, 및/또는 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 브라켓 및 와이어를 포함하는 교정 장치, 임플란트, 인공 치아, 인레이 및 온레이 등을 포함하는 치아 수복물, 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등) 등을 포함할 수 있다. 또는, 대상체는 구강과 관련된 인공물, 예를 들어, 석고 모델, 크라운 등이 포함될 수도 있다. 또한, 교정 장치는 브라켓, 어태치먼트(attachment), 교정용 나사, 설측 교정 장치, 및 가철식 교정 유지 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 개시된 실시예에서, 이미지는 툴의 내부를 나타내는 이미지를 의미할 수도 있다. 즉, 이미지는 3차원 스캐너의 캘리브레이션을 수행하기 위해 필요한 캘리브레이션 툴의 내부를 나타내는 이미지를 의미할 수도 있다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예에서 이미지는 대상체에 대한 2차원 이미지 또는 대상체를 입체적으로 나타내는 3차원 모델 또는 3차원 이미지일 수 있다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예에서 이미지는 대상체를 2차원 또는 3차원적으로 표현하기 위해서 필요한 데이터, 예를 들어, 적어도 하나의 카메라로부터 획득된 로우 데이터(raw data) 또는 로우 이미지(raw image) 등을 의미할 수 있다. 구체적으로, 로우 이미지는 진단을 위해서 필요한 구강 이미지를 생성하기 위해서 획득되는 데이터로, 3차원 스캐너를 이용하여 대상체인 환자의 구강 내를 스캔(scan)할 때 3차원 스캐너에 포함되는 적어도 하나의 카메라에서 획득되는 이미지(예를 들어, 2차원 프레임 이미지)가 될 수 있다. 또한, 로우 이미지는, 가공되지 않은 이미지로, 구강 스캐너에서 획득된 이미지의 원본을 의미할 수 있다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 구성들 중 적어도 일부를 설명하기 위한 일 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 처리 장치(1)는 툴(100)과 스캐너 본체(200)를 포함한다. 툴(100)은 스캐너 본체(200)의 일단에 착탈 가능하도록 결합될 수 있다. 툴(100)이 스캐너 본체(200)에 장착되거나 스캐너 본체(200)로부터 탈거되면, 스캐너 본체(200)의 특정 동작이 수행되도록 할 수 있다.
특정 종류의 툴(100)이 스캐너 본체(200)의 일단에 결합됨으로써, 스캐너 본체(200)는 대상체(미도시)를 스캔하여 3차원 모델을 획득할 수 있다. 본 발명의 개시된 실시예에 따르면, 상기 툴(100)은 스캐닝 툴(101)일 수 있으며, 스캐닝 툴(101)이 스캐너 본체(200)의 일단에 결합되면 스캐너 본체(200)는 대상체를 스캔하여 3차원 모델을 획득할 수 있다. 이 때, 대상체는 사용자가 3차원 모델을 획득하고자 하는 물체를 의미할 수 있으며, 예시적으로 상기 대상체는 환자의 구강 내부, 환자의 구강 내부를 본뜬 네거티브 모형, 및 상기 네거티브 모형에 석고를 부어 획득한 포지티브 모형 중 적어도 하나일 수 있다. 스캐너 본체(200)는 대상체를 스캔하여 3차원 모델을 획득하는 3차원 스캐너에 포함되는, 3차원 스캐너의 일 구성일 수 있다.
스캐너 본체(200)는 스캐너 본체 케이스(201)를 포함할 수 있다. 스캐너 본체 케이스(201)는 스캐너 본체(200)에 내장된 구성요소들을 외부 환경으로부터 안전하게 보호하는 역할을 할 수 있다. 예시적으로, 본체 케이스(201)는 사용자가 손으로 파지하기에 용이한 형상 및 재질로 형성될 수 있으나, 본체 케이스(201)의 형상 및 재질은 특별히 한정되는 것은 아니다.
예시적으로, 본체 케이스(201)는 어퍼 케이스(201a)와 로워 케이스(201b)를 포함할 수 있으며, 어퍼 케이스(201a)와 로워 케이스(201b)의 결합 구조에 의하여 스캐너 본체(200)에 내장된 구성요소들을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 다만, 본체 케이스(201)는 어퍼 케이스(201a)와 로워 케이스(201b)의 결합구조로 형성되지 않을 수도 있으며, 다단 결합 구조, 또는 일체형 구조를 가질 수도 있다.
스캐너 본체(200)는 외부 전자 기기(500)와 통신상 상호 연결될 수 있다. 보다 상세하게는, 스캐너 본체(200)가 포함된 3차원 스캐너는 구강 내의 이미지를 획득하기 위한 의료 장치이다. 도 1에 도시된 구강 스캐너와 같이 구강 내에 인입 가능한 형태를 갖는 3차원 스캐너는 핸드헬드형 구강 스캐너(intraoral scanner) 또는 휴대형 스캐너 등으로 지칭할 수 있다.
보다 구체적으로, 3차원 스캐너 중 구강 스캐너는 구강 내에 삽입되어 비 접촉식으로 치아를 스캐닝함으로써, 적어도 하나의 치아를 포함하는 구강에 대한 3차원 모델을 생성하기 위한 장치일 수 있다. 또한, 3차원 스캐너의 일종인 구강 스캐너는 구강 내에 인입 및 인출이 가능한 형태를 가질 수 있으며, 적어도 하나의 카메라(예를 들어, 광학 카메라 등)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캔할 수 있다. 3차원 스캐너는 대상체인 구강 내부의 치아, 치은 및 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 브라켓 및 와이어 등을 포함하는 교정 장치, 임플란트, 인공 치아, 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등), 석고 모델 중 적어도 하나의 표면을 이미징하기 위해서, 대상체에 대한 표면 정보를 로우 데이터(raw data)로 획득할 수 있다.
여기서, 3차원 스캐너에서 획득되는 로우 데이터는 3차원 스캐너에 포함되는 적어도 하나의 카메라에 획득된 적어도 하나의 이미지가 될 수 있다. 구체적으로, 로우 데이터는 3차원 스캐너에서 구강 스캔을 통하여 획득된 적어도 하나의 2차원 프레임 이미지(frame image)가 될 수 있다. 여기서, '프레임 이미지'는 '프레임' 또는 '프레임 데이터'로 호칭될 수도 있다.
3차원 스캐너에서 획득된 로우 데이터는 통신 네트워크를 통하여 연결되는 외부 전자 기기(500)로 전송될 수 있다.
또한, 3차원 스캐너는 적어도 하나의 카메라에서 획득된 로우 데이터에 근거하여 생성한 3차원 모델 또는 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 그리고, 획득된 3차원 모델 또는 3차원 이미지를 외부 전자 기기(500)로 전송할 수도 있다.
외부 전자 기기(500)는 3차원 스캐너와 통신 네트워크를 통하여 연결되며, 3차원 스캐너로부터 대상체를 스캔하여 획득된 데이터(예를 들면, 이미지 데이터)를 수신할 수 있다. 외부 전자 기기(500)는 3차원 스캐너로부터 전송되는 데이터에 근거하여 구강 이미지를 생성, 처리, 디스플레이 및/또는 전송할 수 있는 모든 전자 장치가 될 수 있다.
보다 구체적으로는, 외부 전자 기기(500)는 3차원 스캐너에서 수신되는 데이터에 근거하여, 구강의 진단에 필요한 정보 및 구강을 나타내는 이미지 중 적어도 하나를 생성하고, 생성된 정보 및 이미지를 디스플레이 유닛(510)을 통하여 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이 유닛(510)은 수신된 데이터 및/또는 수신된 데이터를 가공한 데이터를 시각적으로 표시하는 장치일 수 있으며, 디스플레이 유닛(510)은 알려진 표시 장치들(예를 들면, 모니터, 태블릿, 스크린 등) 중 적어도 하나일 수 있다.
예시적으로, 외부 전자 기기(500)는, 구강 스캐너로부터 수신된 이미지 데이터에 근거하여, 대상체에 대한 3차원 데이터 또는 3차원 이미지를 생성, 처리, 디스플레이 및/또는 전송할 수 있는 모든 전자 장치가 될 수 있다.
예시적으로, 외부 전자 기기(500)는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등의 컴퓨팅 장치가 될 수 있으나, 나열된 예시에 한정되지 않는다.
또한, 외부 전자 기기(500)는 대상체의 이미지(예를 들면, 구강 이미지)를 처리하기 위한 서버(또는 서버 장치) 등의 형태로 존재할 수도 있다.
또한, 외부 전자 기기(500)는 구강 스캐너에 연동되는 전용 소프트웨어를 저장 및 실행할 수 있다. 여기서, 전용 소프트웨어는 전용 프로그램 또는 전용 어플리케이션으로 호칭될 수 있다. 외부 전자 기기(500)가 구강 스캐너와 상호 연동되어 동작하는 경우, 외부 전자 기기(500)에 저장되는 전용 소프트웨어는 구강 스캐너와 연결되어 대상체 스캔을 통하여 획득되는 데이터들을 실시간으로 수신할 수 있다. 예시적으로, 구강 스캐너 제품 별로 각각 데이터를 처리하기 위한 전용 소프트웨어가 존재할 수 있다. 전용 소프트웨어는 대상체의 3차원 이미지를 획득, 처리, 저장, 및/또는 전송하기 위한 적어도 하나의 동작들을 수행할 수 있다.
또한, 3차원 스캐너는 대상체 스캔을 통하여 획득된 로우 데이터(raw data)를 그대로 외부 전자 기기(500)로 전송할 수 있다. 그러면, 외부 전자 기기(500)는 수신된 로우 데이터에 근거하여 대상체를 3차원적으로 나타내는 3차원 대상체 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 외부 전자 기기(500)는 수신된 로우 데이터에 근거하여 구강의 내부 구조를 3차원적으로 모델링(modeling)하여 '3차원 구강 이미지'를 생성할 수 있으므로, 이렇게 생성된 데이터를 '3차원 구강 모델'로 지칭할 수 있다.
또한, 외부 전자 기기(500)는 전기적으로 연결된 입력 유닛(미도시)에 의해 명령을 입력받을 수 있다. 예시적으로, 입력 유닛은 키보드, 마우스, 스캐너 등 알려진 입력 장치들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적으로, 입력 유닛을 통해 사용자가 캘리브레이션 명령을 입력하면, 외부 전자 기기(500)에 내장된 프로세서(미도시)는 스캐너 본체(200)가 캘리브레이션 과정을 수행하도록 상기 스캐너 본체(200)의 동작을 제어할 수 있다. 캘리브레이션 과정과 관련한 상세한 설명은 후술한다.
한편, 전술한 내용에서 '3차원 스캐너' 또는 '구강 스캐너'는 스캐너 본체(200)를 포함하므로, '3차원 스캐너' 또는 '구강 스캐너'의 동작은 스캐너 본체(200)의 동작에 대응될 수 있다.
또한, 예시적으로, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치는 사용자 인터페이스를 포함하고, 상기 사용자 인터페이스는 소정 동작 또는 요청에 대응되는 키들을 포함하는 입력 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스에 포함되는 입력 장치는 적어도 하나의 버튼, 접촉 센서 등으로 형성될 수 있다. 또는, 사용자 인터페이스는 음성 인식 센서를 포함하며, 사용자 음성을 수신하고, 수신된 사용자 음성에 근거하여 소정 동작 또는 요청에 대응되는 사용자 입력을 인식할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 처리 장치 중 스캐너 본체(200)에 포함되는 사용자 인터페이스는 적어도 하나의 버튼(290)으로 형성될 수 있다. 도 2에서는, 사용자 인터페이스가 2 개의 버튼(291, 292)으로 형성되는 경우를 예로 들어 도시하였다.
다른 예시로, 사용자 인터페이스는 터치 패드로 형성될 수 있다. 구체적으로, 사용자 인터페이스는 디스플레이 패널(display panel)(미도시)과 결합되는 터치 패드(touch pad)(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널 상으로 사용자 인터페이스 화면이 출력될 수 있다. 그리고, 사용자 인터페이스 화면을 통하여 소정 명령이 입력되면, 터치 패드에서 이를 감지하여, 감지된 정보를 스캐너측 프로세서(후술하는 도 9의 210)로 전송할 수 있다. 그러면, 스캐너측 프로세서는 감지된 정보를 해석하여 사용자가 입력한 소정 명령을 인식 및 실행할 수 있다.
보다 구체적으로, 사용자 인터페이스가 터치 패드로 형성되는 경우, 사용자가 사용자 인터페이스 화면의 소정 지점을 터치하면, 사용자 인터페이스는 터치 된 지점의 위치를 감지한다. 그리고, 감지된 위치 정보를 스캐너측 프로세서로 전송할 수 있다. 그러면, 스캐너측 프로세서는 감지된 위치에 표시된 메뉴에 대응되는 사용자의 요청 또는 명령을 인식하며, 인식된 요청 또는 명령을 수행할 수 있다.
이하에서는, 사용자 인터페이스가 후술하는 도 2에서와 같이 복수의 버튼(291, 292)으로 형성된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스는 버튼(290) 중 제1 버튼(291)으로 형성될 수 있다. 사용자 인터페이스가 제1 버튼(291)으로 형성되는 경우, 제1 버튼(291)이 눌러지는 형태에 따라서 제1 버튼(291)의 조작에 대응되는 사용자 입력은 적어도 하나의 요청에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 버튼(291)에 대한 사용자 조작은, 더블 클릭인지, 롱 클릭인지, 일회의 클릭인지, 또는 짧은 시간 동안의 1회성 클릭인지 등으로 구별될 수 있으며, 구별된 사용자 조작 형태에 따라서 서로 다른 요청으로 인식될 수 있다.
예시적으로, 사용자가 제1 버튼(291)을 짧게 한번 누르는 경우, 스캐너측 프로세서는 대상체의 스캔이 시작되도록 요청하는 사용자 입력이 수신되는 것으로 인식할 수 있다. 그리고, 사용자가 제1 버튼(291)을 길게(또는, 설정된 시간 이상으로) 한번 누르는 경우, 스캐너측 프로세서는 대상체의 스캔이 종료되도록 요청하는 사용자 입력이 수신되는 것으로 인식할 수 있다. 또는, 사용자가 제1 버튼(291)을 더블 클릭할 경우, 스캐너측 프로세서는 획득된 이미지들에 대응되는 이미지 데이터를 외부 전자 기기(500)로 전송하도록 요청하는 사용자 입력이 수신되는 것으로 인식할 수 있다.
다른 예시로, 제1 버튼(291)에 대한 사용자 조작이 이뤄질 때의 스캐너 본체(200)의 동작 상태를 고려하여, 서로 다른 요청을 인식할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 스캐너 본체(200)가 스캔을 수행하는 도중에 제1 버튼(291)이 짧게 1회 클릭된 경우, 이러한 사용자 입력은 스캔의 중지에 대응되는 요청으로 인식될 수 있다. 그리고, 스캐너 본체(200)가 스캔을 중단한 상태에서 제1 버튼(291)이 짧게 1회 클릭된 경우, 이러한 사용자 입력은 스캔의 재 시작에 대응되는 요청으로 인식될 수도 있을 것이다.
또한, 이미지 처리 장치 중 스캐너 본체(200)의 사용자 인터페이스는 복수개의 요청들 각각에 대응되는 복수개의 버튼들(291, 292)을 포함할 수 있다. 이 경우, 선택된 버튼에 따라서 대응되는 요청을 인식할 수 있을 것이다. 예시적으로, 제1 버튼(291)과 일정 간격 이격 형성된 제2 버튼(292)은 디스플레이 유닛(510) 상에서 커서(cursor)와 같은 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 사용자는 별도의 입력 장치를 구비하지 않고 스캐너 본체(200)에 형성된 제1 버튼(291) 및 제2 버튼(292)으로 디스플레이 유닛(510) 상에 표시된 어플리케이션(예를 들면, 캘리브레이션 어플리케이션)을 조작할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치의 일 구성인 툴(100)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 스캐너 본체(200)와 상기 스캐너 본체(200) 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 스캐닝 툴(101)의 일 예시이고, 도 3은 스캐닝 툴(101)이 스캐너 본체(200)에 결합된 상태의 일 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치의 일 구성인 툴(100)의 종류는 용도에 따라 다양할 수 있다. 예시적으로, 대상체를 스캔하여 상기 대상체를 나타내는 3차원 모델을 획득하기 위해, 스캐너 본체(200)의 일단에 결합되는 툴(100)은 스캐닝 툴(101)일 수 있다. 스캐닝 툴(101)은 대상체의 표면 및/또는 내부로부터 반사된 반사광을 스캐너 본체(200)로 가이딩하기 위한 형상으로 형성될 수 있다.
예시적으로, 스캐닝 툴(101)은 스캐너 본체(200)로부터 대상체를 지향하여 조사되는 광을 가이딩하거나 대상체의 표면 및/또는 내부로부터 반사된 반사광을 스캐너 본체(200)로 가이딩하기 위해, 일측이 개구된 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 스캐닝 툴(101)은 스캐너 본체(200)의 일단에 결합되는 스캐닝 툴측 결합부(1011)와, 스캐닝 툴측 결합부(1011)와 대향되는 타단 일측에 개구 형성되는 개구부(1012)를 포함할 수 있다.
한편, 스캐닝 툴(101)은 그 내부에 출력광을 개구부(1012) 측으로 가이딩하거나 개구부(1012)를 통해 인입된 반사광을 스캐너 본체(200) 측으로 가이딩하는 광경로 변경부재(1013)를 포함할 수 있다. 광경로 변경부재(1013)는 광을 반사 및/또는 굴절시킬 수 있으며, 광경로 변경부재(1013)는 거울, 렌즈 또는 프리즘(prism)과 같은 광학 부품일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 스캐너 본체(200)에서 대상체를 촬영하는 동작에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치(1)에서 대상체를 촬영하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 스캐너 본체(200)는 적어도 하나의 카메라(232)를 포함하며, 상기 카메라(232)는 구강에 대한 촬영을 수행하여 적어도 하나의 이미지를 획득할 수 있다. 보다 구체적으로는, 카메라(232)는 구강에 대한 촬영을 수행하여 외부 전자 기기(미도시)(예를 들면, 도 1의 500에 대응)로 전송될 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
여기서, 카메라(232)에서 생성되는 이미지 데이터는 적어도 하나의 카메라(232)에서 획득된 적어도 하나의 이미지 그 자체가 될 수 있다.
또는, 카메라(232)는 획득한 적어도 하나의 이미지에 대응되는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 카메라(232)는 획득한 적어도 하나의 이미지의 형태를 변경하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 카메라(232)에서 생성되는 이미지 데이터는 적어도 하나의 카메라(232)에서 획득된 복수개의 이미지들에 근거하여 대상체를 3차원적으로 나타내는 3차원 이미지 또는 3차원 모델이 될 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의 상 '적어도 하나의 카메라(232)'를 '카메라(232)'로 칭하도록 한다. 즉, 카메라(232)는 한 개의 카메라를 지칭할 수 있으며, 또는 복수개의 카메라를 지칭할 수도 있다.
카메라(232)는 적어도 하나의 이미지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 카메라(232)에 포함되는 적어도 하나의 카메라 각각은 렌즈(2321) 및 이미지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(미도시)는 이미지를 획득하기 위하여, 렌즈(2321)로 들어온 빛을 전기 신호로 변환하여 이미지로 보여주는 장치가 될 수 있다. 예를 들면, 이미지 센서는 CCD 센서, CMOS 센서, 컬러 이미지 센서 등 알려진 이미지 센서들 중 적어도 하나일 수 있으나, 반드시 나열된 예시에 한정되지는 않는다. 이미지 센서는 카메라 내부에 배치된 이미징 보드(2322)에 포함될 수 있으며, 이미징 보드(2322)는 상기 렌즈(2321)와 전기적으로 연결될 수 있다.
카메라(232)는 설정된 FPS(frame per second)에 따라서 1초에 수백장의 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 카메라(232)에서 획득되는 이미지는 2차원 프레임(frame) 이미지가 될 수 있다. FPS는 초당 획득되는 프레임 이미지의 개수를 나타내는 것으로, '프레임 레이트(Frame rate)'로 호칭될 수도 있다.
예시적으로, 카메라(232)의 동작 FPS(frame per second)가 100FPS 일 때, 카메라(232)는 1초당 100 개의 대상체 이미지들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 스캐너 본체(200)의 카메라(232)가 2개의 카메라인 L 카메라(좌측 카메라, 232a) 및 R 카메라(우측 카메라, 232b)를 포함하는 경우, 1초당 L 카메라(232a)에서 100장의 이미지 및 R 카메라(232b)에서 100 장의 이미지가 획득된다. 또한, L 카메라(232a) 및 R 카메라(232b)는 동기화 되어 동작하므로, 동일 시점마다 L 카메라(232a) 및 R 카메라(232b)는 각각 L 이미지 및 R 이미지를 획득할 수 있다.
다른 예시로, 스캐너 본체(200)의 카메라(232)가 1개의 카메라를 포함하는 경우, 1초당 100 장의 이미지가 획득할 수 있다.
또 다른 예시로, 스캐너 본체(200)가 공초점 방식으로 이미지 스캔을 수행하는 경우, 카메라(232)에 포함되는 적어도 하나의 카메라 각각은 초점의 위치를 조절하기 위해서 이동 가능하도록 형성되는 렌즈(미도시) 및 상기 렌즈(미도시)를 통과한 광에 근거하여 이미지를 획득하는 이미지 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
또 다른 예시로, 스캐너 본체(200)가 광삼각 방식으로 이미지 스캔을 수행하는 경우, 카메라(232)에 포함되는 적어도 하나의 카메라 각각은 패턴이 조사된 대상체(O)에 대한 이미지 스캔을 수행할 수 있다.
한편, 스캐너 본체(200)의 카메라(232)는 적어도 하나의 이미지를 획득하는 적어도 하나의 카메라(232) 뿐만 아니라, 상기 적어도 하나의 이미지에 대응되는 이미지 데이터를 획득하는 이미징 보드(2322)를 포함할 수 있다.
또한, 이미징 보드(2322)는 이미지 스캔을 위해서 카메라(232)를 제어할 수 있다. 예시적으로, 이미징 보드(2322)는 카메라(232)의 관심 영역(ROI: Region of Interest), 노출 시간(exposure time), 및/또는 프레임 레이트 등을 설정할 수 있다.
또는, 이미징 보드(2322)는 렌즈(2321)에 의해 획득된 적어도 하나의 이미지들에 대응되는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미징 보드는 렌즈(2321)를 통해 획득된 적어도 하나의 이미지들의 포맷(format)을 변환하여 적어도 하나의 이미지에 대응되는 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
또는, 이미징 보드(2322)는 렌즈(2321)를 통해 획득된 적어도 하나의 이미지들을 압축(encoding)하여 복수개의 이미지들에 대응되는 이미지 데이터를 생성할 수도 있다.
또한, 카메라(232)가 이미징 보드(2322)를 포함하지 않는 경우는, 전술한 이미징 보드(2322)가 수행하는 동작들 중 적어도 하나는 후술하는 스캐너측 프로세서(110)에서 수행될 수도 있다.
도 4와 같이 도시된 예시에서는, 3차원 스캐너(100)에 포함되는 카메라(232)가 두 개의 카메라(232a, 232b)를 포함하며, 광삼각 방식으로 이미지 스캔을 수행하는 경우를 예로 들어 도시 및 설명한다.
도 4를 참조하면, 3차원 스캐너(100)는 광삼각 방식에 의해서 구강 스캔을 수행할 수 있다. 광삼각 방식은 광을 대상체로 조사하여 촬영하고, 광이 함께 이미징된 대상체의 이미지를 이용하여 3차원 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 광삼각 방식은, 대상체(O)로 광을 조사하고, 대상체(O)에서 반사되는 광을 수신하여 대상체(O)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 3차원 데이터는, 대상체(O)에 대한 3차원 깊이(depth) 정보를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 개시된 실시예에서 대상체(O)의 표면에 대한 3차원 데이터를 획득하기 위해서는, 2개의 카메라 및 광을 출력하는 프로젝터(231)를 이용하는 양안시 구조광(structured light with stereo vision) 방식이 이용될 수 있다.
예시적으로, 양안시 구조광 방식을 이용하여 스캔을 수행하기 위해서, 스캐너 본체(200)는 광학부(230)를 포함하며, 상기 광학부(230)는 전술한 카메라(232)과 함께 프로젝터(231)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 프로젝터(231)는 1차원 점 및 2차원 선 중 적어도 하나에 의해서 형성되는 패턴을 갖는 출력광을 툴(100) 측으로 조사할 수 있다. 구체적으로, 대상체(O)의 일종인 구강의 스캔을 위하여, 프로젝터(231)는 후술하는 스캐너측 프로세서(210)의 제어에 의해서, 대상체(O)인 구강 내에 출력광을 조사할 수 있다. 프로젝터(231)에서 출력광을 조사하면, 두 개 이상의 카메라(232a, 232b)는 출력광이 비춰진 대상체(O)의 표면으로부터 반사된 반사광을 수용하고, 상기 대상체(O)에 대응되는 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 프로젝터(231)에서 출력되는 광의 형태(또는 패턴)은 변경될 수 있으며, 다양한 형태를 가질 수 있다. 도 4에서는 프로젝터(231)가 복수개의 선들 형태의 구조광(p)을 출력하는 경우를 예로 들어 도시하였다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 스캐너 본체(200)는, 대상체(O)에게 구조광(p)을 조사하고, 좌안 시야(left Field of View)에 대응되는 제1 카메라(232a)와 우안 시야(Right Field of View)에 대응되는 제2 카메라(232b) 각각에서 좌안 시야에 대응되는 제1 이미지(400, 401) 및 우안 시야에 대응되는 제2 이미지(400, 402)을 획득할 수 있다. 스캐너 본체(200)는 대상체(O)에 대한 제1 이미지(400, 401) 및 제2 이미지(400, 402)을 포함하는 2차원 프레임 이미지들을 연속적으로 획득할 수 있다. 예를 들어, 카메라(232)가 100 FPS(Frame per Second)로 동작하는 경우, 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각은 1초에 연속적으로 100 개의 프레임 이미지들을 캡쳐(capture)할 수 있다. 여기서, 카메라(232)에서 획득된 프레임 이미지들은 카메라(232)의 해상도에 대응되는 2차원 이미지가 될 수 있다.
또한, 2개 이상의 카메라(232a, 232b)에서 획득된 복수개의 프레임 이미지들은 이미징 보드(예를 들면, 후술하는 도 9의 도면부호 2322)에서 다른 이미지 포맷, 예를 들어, HDMI 포맷에 맞춰서 포맷팅 될 수 있다. 그에 따라서, 외부 전자 기기(예를 들어, 도 1의 500)는 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b)에서 획득된 이미지들을 포맷팅하여 획득한 HDMI 데이터를 전송받을 수 있다. 그리고, 외부 전자 기기(예를 들어, 도 1의 500)는, 제1 이미지(400, 401) 및 제2 이미지(400, 402)을 포함하는 2차원 프레임로부터 대상체(O)의 표면 형상을 나타내는 3차원 프레임을 재구성할 수 있다. 구체적으로, 구조광(p)이 함께 이미징된 제1 이미지(400, 401) 및 제2 이미지(400, 402)에 근거하여 대상체에 대한 깊이(depth) 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 깊이 정보에 근거하여 3차원 이미지 또는 3차원 모델을 재구성할 수 있다.
또한, 이미징 보드 또는 스캐너측 프로세서는 2개 이상의 카메라(232a, 232b)에서 획득된 복수개의 프레임 이미지들에 근거하여 대상체에 대한 3차원 모델 또는 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 이 경우, 스캐너 본체(200)는 생성된 3차원 모델 또는 3차원 이미지를 제2 통신 네트워크를 통하여 외부 전자 기기(예를 들어, 도 1의 500)로 전송할 수 있다.
도 4에서는 스캐너 본체(200)가 2 개의 카메라(232a, 232b) 및 하나의 프로젝터(231)를 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 그러나 실시예들은 도 4에 도시된 예에 제한되지 않으며, 스캐너 본체(200)는 하나의 카메라 및 하나의 프로젝터를 포함할 수 있다. 스캐너 본체(200)가 하나의 카메라 및 하나의 프로젝터를 포함하는 경우, 프로젝터가 이미지를 획득하는 카메라의 역할과 구조광을 조사하는 프로젝터의 역할을 동시에 수행할 수도 있다. 또한, 본 발명의 다양한 구현 방식에 따라, 스캐너 본체(200)는 복수 개의 카메라들 및 복수 개의 프로젝터들을 포함할 수도 있다.
한편, 스캐너 본체(200)는, 대상체(O) 주위를 이동하면서 일정한 시간 간격(예를 들어, 수 ms~수십 ms)으로 대상체(O)를 스캔함으로써 적어도 하나의 이미지(예를 들면, 복수의 2차원 프레임들)를 획득할 수 있다. 또한, 스캐너 본체(200) 또는 외부 전자 기기(미도시)(예를 들어, 도 1의 500)는, 복수의 2차원 프레임들로부터 복수의 3차원 프레임들을 획득할 수 있다. 예시적으로, 스캐너 본체(200)에 포함되는 카메라(232)가 포함되는 적어도 하나의 이미지 센서 각각은 초당 수십 내지 수백개의 2차원 프레임들을 획득할 수 있다. 구체적으로, 상기 이미지 센서는 스캐너 본체(200)에서 획득된 복수개의 2차원 프레임들을 이용하여 초당 수십 내지 수백개의 3차원 프레임들을 획득할 수 있다. 여기서, 각 3차원 프레임은 복수개의 2차원 프레임들에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 1장의 3차원 프레임은 수십개의 2차원 프레임들에 기초하여 생성될 수 있다.
외부 전자 기기(미도시)(예를 들어, 도 1의 500)가 스캐너 본체(200)로부터 획득된 2차원 프레임들에 대응되는 이미지 데이터를 수신하는 경우, 외부 전자 기기는 수신된 이미지 데이터에 근거하여 복수의 3차원 프레임들을 결합 또는 위치 정렬함으로써 대상체 전체에 대한 3차원 이미지 또는 3차원 모델을 재구성할 수 있다.
예시적으로, 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각은 1초당 100개 이상의 2차원 프레임들을 획득할 수 있다. 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각은 M * N 의 해상도를 이미지를 캡쳐 할 수 있다. 여기서, M, N 은 자연수 값을 가지며, M 은 획득되는 이미지의 가로 방향 픽셀 수가 될 수 있으며, N 은 획득되는 이미지의 세로 방향 픽셀 수가 될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의 상, 카메라(232)(예를 들어, 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b))에 포함되는 적어도 하나의 이미지 센서(미도시) 각각에서 획득된 적어도 하나의 이미지 각각이 가로 200 및 세로 200 개의 픽셀 값들(즉, M=200, N =200)로 형성되는 2차원 프레임인 경우를 예로 들어 도시 및 설명하도록 한다. 또한, 전술한 예시에서는, M 과 N 이 같은 값을 경우를 예로 들었으나, M 과 N은 서로 다른 자연수 값을 가질 수 있다.
또한, 하나의 픽셀 값은 8bit 로 표현될 수 있다. 이 경우, 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각에서 획득되는 프레임 이미지들 각각이 200 x 200 x 8bit = 4000 byte의 크기 또는 해상도를 갖는 이미지 데이터가 될 수 있다.
또한, 카메라 보드는 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b)에서 획득된 복수개의 이미지들의 포맷(format)을 HDMI(high definition multimedia interface) 포맷에 맞춰 포맷팅하여 이미지 데이터(구체적으로, HDMI 데이터)를 생성할 수 있다. 여기서, HDMI 데이터는 HDMI 포맷을 갖는 2K 데이터, 4K 데이터 또는 8K 데이터가 될 수 있다. 여기서, HDMI 포맷은 HDMI 규격에서 정의되는 해상도를 갖는 이미지 프레임의 형태로, 1920 x 1080 = 2K resolution, 4096 x 2160 = 4K resolution, 7680 x 4320 = 8K resolution 등의 포맷을 가질 수 있다.
이하에서는 설명의 편의 상, 스캐너 본체(200)에 포함되는 카메라(예를 들어, 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b))에서 획득되는 이미지의 해상도를 '제1 해상도'라 칭하고, HDMI 포맷을 갖는 이미지 데이터의 해상도를 '제2 해상도'라 칭하도록 한다.
또한, 제1 해상도는 스캐너 본체(200)에 포함되는 카메라(232)에서 동일 시점에 획득되는 적어도 하나의 이미지들의 총 해상도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 구강 스캐너(예를 들어, 200 또는 201)가 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 두 개의 카메라를 포함하면, 동일 시점(time point)에서 제1 이미지(400, 401) 및 제2 이미지(400, 402)를 획득할 수 있다. 또한, 2개의 카메라(232a, 232b) 각각이 가로 200 픽셀 및 세로 200 픽셀의 해상도를 가지는 경우, 2개의 카메라(232a, 232b)에서 동일 시점에서 1회에 획득하는 2개의 이미지를 가로 방향으로 합치면, 2개의 이미지를 합한 이미지는 가로 400 픽셀 및 세로 200 픽셀의 해상도를 갖는다고 표현할 수 있다. 즉, 스캐너 본체(200)에 포함되는 2개의 카메라(232a, 232b)에서 획득되는 2개의 이미지를 1개의 이미지를 표현하면, 가로 400 픽셀 및 세로 200 픽셀의 해상도를 갖는 이미지가 될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의 상 2개의 카메라(232a, 232b)에서 동일 시점(time point)에서 획득되는 2개의 이미지를 합한 1개의 이미지를 '로우 이미지(raw image)'라 칭하도록 한다.
전술한 예시에서, 제1 해상도는 가로 200 픽셀 및 세로 200 픽셀을 곱한 값 또는, 가로 400 픽셀 및 세로 200 픽셀을 곱한 값이 될 수 있으며, 제2 해상도는 2K, 4K 및 8K 등이 될 수 있다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 스캐너 본체(200)는, 전술한 예와 같이 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각에서 획득되는 프레임 이미지들의 픽셀 값들을 그대로 포함하는 HDMI 데이터를 생성하여 외부 전자 기기(미도시)(예를 들어, 도 1의 500)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 스캐너 본체(200)는 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각에서 획득되는 프레임 이미지들의 픽셀 값들이 그대로 포함되도록, 제1 카메라(232a) 및 제2 카메라(232b) 각각에서 획득되는 프레임 이미지들의 픽셀 값들 HDMI 포맷에 맞춰 포맷팅할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)에서, 툴(100)의 다른 일종인 캘리브레이션 툴(102)에 대해 설명한다.
도 5는 스캐너 본체(200)와 상기 스캐너 본체(200) 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 캘리브레이션 툴(102)의 일 예시, 도 6 및 도 7은 스캐너 본체(200)와 상기 스캐너 본체(200) 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 캘리브레이션 툴(102)의 분해도, 및 도 8은 캘리브레이션 툴(102)이 스캐너 본체(200)에 결합된 상태의 일 단면도이다.
도 5 내지 도 8을 전체적으로 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 툴(100)은 캘리브레이션 툴(102)을 포함할 수 있다. 캘리브레이션 툴(102)은 스캐너 본체(102)에 내장된 구성요소들 중 적어도 일부(특히, 광학부)의 캘리브레이션을 가능하게 하는 구성일 수 있으며, 스캐너 본체(200)의 일단에 착탈 가능하도록 결합될 수 있다.
예시적으로, 사용자는 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션을 수행하기 위해, 스캐너 본체(200)의 일단에 결합되어 있던 스캐닝 툴(101)을 탈거하고, 별도로 구비된 캘리브레이션 툴(102)을 장착할 수 있다. 사용자가 스캐너 본체(200)에 캘리브레이션 툴(102)을 장착할 때, 스캐너 본체(200)의 적어도 일부분에 형성되어 툴(100)을 스캐너 본체(200)에 결합시키는 착탈면(202), 및 상기 착탈면(202)로부터 소정 길이 돌출 형성되는 연결 블록(203)이 캘리브레이션 툴(102)의 내부로 삽입되어 거치될 수 있다. 착탈면(202) 및 연결 블록(203)이 캘리브레이션 툴(102)의 내부로 삽입되어 거치됨으로써, 스캐너 본체(200)의 안정적인 캘리브레이션 수행이 가능하다.
이하에서는 캘리브레이션 툴(102)의 세부 구성에 대해 보다 상세히 설명한다. 다만, 캘리브레이션 툴(102)의 세부 구성은 필요에 따라 설계 변경, 추가 또는 제거가 가능하며, 예시적으로 설명된 본 발명의 상세한 설명에 의해 한정되지 않는다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)에서, 툴(100)의 일종인 캘리브레이션 툴(102)은 스캐닝 툴(101)이 제거된 상태의 스캐너 본체(200)의 일단이 삽입 안착되는 스캐너 본체 삽입구(111)가 형성된 캘리브레이션 툴 본체(110)와, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에 배치되어 상기 스캐너 본체(200)를 스캐닝 보정하는 캘리브레이션 패턴플레이트(1955, 이하, '패턴플레이트'라 약칭함) 및 상기 스캐너 본체(200)가 캘리브레이션 툴 본체(110)에 결합되면 자동으로 패턴플레이트(1955)를 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에서 축 회전 이동 및 축 방향 이동 중 적어도 하나로 이동시키는 패턴 무빙부(190)를 포함할 수 있다. 여기서, 패턴플레이트(1955)는, 캘리브레이션 툴 본체(110)에 스캐너 본체(200)의 일단이 삽입되면, 스캐너 본체(200)의 내부에 구비된 카메라와 마주하도록 배치될 수 있다. 또한, 패턴플레이트(1955)가 이동되는 축 방향은 스캐너 본체(200)의 길이방향일 수 있다. 이 때, 캘리브레이션 툴(102)은 패턴플레이트(1955)의 축 회전 이동 및 축 방향 이동을 자동으로 수행할 수 있는 자동 캘리브레이션 툴일 수 있다.
일 예시로, 캘리브레이션 툴 본체(110)는, 캘리브레이션이 수행되는 책상 또는 테이블에 보다 안정적으로 지지되어 안착된 상태를 유지하도록 하부면이 평평하게 형성될 수 있다. 또한, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 하부면의 면적이 상부면의 면적보다 상대적으로 더 크게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 캘리브레이션 툴 본체(110)의 상부면과 하부면은 전체적으로 라운드진 테두리를 가지도록 형성될 수 있다. 다른 예시로, 캘리브레이션 툴 본체(110)는 전체적으로 원통형의 형상으로 형성될 수 있다.
아울러, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에는, 스캐너 본체(200)의 프로젝터(전술한 도 4 및 후술하는 도 9의 도면부호 231 참조)로부터 조사된 출력광의 조사 경로가 구비되고, 특히 출력광 및 반사광의 조사 경로는 외부광의 영향을 받지 않도록 암실 형태로 구비될 수 있다. 즉, 캘리브레이션 툴(102)은 일측이 폐쇄된 형상으로 형성되고, 스캐너 본체(200)의 일단이 스캐너 본체 삽입구(111)에 삽입 안착되면, 캘리브레이션 툴(102)의 내부는 암실을 이루고, 스캐너 본체(200)의 프로젝터(231)로부터 조사된 출력광 및 패턴플레이트(1955)로부터 반사된 반사광이 캘리브레이션 툴(102)의 내부에 존재한다.
한편, 캘리브레이션 툴 본체(110)는, 그 하부면을 구성하며, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부를 암실 형태로 차폐하는 메인 인쇄회로기판(150)을 포함할 수 있다.
메인 인쇄회로기판(150)에는, 후술하는 스캐닝 위치 감지부가 실장 배치될 수 있고, 외부 전원이 공급되기 위한 급전 선로(미도시)가 인쇄 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 캘리브레이션 툴 본체(110)의 하부면이 상술한 메인 인쇄회로기판(150)과 같은 PCB 형태로 마련될 필요는 없고, 특정 구성요소(예를 들면, 스캐닝 위치 감지부)에 대한 전원 공급이 가능한 한도에서 다른 다양한 형태로 마련되는 것도 가능하다.
또한, 메인 인쇄회로기판(150)에는, 도면에 도시되지 않았으나, 후술하는 패턴 무빙부(190)의 구성 중 구동 모터(191)의 작동을 제어하기 위한 모터 제어부(미도시)가 마이콤(MICOM) 형태로 실장 배치될 수 있다.
아울러, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에는 패턴 무빙부(190)의 구성 중 구동 모터(191)의 작동 제어 및 전원 공급을 위한 모터 PCB(180)가 서브 PCB의 형태로 마련될 수 있다. 모터 PCB(180)에는, 외부 전원을 유선 연결하여 공급할 수 있는 외부 전원 커넥터(185) 및 후술하는 디스플레이 PCB(160)와의 전원 연결을 위한 내부 전원 커넥터(181)가 실장 배치될 수 있다.
또한, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에는 상기 캘리브레이션 툴(102)의 작동 상태를 표시하기 위한 디스플레이 PCB(160)가 더 구비될 수 있다.
디스플레이 PCB(160)는 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내측 상면에 밀착되도록 배치될 수 있고, 디스플레이 PCB(160)의 상면에는 전원 온오프 표시등(163a) 및 작동상태 표시등(163b)이 LED 형태로 구비될 수 있다. 또한, 디스플레이 PCB(160)의 테두리 일측에는 상술한 바와 같이 모터 PCB(180)의 일측에 구비된 내부 전원 커넥터(181)와 유선 연결을 위한 전원 공급 커넥터(161)가 구비될 수 있다.
한편, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 상부면에는 전원 온오프 표시등(163a) 및 작동상태 표시등(163b)으로부터 조사되는 표시등의 빛이 외부로 투과되는 전원 온오프 표시홀(113a) 및 작동상태 표시홀(113b)이 형성될 수 있다.
여기서, 디스플레이 PCB(160)에 실장 배치된 작동상태 표시등(163b)은 투명 재질로 이루어진 라이트 가이드(165)를 매개로 작동상태 표시홀(113b)을 통해 외부로 조사될 수 있다.
캘리브레이션 툴 본체(110)의 길이방향 일측에 형성된 스캐너 본체 삽입구(111)는 스캐닝 툴(101)이 제거된 상태의 스캐너 본체(200)의 일단(예를 들면, 전단)에 구비된 연결 블록(203)이 삽입 안착 가능한 형상으로 형성될 수 있다. 연결 블록(203)은, 스캐너 본체(200)로부터 스캐닝 툴(101)이 탈거되면 스캐너 본체 케이스(201)의 일단으로 소정 길이 돌출되도록 노출될 수 있다.
캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에는 소정의 광을 감지하는 조도 센서(169)가 더 구비될 수 있다. 조도 센서(169)는 스캐너 본체(200)가 동작함으로써 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부 공간으로 프로젝터(231)로부터 소정 출력광이 조사된 경우 이를 감지할 수 있다. 조도 센서(169)는 상기 출력광을 감지함으로써 후술하는 패턴 무빙부(190)의 구성 중 구동 모터(191)의 작동이 가능한 시점을 제어 유닛에 알려줄 수 있다.
여기서, 조도 센서(169)는, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부 공간의 출력광을 보다 정확히 측정할 수 있도록, 디스플레이 PCB(160)의 하면에 실장 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에는 패턴플레이트(1955)의 위치를 감지하는 스캐닝 위치 감지부가 더 구비될 수 있다. 스캐닝 위치 감지부는, 패턴플레이트(1955)가 결합된 마운팅 블록(195)의 위치를 감지함으로써 제어 유닛이 캘리브레이션 수행 시 필요한 거리값 및 회전각값을 산출할 수 있도록 정보를 제공할 수 있다. 또한, 스캐닝 위치 감지부는, 패턴 무빙부(190)가 캘리브레이션 수행 시의 초기 위치로 복원되었는지 여부를 확인할 수 있다.
이와 같은 기능을 수행하는 스캐닝 위치 감지부는, 예를 들어, 포토 센서(photo sensor)부 및 홀 센서(hall sensor)부 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들면, 스캐닝 위치 감지부가 포토 센서부일 경우, 상기 포토 센서부는 캘리브레이션 툴 본체(110)의 바닥면에 고정된 포토 센서(170)와, 패턴플레이트(1955)가 결합된 마운팅 블록(195) 또는 무빙 블록(196)에 결합되어 회전 및 직선 이동되는 검출 리드(175)를 포함할 수 있다.
검출 리드(175)는, 패턴 무빙부(190)의 구성 중 마운팅 블록(195) 또는 무빙 블록(196)의 선단 테두리 부위에 결합되어, 마운팅 블록(195) 및 무빙 블록(196)이 축 회전 및/또는 축 방향 직선 이동하는 경우, 연동되어 함께 이동할 수 있다. 검출 리드(175)가 이동하다가 포토 센서(170) 사이로 삽입되는 경우, 포토 센서(170)는 검출 리드(175)를 감지할 수 있으며, 검출 리드(175)가 결합된 마운팅 블록(195) 및 무빙 블록(196)의 위치를 감지하고, 마운팅 블록(195)에 결합된 패턴플레이트(1955)의 위치를 감지할 수 있다. 제어 유닛은 포토 센서부로부터 획득된 정보를 통해, 패턴 무빙부(190) 또는 패턴플레이트(1955)와 포토 센서(170)와의 이격 거리 및 회전각값을 산출할 수 있다.
다른 예를 들면, 스캐닝 위치 감지부가 홀 센서부일 경우, 홀 센서부는 캘리브레이션 툴 본체(110)에 고정된 홀 센서(미도시)와, 패턴플레이트(1955)와 연동하여 회전 및 직선 이동되는 검출 마그네트(미도시)를 포함할 수 있다.
검출 마그네트는, 자성을 통해 홀 센서와 상호 작용하는 구성일 수 있다. 검출 마그네트는 후술하는 패턴 무빙부(190)의 구성 중 마운팅 블록(195) 또는 무빙 블록(196)의 선단 테두리 부위에 구비되어, 마운팅 블록(195) 및 무빙 블록(196)이 축 회전 및/또는 축 방향 직선 이동하는 경우, 연동되어 함께 이동할 수 있다. 검출 마그네트가 이동하다가 홀 센서에 의해 감지되는 경우, 홀 센서는 검출 마그네트의 위치를 감지하고, 마운팅 블록(195)에 결합된 패턴플레이트(1955)의 위치를 감지할 수 있다. 제어 유닛은 홀 센서부로부터 획득된 정보를 통해 패턴 무빙부(190) 또는 패턴플레이트(1955)와 홀 센서와의 이격 거리 및 회전각값을 상대 측정하도록 하는 구성일 수 있다.
조도 센서(169)를 통해 캘리브레이션 툴 본체(110)에 스캐너 본체(200)가 삽입 안착된 후 스캐너 본체(200)의 작동을 감지한 경우, 스캐닝 위치 감지부는 감지한 패턴 무빙부(190)의 위치(보다 상세하게는, 패턴플레이트(1955)의 현재 위치 및 회전각 상태)를 확인하여, 캘리브레이션 초기 위치에 있지 않은 경우 초기 위치로 복원시키는 기준값을 제시할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에는 패턴 무빙부(190)가 수평 방향으로 무빙되도록 구비될 수 있다. 이하에서 '수평 방향'이라 함은, 캘리브레이션 툴 본체(110)가 거치되는 테이블의 상면에 대하여 평행한 방향을 의미하는 것으로 정의하고, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 길이 방향 및 스캐너 본체(200)의 길이 방향을 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
패턴 무빙부(190)는, 패턴플레이트(1955)가 스캐너 본체(200)의 일단이 삽입 안착된 수평 방향(즉, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 길이방향)을 축으로 하는 축 회전 및 축 방향 왕복 이동이 가능하도록 구비됨으로써, 자동으로 패턴플레이트(1955)를 무빙시켜 캘리브레이션 수행이 가능하도록 하는 역할을 수행한다. 여기서, 패턴 무빙부(190)는, 패턴플레이트(1955)를 동시에 축 회전 이동 및 축 방향 이동시키고, 패턴플레이트(1955)가 이동하는 동안, 패턴플레이트(1955)와 스캐너 본체(200)로부터 패턴플레이트(1955)로 조사되는 출력광의 광축 사이의 각도가 유지될 수 있다.
패턴 무빙부(190)는, 상술한 메인 인쇄회로기판(150)을 매개로 하여 공급되는 외부 전원 또는 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에 충전형 배터리와 같은 형태로 마련된 내부 전원에 의하여 전기적으로 작동될 수 있다. 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에 내부 전원이 충전형 배터리로 구비된 경우, 충전형 배터리는 유선 또는 무선 방식으로 전원이 충전될 수 있다.
패턴플레이트(1955)는 캘리브레이션을 위한 소정의 패턴이 인쇄 또는 구비된 것으로서, 패턴 무빙부(190)의 회동 또는 직선 이동과 연동하여 이동되면서 캘리브레이션을 수행하도록 구비된 것이다. 패턴플레이트(1955)는 스캐너 본체(200)의 길이방향을 기준으로 소정 각도범위 내에서 틸팅가능하게 형성될 수 있다.
이와 같은 패턴플레이트(1955)는 후술하는 마운팅 블록(195)의 전면에 경사지게 배치될 수 있다. 이를 위해, 마운팅 블록(195)의 전면은 소정의 경사 각도를 가지도록 경사지게 형성될 수 있다.
여기서, 패턴플레이트(1955)의 경사 각도는 수평 방향(스캐너 본체(200)의 길이 방향)을 기준으로 40도 이상 50도 미만이 되도록 설정될 수 있다. 이는, 패턴플레이트(1955)가 상기 수평 방향을 기준으로 직교(즉, 90도)로 구비된 경우 패턴플레이트(1955)에 형성된 각 패턴(255)들이 동일한 면에 대한 동일한 깊이 정보(또는 높이 정보)를 가지는 단점이 있는 바, 본 발명의 일 실시예에서는, 패턴플레이트(1955)를 수평 방향에 대하여 소정 각도로 경사 배치함으로써 캘리브레이션 효과를 증대시키도록 설계된 것이다.
패턴 무빙부(190)는 전기적으로 작동될 수 있고 회전축이 구비된 구동 모터(191)와, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부에 고정되고 일측 및 타측으로 개구된 무빙 가이드홀이 형성된 고정 블록(193)과, 패턴플레이트(1955)가 결합되고 고정 블록(193) 내의 무빙 가이드홀에 배치된 마운팅 블록(195)을 포함할 수 있다.
구동 모터(191)는, 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부 공간 중 스캐너 삽입구(111)가 형성된 일단부와 반대 방향의 타단부 측에 인접되게 고정되고, 회전축이 광축과 평행하거나 일치하도록 구비될 수 있다. 따라서, 구동 모터(191)의 구동에 의하여 이동되는 패턴플레이트(1955)의 축 방향은, 스캐너 본체(200)로부터 패턴플레이트(1955)로 조사되는 광의 광축과 일치하거나 평행하는 것으로 해석될 수 있음은 당연하다. 이와 같은 구동 모터(191)는, 외부 전원 또는 내부 전원을 이용하여 전기적으로 구동될 수 있다.
아울러, 패턴 무빙부(190)는 구동 모터(191)와 마운팅 블록(195) 사이에 배치되어 구동 모터(191)의 회전력을 마운팅 블록(195)에 전달하는 전달 블록(194)을 포함할 수 있다.
여기서, 전달 블록(194)은, 구동 모터(191)의 회전축(1911)으로부터 전달되는 회전력을 마운팅 블록(195)에 전달함으로써, 마운팅 블록(195)이 고정 블록(193)의 무빙 가이드홀(193) 내에서 회전되도록 구성됨으로써, 경사지게 형성된 마운팅 블록(195)의 수용단의 경사면에 경사지게 배치된 패턴플레이트(1955)를 회전시킬 수 있다.
전달 블록(194)은 구동 모터(191)의 회전축에 축 결합되는 결합단과, 결합단의 선단에 구비되고, 마운팅 블록(195)에 형성된 회동 간섭홀(1951) 내부로 삽입되어 회동 간섭을 일으키는 회동 날개단(1945)을 포함할 수 있다.
여기서, 회동 날개단(1945)은 결합단이 원형의 수직 단면을 가지도록 형성된 것으로 전제할 경우, 결합단의 외주면보다 더 일측 및/또는 타측으로 연장된 날개 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 회동 날개단(1945)에 의하여 전달 블록(194)이 회전될 때, 마운팅 블록(195)과 간섭되어, 마운팅 블록(195)을 구동 모터(191)의 회전축과 연동하여 회전시킬 수 있다.
마운팅 블록(195)에 형성된 회동 간섭홀(1951) 및 전달 블록(194)의 회동 날개단(1945)은 상호 대응되는 수직 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 아울러, 마운팅 블록(195)에 형성된 회동 간섭홀(1951)은, 회동 날개단(1945)의 회전 방향으로는 간섭되고, 회동 날개단(1945)의 수평 방향으로는 간섭되지 않는 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 회동 간섭홀(1951)이 회동 날개단(1945)과 상호 대응되는 수직 단면을 가지도록 형성됨과 아울러 수평 방향(즉, 축 방향)으로는 상호 간섭되지 않는 구조를 가지는 바, 후술하는 무빙 블록(196)에 의하여 마운팅 블록(195)이 축 방향 왕복 이동될 수 있다.
또한, 회동 간섭홀(1951)은, 회동 날개단(1945)의 선단으로부터 수평 방향으로 형성된 깊이가 적어도 마운팅 블록(195)이 수평 방향으로 이동 가능한 거리보다 더 크거나 같도록 형성됨이 바람직하다. 이는, 회동 간섭홀(1951)의 수평 방향으로의 깊이가 적어도 패턴플레이트(1955)가 이동 가능한 거리보다 더 크게 형성됨으로써, 마운팅 블록(195)과 전달 블록(194)의 간섭에 의하여 이동 거리가 제한되는 것을 방지하기 위함이다.
여기서, 구동 모터(191)는 캘리브레이션 툴 본체(110)의 내부면에 지지되도록 구비된 센터 블록(192)을 매개로 그 회전축(1911)이 안정적으로 지지되고, 전달 블록(194)이 구동 모터(191)의 회전축(1911)의 선단에 축 고정될 수 있다. 구동 모터(191)의 회전축(1911)은, 센터 블록(192)의 관통홀(1921) 내부에 개재된 회전 베어링(1925)에 의하여 축 회전 지지될 수 있다.
한편, 패턴 무빙부(190)는 마운팅 블록(195)과 연동되도록 구비되고, 고정 블록(193)과의 간섭에 의하여 마운팅 블록(195)을 수평 방향으로 직선 이동시키는 무빙 블록(196)을 더 포함할 수 있다.
무빙 블록(196)은 패턴플레이트(1955)가 결합된 마운팅 블록(1950)과 연동하여 회전되면서 패턴플레이트(1955)를 수평 방향(축 방향)으로 왕복 이동시키도록 하는 역할을 수행한다.
이를 위해, 무빙 블록(196)은, 무빙 가이드홀의 내부에서 회전 및 직선 이동하고, 무빙 블록(196)의 외주면에는 고정 블록(193)의 무빙 가이드홀의 내부로 돌출된 가이드 부재의 선단이 치합되는 회전 가이드홈이 형성될 수 있다.
여기서, 회전 가이드홈은, 무빙 블록(196)의 외주면에 형성되되, 무빙 블록(196)이 적어도 3회전 이상 이루어지도록 소정의 피치 간격을 가지는 나선 형태로 홈 가공될 수 있다.
가이드 부재는, 고정 블록(193)의 무빙 가이드홀의 중심을 기준으로 180도 간격으로 이격되게 한 쌍이 구비될 수 있으나, 개수와 간격은 이에 한정되지 않는다. 가이드 부재의 일단부는 나선 형태로 구비된 회전 가이드홈으로 삽입될 수 있다.
마운팅 블록(195)은 무빙 블록(196)과 연동 회전 및 수평 방향으로 왕복 직선 이동되도록 구비됨과 아울러, 고정 블록(193)에 고정된 가이드 부재가 회전되는 무빙 블록(196)의 외주면에 형성된 회전 가이드홈에 치합되도록 구비되는 바, 무빙 블록(196)의 회전량에 따라 패턴플레이트(1955)의 직선 이동 거리가 결정될 수 있다.
그러나, 반드시 가이드 부재가 고정 블록(193)의 내부로 돌출 구비되고, 회전 가이드홈이 무빙 블록(196)의 외주면에 구비되어야 하는 것은 아니다. 즉, 상술한 바와 같이, 무빙 블록(196)의 회전량에 따라 패턴플레이트(1955)의 수평 방향에 대한 직선 이동이 가능한 구조라면 그 반대의 구조 채용도 가능하다.
보다 상세하게는, 도면에 도시되지 않았으나, 무빙 가이드홀의 내주면에 가이드 부재가 치합되는 회전 가이드홈이 형성되고, 무빙 블록(196)의 외주면에 가이드 부재가 구비될 수 있다.
한편, 가이드 부재는, 일부가 회전 가이드홈의 내부로 삽입되는 가이드 볼트일 수 있다. 그러나, 반드시 가이드 부재가 가이드 볼트로 구비되어야 하는 것은 아니고, 가이드 부재는 베어링 볼이 내설된 볼 플런저일 수 있다. 가이드 부재가 볼 플런저로 구비된 경우에는 무빙 블록(196)의 회전에 따른 마찰력을 최소화할 수 있는 이점을 가진다.
한편, 전술한 내용과 상이하게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캘리브레이션 툴(102)은 구동 모터를 구비하지 않을 수 있으며, 스캐너 본체(200)를 연결 및 고정시키는 고정 케이스와, 상기 고정 케이스에 대하여 회동 가능하게 구비되는 회동 케이스, 그리고 상기 회동 케이스의 내부에 구비되고 회동 케이스의 회동력을 전달하여 패턴플레이트(1955)를 회동 및/또는 직선 왕복 이동시키는 이동 수단을 포함할 수 있다. 즉, 캘리브레이션 툴(102)은 매뉴얼 캘리브레이션 툴일 수 있다. 예시적으로, 사용자는 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴 중 회동 케이스를 조작하여 상기 패턴플레이트(1955)를 회동 및/또는 직선 왕복시킬 수 있다. 다른 예시로, 패턴플레이트(1955)를 회동 및/또는 직선 왕복시키는 이동 수단은 다이얼 레버의 형태로 구비될 수 있으며, 사용자는 상기 다이얼 레버를 일방향으로 회전시켜 상기 패턴플레이트(1955)를 회동 및/또는 직선 왕복시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 스캐너 본체(200)의 세부 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 스캐너 본체(200)의 개략적인 구성도이다.
도 2, 도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 일 구성인 스캐너 본체(200)는 스캐너측 프로세서(210)를 포함할 수 있다.
스캐너측 프로세서(210)는 적어도 하나의 제어를 수행하여, 상기 스캐너측 프로세서(210)가 목적하는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 스캐너측 프로세서(210)는 대상체에 대한 촬영(또는, 스캔) 동작, 대상체에 대한 이미지의 획득 동작, 및/또는 획득된 이미지에 대응되는 데이터(예를 들면, 이미지 데이터)의 전송 동작 등을 제어할 수 있다. 또한, 스캐너측 프로세서(210)에서 소정 동작을 수행한다고 기재하고 있는 경우, 해당 기재는 스캐너측 프로세서(210)에서 적어도 하나의 제어를 실행하여 전술한 동작들을 직접 수행하는 경우뿐만 아니라, 전술한 동작들이 수행되도록 다른 구성 요소들을 제어하는 것을 의미할 수 있다.
보다 구체적으로, 스캐너측 프로세서(210)는 스캐너 본체(200)의 외부에서부터 입력되는 제어 신호 또는 데이터를 저장하거나, 스캐너 본체(200)에서 수행되는 다양한 작업에 대응되는 저장 영역으로 사용되는 RAM(미도시), 스캐너 본체(200)의 제어를 위한 제어 프로그램 및/또는 복수개의 제어 관련 정보가 저장된 ROM(미도시) 및 적어도 하나의 제어를 실행하는 적어도 하나의 프로세서 (Processor)(미도시)(이하, '내부 프로세서'로 지칭함)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스캐너측 프로세서(210)는 내부적으로 적어도 하나의 내부 프로세서 및 내부 프로세서에서 처리 또는 이용될 프로그램, 인스트럭션, 신호, 및 데이터 중 적어도 하나 저장하기 위한 메모리 소자(예를 들어, RAM, ROM 등)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
또한, 스캐너측 프로세서(210)는 비디오에 대응되는 그래픽 처리를 위한 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit, 미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 코어(core, 미도시)와 GPU(미도시)를 통합한 SoC(System On Chip)로 구현될 수 있다. 또한, 스캐너측 프로세서(210)는 싱글 코어 이상의 멀티 코어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐너측 프로세서(210)는 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어, 헥사 코어, 옥타 코어, 데카 코어, 도데카 코어, 헥사 다시 벌 코어 등을 포함할 수 있다.
또한, 스캐너측 프로세서(210)는 설계 가능 논리 소자 및 프로그래밍이 가능한 내부 회로가 포함된 반도체 소자인 FPGA(A Field-Programmable Gate Array)를 포함할 수 있으며, 상기 FPGA를 이용해서 고속의 이미지 처리를 구현할 수 있다.
보다 상세하게는, 스캐너측 프로세서(210)는 상기 적어도 하나의 카메라(232)에서 획득된 적어도 하나의 이미지에 대응되는 이미지 데이터를 획득하고, 유무선 통신을 수행하는 스캐너측 통신부(240)을 통하여 상기 적어도 하나의 이미지의 획득 동작 및 전송 동작 중 적어도 하나와 관련된 제어 신호가 외부 전자 기기와 송수신되도록 제어하거나, 상기 이미지 데이터가 외부 전자 기기로 전송되도록 제어한다.
한편, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)는 제어 유닛을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 스캐너 본체(200)에 결합되는 툴(100)에 대응하여 스캐너 본체(200)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 유닛은 스캐너 본체(200)에 내장된 스캐너측 프로세서(210)를 의미할 수도 있고, 전술한 외부 전자 기기(예를 들면, 도 1의 도면부호 500)의 프로세서를 의미할 수도 있다.
또한, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1) 중 스캐너 본체(200)는 착탈 감지 센서(220)를 포함할 수 있다. 착탈 감지 센서(220)는 스캐너 본체(200)의 적어도 일부분에 형성되어 툴(100)의 착탈을 식별할 수 있다. 예시적으로, 착탈 감지 센서(220)는 툴의 착탈 여부를 식별하기 위해, 스캐너 본체(200)의 일단에 형성된 착탈면(202)의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 예시적으로, 착탈 감지 센서(220)는 툴(100)이 스캐너 본체(200)에 착탈(장착 또는 탈거)된 것을 식별하기 위한 근접 센서일 수 있으나 반드시 명시된 예시에 한정되는 것은 아니다. 착탈 감지 센서(220)에 의해 후술하는 광학부(230)가 동작하여 툴(100)의 종류를 식별하는 과정과, 착탈 감지 센서(220)에 의해 획득되는 정보를 기초로 툴(100)의 종류를 식별하는 과정에 대해서는 후술한다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)의 스캐너 본체(200)는 광학부(230)를 포함할 수 있으며, 상기 광학부(230)는 대상체를 지향하여 소정 광을 조사하는 프로젝터(231)와, 이미지 데이터를 획득하는 카메라(232)를 포함할 수 있다.
프로젝터(231)는 대상체에 소정 출력광 및/또는 패턴을 조사하여 상기 카메라(232)가 상기 대상체를 표현하는 이미지 데이터의 색상 및 형상을 획득할 수 있도록 한다. 프로젝터(231)는 광원(2311)을 포함하며, 상기 광원(2311)은 이미지 데이터의 색상 및 형상을 획득하기 위해 동작할 수 있다. 예시적으로, 광원(2311)은 적색 광원, 녹색 광원, 및 청색 광원을 포함할 수 있으며, 상기 광원들을 동시에, 또는 순차적으로 조사함으로써 제1 색상 이미지, 제2 색상 이미지, 제3 색상 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 데이터의 색상은 상기 색상 이미지들의 조합에 의해 획득될 수 있다. 다만, 광원(2311)은 나열된 예시에 한정되지 않으며, 알려진 다양한 색상 획득 방식에 부합하는 광원일 수 있다.
광원(2311)은 특정 패턴과 함께 대상체에 조사될 수 있으며, 상기 특정 패턴과 함께 대상체에 조사되는 광은 구조광(structured light)일 수 있다. 카메라 모듈(132)은 구조광이 조사된 대상체의 이미지를 획득함으로써, 이미지 데이터의 형상(즉, 대상체의 3차원 형상)을 획득할 수 있다.
상기 패턴은 프로젝터(231)의 패턴 생성부(2312)에 의해 생성될 수 있다. 상기 광원(2311)에 의해 생성된 광은 패턴 생성부(2312)를 통과할 수 있으며, 패턴 생성부(2312)를 통과한 광은 상기 패턴 생성부(2312)에 의해 생성된 패턴의 형상에 대응되는 출력광으로 변환될 수 있다. 예시적으로, 패턴 생성부(2312)는 패턴 마스크 및 DMD(Digital micromirror device) 중 적어도 하나일 수 있으나, 반드시 나열된 예시에 한정되는 것은 아니다.
스캐너 본체(200)는 이미지 데이터 및/또는 제어 신호를 송수신하기 위한 스캐너측 통신부(240)를 포함할 수 있다. 스캐너측 통신부(240)는 복수개의 통신 채널을 통하여 외부 전자 기기(예를 들어, 도 1의 500)와 무선 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 통신 채널은 소정의 주파수 대역을 통하여 무선 신호를 송수신하는 통신 네트워크를 의미할 수 있다. 구체적으로, 통신 채널은 소정의 무선 통신 규격에 따라서 정의되는 주파수 대역의 무선 신호를 송수신하는 통신 네트워크가 될 수 있다. 여기서, 무선 통신 규격은 와이기그(WiGig: Wireless Gigabit), 블루투스, 와이파이, BLE(Bluetooth Low Energy), NFC/RFID, 와이파이 다이렉트(Wifi Direct), UWB, 또는 ZIGBEE 등의 통신 규격 등이 될 수 있다. 또한, 소정 주파수 대역 또는 소정 통신 규격에 따르는 통신 네트워크를 통신 채널이라 칭할 수도 있다.
스캐너 본체(200)는 스캐너측 저장부(250)를 더 포함할 수 있다. 스캐너측 저장부(250)는 스캐너 본체(200)의 정보(스캐너의 시리얼 번호 등), 스캐너의 제어와 관련된 정보를 저장할 수 있다. 경우에 따라, 스캐너측 저장부(250)는 카메라(232)의 동작에 의해 생성된 이미지 데이터를 저장할 수도 있다. 스캐너측 저장부(250)로 ROM, RAM, SSD, HDD, 플래시 메모리와 같은 알려진 기록 장치들 중 적어도 하나가 사용될 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 툴(100)의 착탈이 감지됨에 따라 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 수행되는 과정에 대해 설명한다.
도 10(a)는 스캐너 본체(200) 일단에 스캐닝 툴(101)이 장착되었을 때 획득된 이미지 데이터, 도 10(b)는 스캐너 본체(200) 일단에 캘리브레이션 툴(102)이 장착되었을 때 획득된 이미지 데이터의 일 예시이다.
도 3, 도 8, 도 9, 도 10(a), 및 도 10(b)를 참조하면, 툴(100)이 스캐너 본체(200)의 일단에 장착 또는 탈거(착탈)되면, 착탈 감지 센서(220)는 상기 툴(100)의 착탈을 감지할 수 있다. 이 때, 착탈 감지 센서(220)는 툴(100)이 스캐너 본체(200)의 일단에 장착되었을 때 툴(100)의 내면과 착탈 감지 센서(220) 사이의 간격(d)을 측정 및 획득할 수 있다. 상기 간격(d)이 소정 착탈 임계값 이하인 경우, 툴(100)이 스캐너 본체(200)의 일단에 결합된 것으로 판단될 수 있다. 예시적으로, 상기 착탈 임계값은 약 5mm일 수 있다.
착탈 감지 센서(220)에 의해 툴(100)의 착탈이 감지되면, 제어 유닛은 프로젝터(231)를 제어할 수 있고, 상기 프로젝터(231)는 출력광을 툴(100) 측을 향하여 조사할 수 있다. 이 때, 상기 출력광은 전술한 패턴 생성부(2312)가 적용되지 않은 상태에서의 광일 수 있다. 스캐너 본체(200)에 결합된 툴(100)의 종류에 따라, 프로젝터(231)로부터 조사된 출력광은 대상체(O)의 표면 및/또는 패턴플레이트(1955)의 표면에 도달할 수 있다. 스캐너 본체(200)에 결합된 툴(100)이 스캐닝 툴(101)인 경우, 프로젝터(231)로부터 조사된 출력광은 대상체(O)의 표면에 도달하고, 상기 대상체(O)의 표면으로부터 반사된 반사광은 광경로 변경부재(1103)에 의해 카메라(2321)로 수용될 수 있다. 수용된 광은 이미지 데이터로 변환되고 분석될 수 있다. 특히, 상기 제어 유닛은 착탈 감지 센서(220)에 의해 툴(100)의 장착이 식별되면, 프로젝터(231)가 출력광을 툴(100) 측을 향하여 조사하도록 제어할 수 있다. 출력광은 툴(100)의 내부를 조명할 수 있고, 출력광에 의해 카메라(232)는 툴(100)의 내부의 명확한 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 스캐너 본체(200)에 툴(100)이 장착됨에 따라 프로젝터(231)의 출력광이 조사됨으로써, 제어 유닛은 카메라(232)에 의해 획득되는 이미지 데이터를 기초로 툴(100)의 종류가 스캐닝 툴(101)인지 캘리브레이션 툴(102)인지 구별 및 판단할 수 있다. 예시적으로, 제어 유닛은 카메라(232)에 의해 획득되는 이미지 데이터가 캘리브레이션 툴(102)에 내장된 패턴플레이트(1955)의 형상을 표현하는 것으로 판단하면, 스캐너 본체(200)에 장착된 툴(100)이 캘리브레이션 툴(102)인 것으로 구별 및 판단할 수 있다.
다른 예시로, 제어 유닛은 카메라(232)에 의해 획득되는 이미지 데이터가 패턴플레이트(1955)의 형상을 표현하지 않는 것으로 판단하면, 스캐너 본체(200)에 장착된 툴(100)이 캘리브레이션 툴(102)이 아닌 다른 툴(예를 들면, 전술한 스캐닝 툴(101), 및 스캐너 본체(200)의 구성요소들을 보호하기 위한 프로텍션 툴(미도시) 등)인 것으로 구별 및 판단할 수 있다. 즉, 제어 유닛은 패턴플레이트(1955)의 형상을 감지(또는 판단)함으로써 캘리브레이션 툴(102)을 다른 툴(100)들과 구별할 수 있다.
또한, 제어 유닛은 카메라(232)에 의해 획득되는 이미지 데이터를 기초로 툴(100)의 종류가 오토 캘리브레이션 툴인지 매뉴얼 캘리브레이션 툴인지 구별 및 판단할 수 있다.
제어 유닛은 카메라(232)가 획득한 이미지 데이터를 기초로 스캐너 본체(200)에 장착된 툴(100)의 종류를 판단하고, 특히 제어 유닛이 툴(100)을 캘리브레이션 툴(102)로 판단한 경우 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
도 10(a)에 도시된 바에 따르면, 스캐닝 툴(101)을 장착한 스캐너 본체(200)가 획득한 이미지 데이터가 디스플레이 유닛(510)에 도시된다. 스캐닝 툴(101)을 장착한 스캐너 본체(200)가 획득한 이미지 데이터는 대상체 이미지(O)를 나타낼 수 있다.
한편, 도 10(b)에 도시된 바에 따르면, 캘리브레이션 툴(102)을 장착한 스캐너 본체(200)가 획득한 이미지 데이터는 패턴플레이트(1955)를 나타낼 수 있다. 제어 유닛은 상기 패턴플레이트(1955)의 형상을 기초로 스캐너 본체(200)의 일단에 장착된 툴(100)이 스캐닝 툴(101)인지 캘리브레이션 툴(102)인지 구별하여 감지할 수 있다.
예시적으로, 제어 유닛은 이미지 데이터의 형상이 캘리브레이션 툴(102)의 패턴플레이트(1955)를 표현하는 것으로 판단한 경우, 스캐너 본체(200)의 착탈면(202)에 결합된 툴(100)의 종류를 캘리브레이션 툴(102)로 판단하고 캘리브레이션 동작을 자동으로 수행할 수 있다. 또한, 툴(100)의 종류를 캘리브레이션 툴(102)로 판단한 경우, 제어 유닛은 디스플레이 유닛(510) 상의 캘리브레이션 어플리케이션을 자동으로 실행하여 캘리브레이션을 실행할 수 있다. 또한, 툴(100)의 종류를 캘리브레이션 툴(102)로 판단한 경우, 디스플레이 상의 캘리브레이션 어플리케이션을 자동으로 실행하여 사용자에게 캘리브레이션 수행을 위한 안내 메시지를 제공할 수 있다.
다른 예시로, 제어 유닛은 이미지 데이터의 형상이 패턴플레이트(1955)와 상이한 형상을 표현하는 것으로 판단한 경우, 스캐너 본체(200)의 착탈면(202)에 결합된 툴(100)의 종류를 스캐닝 툴(101)로 판단하고, 광학부(230)의 동작에 의해 대상체(O)의 2차원 이미지 데이터 및 3차원 모델을 획득하기 위한 준비 동작(standby operation) 또는 스캔 동작(scanning operation)을 수행할 수 있다.
이하에서는, 제어 유닛이 패턴플레이트(1955)를 포함하는 캘리브레이션 툴(102)을 스캐닝 툴(101)로부터 구별하는 방식에 대해 설명한다.
도 11은 캘리브레이션 툴(102)의 패턴플레이트(1955)에 형성된 식별 타깃(612)들, 및 상기 식별 타깃(612)들에 의해 형성된 표식(sign, 700)의 일 예시, 및 도 12는 캘리브레이션 툴(102)을 사용하여 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 수행되는 과정을 설명하기 위한 일 도면이다. 한편, 도 11은 설명상 편의를 위해 캘리브레이션 타깃(611)들의 표현을 생략하였다.
도 10(b) 및 도 11을 참조하면, 패턴플레이트(1955)는 복수의 타깃들(targets, 610)을 포함할 수 있다. 복수의 타깃들은 기설정된 규칙에 따라 배열되어 있으며, 상기 복수의 타깃들 중 적어도 일부는 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션을 위해 사용될 수 있고, 상기 복수의 타깃들 중 나머지 일부는 제어 유닛이 스캐너 본체(200)의 일단에 장착된 툴(100)의 종류를 감지하기 위해 사용될 수 있다.
예시적으로, 복수의 타깃(610)들은 적어도 하나의 캘리브레이션 타깃(611)과 복수의 식별 타깃(612)을 포함할 수 있다. 캘리브레이션 타깃(611)은 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션을 위해 사용될 수 있으며, 캘리브레이션 타깃(611)은 일정한 어레이(array)의 형태로 배열될 수 있다. 캘리브레이션 타깃(611)을 통해 스캐너 본체(200)의 설정이 조정되며, 스캐너 본체(200)는 대상체의 정밀한 3차원 모델을 획득할 수 있도록 유지될 수 있다.
또한, 식별 타깃(612)은 캘리브레이션 타깃(611)들 사이에 형성될 수 있으며, 식별 타깃(612)들은 복수개 배치될 수 있다. 식별 타깃(612)들은 캘리브레이션 타깃(611)과 이격 형성되고 캘리브레이션 타깃(611)과 상이한 형상을 가질 수 있다. 예시적으로, 식별 타깃(612)들 각각은 캘리브레이션 타깃(611)보다 큰 직경을 가지는 원 형상일 수 있다. 다만, 식별 타깃(612)들의 형상은 설명된 예시에 한정되지 않으며, 식별 타깃(612)들 각각의 형상은 캘리브레이션 타깃(611)과 구별되는 상이한 도형일 수도 있다. 상기 식별 타깃(612)이 표현된 이미지 데이터를 통해, 제어 유닛은 스캐너 본체(200)의 일단에 장착된 툴(100)의 종류를 구별할 수 있다.
또한, 복수의 식별 타깃(612)들 중 적어도 일부는 소정 표식(sign, 700)을 형성할 수 있다. 도 11에 예시적으로 도시된 바에 따르면, 소정 표식(700)은 인접하여 형성된 식별 타깃(612)들 중 적어도 일부를 연결하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 3개의 식별 타깃(612)들을 연결하여 일정한 형상의 표식(700)이 형성될 수 있다. 예시적으로, 상기 표식(700)은 ‘L’ 글자 형태를 가질 수 있다.
또한, 예시적으로, 패턴플레이트(1955) 상에서 상기 표식(700)은 제1 표식(701), 제2 표식(702), 제3 표식(703), 제4 표식(704), 및 제5 표식(705)을 포함할 수 있으며, 표식들(701, 702, 703, 704, 705) 각각은 제1 길이(h1, h2, h3, h4, h5)와 제2 길이(v1, v2, v3, v4, v5)를 가질 수 있다. 이 때, 제1 길이는 인접하는 식별 타깃(612)들 간의 수평길이, 제2 길이는 인접하는 식별 타깃(612)들 간의 수직길이를 의미할 수 있다. 이 때, 제1 길이 및 제2 길이는 식별 타깃(612)들 각각의 중심을 기준으로 획득될 수 있으나, 반드시 제시된 기준에 한정되는 것은 아니다.
제어 유닛은 카메라의 동작에 의해 획득된 이미지 데이터에서 캘리브레이션 타깃(611)을 감지하거나, 식별 타깃(612)을 감지하거나, 식별 타깃(612)들에 의해 형성된 표식(700)을 감지하거나, 상기 표식(700)의 제1 길이 및/또는 제2 길이를 감지함으로써 스캐너 본체(200)에 장착된 툴(100)이 패턴플레이트(1955)를 포함하는 캘리브레이션 툴(102)인지 판단할 수 있다. 이와 같이 이미지 데이터에서 캘리브레이션 타깃(611), 식별 타깃(612), 표식(700), 및 표식(700)의 치수 중 적어도 하나를 통해 툴(100)의 종류를 감지함으로써, 제어 유닛의 신속하고 정확한 툴(100)의 구별 및 판단이 가능하며, 이에 따른 간편한 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 가능한 이점이 있다.
도 12를 참조하면, 캘리브레이션 어플리케이션 화면(511)이 디스플레이 유닛(예를 들면, 도 1의 도면부호 500) 상에 표시될 수 있다. 즉, 제어 유닛은 스캐너 본체(200)에 결합된 툴(100)을 캘리브레이션 툴(102)로 판단한 경우 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
경우에 따라, 제어 유닛은 스캐너 본체(200)에 결합된 툴(100)을 캘리브레이션 툴(102)로 판단한 경우, 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행시킬 수 있다. 즉, 제어 유닛은 툴(100)을 캘리브레이션 툴(102)로 판단한 경우, 캘리브레이션 어플리케이션을 실행하여 디스플레이 유닛(510) 상에 시각적으로 표시할 수 있으며, 캘리브레이션 어플리케이션에 내장된 캘리브레이션 기능에 따라 스캐너 본체(200)를 캘리브레이션할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 별도의 어플리케이션 실행 과정을 생략하고 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 자동 수행되어 사용자의 불편함이 최소화되는 이점이 있다.
이하에서는, 착탈 감지 센서(220)에 의해 스캐너 본체(200)의 일단에 장착된 툴(100)의 종류를 식별 및 판단하는 실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 개시된 실시예에서, 툴(100)의 종류에 따라 착탈 감지 센서와 툴(100) 간의 간격(d)이 상이할 수 있다. 예시적으로, 스캐닝 툴(101)은 착탈 감지 센서 측을 향하여 내측으로 돌출 형성되는 돌기(미도시) 구조를 가질 수 있다.
이 때, 제어 유닛은 툴(100)이 스캐너 본체(200)에 장착되었을 때 착탈 감지 센서(220)와 툴(100) 간의 간격(d)을 기초로 툴(100)의 종류를 판단할 수 있다. 예시적으로, 상기 간격(d)이 제1 간격 임계값 이하이면 제어 유닛은 상기 툴(100)을 스캐닝 툴(101)로 판단할 수 있고, 상기 간격(d)이 제2 간격 임계값 이하이면 제어 유닛은 상기 툴(100)을 캘리브레이션 툴(102)로 판단할 수 있다. 제1 간격 임계값은 제2 간격 임계값보다 작게 설정될 수 있다. 상기 툴(100)이 캘리브레이션 툴(102)로 판단된 경우, 제어 유닛은 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다. 이와 같이, 착탈 감지 센서(220)의 측정에 의해 획득되는 간격(d)을 기초로 툴(100)의 종류를 구별함으로써, 신속한 툴(100)의 구별 및 캘리브레이션 툴(102)이 스캐너 본체(200)에의 장착시 신속한 캘리브레이션이 가능한 이점이 있다.
한편, 본 발명의 개시된 실시예에 따르면, 바코드, QR코드와 같은 식별체가 툴(100)에 마킹될 수 있으며, 제어 유닛은 카메라(232) 또는 별도의 인식 유닛(미도시)에 의해 툴(100)에 마킹된 식별체를 인식함으로써 툴(100)의 종류를 식별 및 판단할 수도 있다.
이하에서는, 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 감지하는 과정에 대해 설명한다.
도 13(a)는 오토 캘리브레이션 툴을 설명하기 위한 일 예시, 도 13(b)는 상기 오토 캘리브레이션 툴의 일 표식(700)을 형성하는 식별 타깃(612)들의 3차원 정보를 설명하기 위한 일 예시이다. 또한, 도 14(a)는 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 설명하기 위한 일 예시, 도 14(b)는 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 일 표식(700)을 형성하는 식별 타깃(612)들의 3차원 정보를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 13(a) 및 도 13(b)을 참조하면, 캘리브레이션 툴(102)은 오토 캘리브레이션 툴을 포함할 수 있다. 오토 캘리브레이션 툴에 적용되는 마운틴 블록(195, 195a)과 패턴플레이트(1955, 1955a)는 제1 회전방향으로 틸팅 형성될 수 있다. 예시적으로, 오토 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트(1955, 1955a)는 캘리브레이션 툴(102)의 축방향이 z인 좌표공간 상에서 y축을 기준으로 시계방향으로 θ1만큼 틸팅 형성될 수 있다. 패턴플레이트(1955, 1955a)가 θ1만큼 틸팅 형성됨으로써, 스캐너 본체(200)에 내장된 카메라(2321)가 획득하는 이미지 데이터 또한 틸팅되어 획득될 수 있다. 이 때, 패턴플레이트(1955, 1955a)에 형성된 표식(700)의 제1 길이 및 제2 길이 중 적어도 하나가 변화할 수 있다.
도 14(a) 및 도 14(b)를 참조하면, 캘리브레이션 툴(102)은 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 포함할 수 있다. 매뉴얼 캘리브레이션 툴에 적용되는 마운틴 블록(195, 195b)과 패턴플레이트(1955, 1955b)는 제2 회전방향으로 틸팅 형성될 수 있다. 이 때, 제2 회전방향은 제1 회전방향과 반대되는 회전방향일 수 있다. 예시적으로, 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트(1955, 1955b)는 캘리브레이션 툴(102)의 축방향이 z인 좌표공간 상에서 y축을 기준으로 반시계방향으로 θ2만큼 틸팅 형성될 수 있다. 패턴플레이트(1955, 1955b)가 θ2만큼 틸팅 형성됨으로써, 스캐너 본체(200)에 내장된 카메라(2321)가 획득하는 이미지 데이터 또한 틸팅되어 획득될 수 있다. 이 때, 패턴플레이트(1955, 1955b)에 형성된 표식(700)의 제1 길이 및 제2 길이 중 적어도 하나가 변화할 수 있다.
도 15는 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 사용하여 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 수행되는 과정을 설명하기 위한 일 도면이다. 보다 상세하게는, 도 15(a)는 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트가 제1 위치에 배치될 때 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 수행되는 과정을 설명하기 위한 것이고, 도 15(b)는 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트를 제2 위치로 배치시키기 위해 캘리브레이션 어플리케이션 화면(511)에 소정 안내가 표시되는 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 13(a) 내지 도 15를 참조하면, 제어 유닛은 패턴플레이트(1955)를 촬영하여 획득한 이미지 데이터를 기초로 캘리브레이션 툴(102)의 종류를 구별할 수 있다. 보다 상세하게는, 제어 유닛은 캘리브레이션 툴(102)에 포함된 패턴플레이트(1955)의 형상에 기초하여, 캘리브레이션 툴(102)의 종류를 매뉴얼 캘리브레이션 툴 및 오토 캘리브레이션 툴 중 어느 하나로 판단하고, 캘리브레이션 툴(102)의 종류에 대응되는 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.
예시적으로, 제어 유닛은 표식(700)의 제1 길이 및 제2 길이 중 적어도 하나를 기초로 캘리브레이션 툴(102)의 종류가 오토 캘리브레이션 툴인지 매뉴얼 캘리브레이션 툴인지 구별할 수 있다. 제어 유닛이 캘리브레이션 툴(102)의 종류를 구별하면, 제어 유닛은 스캐너 본체(200)에 상기 캘리브레이션 툴(102)의 종류에 부합하는 제어 신호를 인가할 수 있다. 예를 들면, 캘리브레이션 툴(102)이 오토 캘리브레이션 툴인 경우, 제어 유닛은 스캐너 본체(200) 및 오토 캘리브레이션 툴 중 적어도 하나를 제어하여 자동으로 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 다른 예를 들면, 캘리브레이션 툴(102)이 매뉴얼 캘리브레이션 툴인 경우, 제어 유닛은 사용자에게 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 조작을 유도하는 안내 메세지가 디스플레이 장치(510) 상의 어플리케이션 화면(511)에 표시되도록 제어할 수 있고, 사용자는 어플리케이션 화면(511)에 표시되는 안내 메세지에 따라 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 조작할 수 있다.
도 15(a)를 예시적으로 참조하면, 제어 유닛의 제어에 의해 캘리브레이션 어플리케이션 화면(511)에 캘리브레이션 툴(102)의 다이얼을 제1 위치에 위치시키라는 안내가 표시될 수 있다. 사용자가 캘리브레이션 툴(102)의 다이얼을 제1 위치에 위치시키면, 상기 제1 위치에서의 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션 과정이 수행된다. 이후, 도 15(b)를 예시적으로 참조하면, 제어 유닛의 제어에 의해 캘리브레이션 어플리케이션 화면(511)에 캘리브레이션 툴(102)의 다이얼을 제2 위치에 위치시키라는 안내가 표시될 수 있다. 사용자가 캘리브레이션 툴(102)의 다이얼을 제2 위치에 위치시켜 패턴플레이트를 이동 및/또는 회전시키면, 상기 제2 위치에서의 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션 과정이 수행된다. 매뉴얼 캘리브레이션 툴은 다이얼을 통해 패턴플레이트를 복수의 위치(또는 각도)로 이동 또는 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션이 수행될 수 있다.
이와 같이, 오토 캘리브레이션 툴 및 매뉴얼 캘리브레이션 툴 중 어느 하나가 장착되었을 때 각각의 툴에 부합하는 스캐너의 동작이 수행되므로, 사용자는 편리하고 신속하게 스캐너 본체(200)의 캘리브레이션을 수행할 수 있는 이점이 있다.
이하에서는, 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 구별하기 위한 다른 방식에 대해 설명한다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치(1)에서, 스캐너 본체(200)는 적어도 하나의 카메라(232)를 포함할 수 있으며, 상기 카메라(232)는 복수개 구비될 수 있다. 이 때, 복수의 카메라(232a, 232b)에 의해 이미지 데이터는 적어도 2개 획득될 수 있다. 복수의 카메라(232a, 232b)에 의해 획득된 이미지 데이터들을 기초로 깊이 정보가 획득되며, 즉 캘리브레이션 툴(102)의 적어도 일부의 3차원 정보가 획득될 수 있다. 예시적으로, 표식(700)을 형성하는 식별 타깃(612)들은 제1 식별 타깃(612a), 제2 식별 타깃(612b), 및 제3 식별 타깃(612c)을 포함하는 것으로 가정한다. 이 때, 패턴플레이트(1955)의 틸팅에 의해, 오토 캘리브레이션 툴에 배치된 제1 식별 타깃(612a)의 3차원 위치는 제2 식별 타깃(612b), 및 제3 식별 타깃(612c)에 비해 z축 양의 방향으로 소정 두께 돌출 형성된다. 다른 예시로, 패턴플레이트(1955)의 틸팅에 의해, 매뉴얼 캘리브레이션 툴에 배치된 제1 식별 타깃(612a)의 3차원 위치는 제2 식별 타깃(612b), 및 제3 식별 타깃(612c)에 비해 z축 음의 방향으로 소정 두께 함몰 형성된다.
따라서, 사용자는 식별 타깃(612)들의 3차원 위치의 선후관계를 기초로 캘리브레이션 툴(102)의 종류를 구별할 수 있고, 제어 유닛은 캘리브레이션 툴(102)의 종류에 부합하는 제어 신호를 인가할 수 있다.
전술한 내용은 오토 캘리브레이션 패턴플레이트(1955, 1955a)가 y축을 기준으로 시계방향으로 틸팅 형성되고 매뉴얼 캘리브레이션 패턴플레이트(1955, 1955b)가 y축을 기준으로 반시계방향으로 틸팅 형성되는 것으로 설명하였다. 그러나, 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 틸팅 방향은 전술한 내용에 한정되지 않으며, 오토 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트(1955, 1955a)가 y축을 기준으로 반시계방향으로 틸팅 형성되고 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트(1955, 1955b)가 y축을 기준으로 시계방향으로 틸팅 형성되는 것 또한 가능하다.
또한, 제어 유닛이 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 구별하는 방식은 전술한 내용에 한정되지 않는다. 예시적으로, 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴이 패턴플레이트(1955) 상에 상이한 표식 형상을 가지는 경우, 제어 유닛은 상이한 표식 형상을 기초로 스캐너 본체(200)에 결합된 캘리브레이션 툴(102)이 오토 캘리브레이션 툴인지, 아니면 매뉴얼 캘리브레이션 툴인지 구별 및 판단할 수 있다.
다른 예시로, 제어 유닛은 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴 각각의 패턴플레이트(9155) 상에 형성된 식별 타깃의 형상(식별 타깃의 기울어진 형상, 식별 타깃의 크기 등)을 기초로 스캐너 본체(200)에 결합된 캘리브레이션 툴(102)이 오토 캘리브레이션 툴인지, 아니면 매뉴얼 캘리브레이션 툴인지 구별 및 판단할 수 있다.
전술한 내용에서, 제어 유닛이 스캐닝 툴(101)과 캘리브레이션 툴(102)을 구별/판단하는 과정 및/또는 제어 유닛이 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 구별/판단하는 과정은 식별 타깃의 3차원 정보를 획득하지 않고, 인공지능을 이용한 2차원 이미지 데이터의 분석을 통해 수행될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법에 대해 설명한다. 이미지 처리 방법을 설명함에 있어, 전술한 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치의 내용과 중복되는 내용은 간략히 언급하거나 설명을 생략하기로 한다.
도 16은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법의 예시적인 순서도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은, 툴 장착 단계(S110), 툴 착탈 식별 단계(S120), 툴 구별 단계(S130), 및 스캐너 동작 제어 단계(S140)를 포함한다.
툴 장착 단계(S110)에서, 사용자는 스캐너 본체에 소정 툴을 장착할 수 있다. 예시적으로, 툴 장착 단계(S110)에서 스캐너 본체의 일단에 장착되는 툴은 스캐너 본체의 캘리브레이션을 위한 캘리브레이션 툴을 포함할 수 있다. 상기 캘리브레이션 툴은 일측이 폐쇄되어 외부로부터의 광의 인출을 차단하는 암실 형태로 형성될 수 있다. 다른 예시로, 툴 장착 단계(S110)에서 스캐너 본체의 일단에 장착(결합)되는 툴은 일측이 개구된 형상으로 형성되는 스캐닝 툴을 포함할 수 있다.
한편, 툴 장착 단계(S110)에서 사용자는 기 장착된 툴을 탈거한 후, 탈거된 툴과 상이한 툴을 장착할 수 있다. 예시적으로, 사용자는 스캐너 본체의 일단에 장착된 스캐닝 툴을 탈거하고 캘리브레이션 툴을 스캐너 본체의 일단에 장착할 수 있다. 다른 예시로, 사용자는 스캐너 본체의 일단에 장착된 캘리브레이션 툴을 탈거하고 스캐닝 툴을 스캐너 본체의 일단에 장착할 수 있다.
툴 착탈 식별 단계(S120)에서, 제어 유닛은 스캐너 본체에의 툴의 착탈을 판단할 수 있다. 예시적으로, 제어 유닛은 스캐너 본체의 적어도 일부분에 형성되어 툴의 착탈을 식별하는 착탈 감지 센서의 측정을 기초로, 스캐너 본체에의 툴의 착탈을 판단할 수 있다. 예를 들면, 착탈 감지 센서는 근접 센서일 수 있으며, 착탈 감지 센서는 상기 착탈 감지 센서와 스캐너 본체에 결합된 툴 간의 간격을 측정 및 획득할 수 있다.
툴 착탈 식별 단계(S120)에서 스캐너 본체에의 툴의 착탈이 식별되면, 툴 구별 단계(S130)가 수행될 수 있다. 이 때, 제어 유닛은 툴의 종류를 구별할 수 있다. 툴 구별 단계(S130)에서 제어 유닛이 툴의 종류를 구별하는 과정에 대해서는 후술한다.
툴 구별 단계(S130)에 의해 제어 유닛이 스캐너 본체에 장착된 툴의 종류를 구별한 이후, 스캐너 동작 제어 단계(S140)가 수행될 수 있다. 스캐너 동작 제어 단계(S140)에서, 제어 유닛은 구별된 툴의 종류에 대응하여 스캐너 본체의 동작을 제어할 수 있다. 예시적으로, 툴 구별 단계(S130)에서 스캐너 본체에 장착된 툴이 캘리브레이션 툴로 구별된 경우, 제어 유닛은 스캐너 본체의 캘리브레이션 동작을 제어할 수 있다. 다른 예시로, 툴 구별 단계(S130)에서 스캐너 본체에 장착된 툴이 스캐닝 툴로 구별된 경우, 제어 유닛은 스캐너 본체의 스캔 동작을 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 툴 구별 단계(S130)의 일 예시에 대해 설명한다.
도 17은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 툴 구별 단계(S130)를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 툴 구별 단계(S130)에서 제어 유닛은 스캐너 본체에 내장된 광학부에 의해 스캐너 본체의 일단에 장착된 툴의 종류를 구별할 수 있다. 상기 광학부는 툴 측으로 소정 출력광을 조사하는 프로젝터와 출력광이 반사되어 생성된 반사광을 수용하는 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 예시적으로, 출력광이 외부에 배치된 대상체(예를 들면, 환자의 구강 내부) 또는 캘리브레이션 툴에 내장된 패턴플레이트에 도달하면, 대상체 또는 패턴플레이트의 표면(또는 내부)로부터 상기 출력광이 반사되어 반사광이 생성되고, 상기 반사광은 스캐너 본체의 일단으로 가이딩되어 카메라의 일 구성인 카메라의 렌즈를 통해 수용될 수 있다. 수용된 반사광은, 카메라에 전기적으로 연결된 이미징 보드(보다 상세하게는, 이미징 보드에 포함된 이미지 센서)에 의해 분석되고 대상체 또는 패턴플레이트를 나타내는 이미지 데이터가 생성될 수 있다.
툴 착탈 식별 단계(S120)에서 스캐너 본체에의 툴의 장착이 식별되면, 제어 유닛은 프로젝터를 제어하여 스캐너 본체의 내부로부터 툴 측을 향해 소정 출력광을 조사하는 광 조사 단계(S1311)를 수행할 수 있다. 예시적으로, 상기 출력광은 가시광선 파장 영역의 광일 수 있으나, 반드시 해당 파장 영역에 한정되지 않는다. 필요에 따라, 상기 출력광은 프로젝터에 포함된 패턴 생성부(예를 들면, 패턴 마스크 및/또는 DMD)를 통해 생성된 구조광일 수도 있다.
광 조사 단계(S1311)에서 출력광이 조사되면 이미지 데이터 획득 단계(S1312)가 수행될 수 있다. 이미지 데이터 획득 단계(S1312)에서, 스캐너 본체에 내장된 카메라는 출력광이 반사되어 생성된 반사광을 수용하여 적어도 하나의 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 상기 이미지 데이터는 2차원 데이터 또는 3차원 데이터 중 적어도 하나일 수 있다. 예시적으로, 카메라 모듈이 2 이상의 카메라(예를 들면, L 카메라 및 R 카메라)를 포함하는 경우, L 카메라 및 R 카메라 각각에 의한 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
이미지 데이터를 획득하면, 툴 결정 단계(S1313)가 수행될 수 있다. 툴 결정 단계(S1313)에서, 제어 유닛은 획득된 이미지 데이터를 기초로 툴의 종류를 결정할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 획득된 이미지 데이터가 대상체의 형상을 나타내면 제어 유닛은 스캐너 본체에 장착된 툴의 종류를 스캐닝 툴로 결정할 수 있다. 또한, 획득된 이미지 데이터가 패턴플레이트의 형상을 나타내면 제어 유닛은 스캐너 본체에 장착된 툴의 종류를 캘리브레이션 툴로 결정할 수 있다. 즉, 제어 유닛은 이미지 데이터를 통해 캘리브레이션 툴에 내장된 패턴플레이트의 형상을 판단함으로써 툴의 종류를 결정할 수 있다. 이 때, 제어 유닛이 이미지 데이터를 통해 식별 및 판단하는 패턴플레이트의 형상은 패턴플레이트에 포함된 복수의 타깃들일 수 있다.
상기 복수의 타깃들은 적어도 하나의 캘리브레이션 타깃과 복수의 식별 타깃을 포함할 수 있다. 캘리브레이션 타깃은 스캐너 본체의 캘리브레이션을 위해 사용될 수 있다. 식별 타깃은 캘리브레이션 타깃과 이격 형성되고, 캘리브레이션 타깃과 상이한 형상을 가질 수 있으며, 캘리브레이션 툴의 종류를 구별하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 툴 결정 단계(S1313)에서, 제어 유닛은 복수의 식별 타깃 중 적어도 일부에 의해 형성되는 소정 표식을 기초로 상기 툴의 종류를 결정할 수 있다.
예시적으로, 툴 결정 단계(S1313)에서, 제어 유닛은 획득된 이미지 데이터에 캘리브레이션 타깃 및/또는 식별 타깃이 존재하는 경우 스캐너 본체에 장착된 툴을 캘리브레이션 툴로 결정할 수 있다. 다른 예시로, 툴 결정 단계(S1313)에서, 제어 유닛은 획득된 이미지 데이터에 표식이 존재하는 경우 스캐너 본체에 장착된 툴을 캘리브레이션 툴로 결정할 수 있다. 또다른 예시로, 툴 결정 단계(S1313)에서, 제어 유닛은 획득된 이미지 데이터에 존재하는 식별 타깃의 형상, 치수, 또는 표식의 형상, 치수를 기초로 스캐너 본체에 장착된 툴을 캘리브레이션 툴로 결정할 수 있다. 다만, 툴의 종류를 결정하기 위한 기준을 설명하기 위해 본 발명의 개시된 실시예에 나열된 요소는 예시적인 것이며, 필요에 따라 다른 기준들이 적용될 수도 있다.
이하에서는, 스캐너 본체에 장착된 툴을 구별하기 위한 툴 구별 단계(S130)의 다른 예시에 대해 설명한다.
도 18은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 툴 구별 단계(S130)를 설명하기 위한 다른 예시이다.
도 16 및 도 18을 참조하면, 툴 구별 단계(S130)에서 제어 유닛은 툴이 스캐너 본체에 장착되었을 때 착탈 감지 센서와 툴 간의 간격을 기초로 툴의 종류를 감지할 수 있다. 예시적으로, 상기 간격이 제1 간격 임계값 이하이면 제어 유닛은 상기 툴을 스캐닝 툴로 구별 및 판단할 수 있고, 상기 간격이 제2 간격 임계값 이하이면 제어 유닛은 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 구별 및 판단할 수 있다. 제1 간격 임계값은 제2 간격 임계값보다 작게 설정될 수 있으나, 필요에 따라 제1 간격 임계값은 제2 간격 임계값보다 크게 설정될 수도 있다.
본 발명의 다른 예시에 따라 수행되는 툴 구별 단계(S130)에서, 간격 측정 단계(S1321)가 수행될 수 있다. 간격 측정 단계(S1321)에서, 스캐너 본체의 적어도 일부분에 형성된 착탈 감지 센서는 툴이 상기 스캐너 본체의 일단에 장착되었을 때 툴과 스캐너 본체 간의 간격을 측정할 수 있다. 상기 간격은 착탈 감지 센서로부터 툴의 내면까지의 수직거리일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이후, 툴 결정 단계(S1322)가 수행될 수 있다. 툴 결정 단계(S1322)에서, 제어 유닛은 착탈 감지 센서에 의해 획득한 툴과 스캐너 본체 간의 간격을 기초로 툴의 종류를 감지 및 결정한다. 툴과 스캐너 본체 간의 간격을 기초로 툴의 종류를 결정하는 과정에 대해서는 전술한 내용과 동일한 바, 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 스캐너 동작 제어 단계(S140)의 세부 단계에 대해 설명한다.
도 19는 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 스캐너 동작 제어 단계(S140)를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 16 및 도 19를 참조하면, 툴 종류 확인 단계(S141)가 수행될 수 있다. 툴 종류 확인 단계(S141)에서, 제어 유닛은 툴 구별 단계(S130)에서 결정된 툴이 캘리브레이션 툴인지 확인할 수 있다.
툴 종류 확인 단계(S141)가 수행된 후, 캘리브레이션 어플리케이션 실행 단계(S142)가 수행될 수 있다. 보다 상세하게는, 제어 유닛이 툴을 캘리브레이션 툴로 감지 및 구별하는 경우, 제어 유닛은 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행시킬 수 있다. 이에 따라, 실행된 캘리브레이션 어플리케이션에 의해 스캐너 본체의 캘리브레이션이 수행될 수 있다.
제어 유닛이 툴의 종류를 캘리브레이션 툴로 구별한 경우, 캘리브레이션 수행 단계(S143)가 수행될 수 있다. 제어 유닛은 스캐너 동작 제어 단계(S140)에서 스캐너 본체가 캘리브레이션 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 캘리브레이션은 스캐너 본체에 내장된 구성요소들 중 적어도 일부(특히, 광학부)의 설정 등을 보정하는 것을 의미할 수 있다.
한편, 툴 종류 확인 단계(S141)에서 스캐너 본체에 장착된 툴이 스캐닝 툴로 확인된 경우, 스캔 단계(S144)가 수행될 수 있다. 스캐너 본체에 장착된 스캐닝 툴은 사용자가 대상체를 스캔하기 위해 장착한 것으로 판단될 수 있으며, 제어 유닛은 광학부를 제어하여 스캐너 본체가 대상체를 나타내는 이미지 및/또는 3차원 모델을 획득할 수 있도록 한다.
이하에서는, 캘리브레이션 수행 단계(S143)의 세부 단계에 대해 설명한다.
도 20은 본 발명에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법 중 캘리브레이션 수행 단계(S143)를 설명하기 위한 일 예시이다.
도 16, 도 19, 및 도 20을 참조하면, 캘리브레이션 툴이 오토 캘리브레이션 툴인지 또는 매뉴얼 캘리브레이션 툴인지 여부에 따라 캘리브레이션 과정이 상이할 수 있다. 따라서, 캘리브레이션 수행 단계(S143)는 캘리브레이션 툴 확인 단계(S1431)를 포함할 수 있다. 캘리브레이션 툴 확인 단계(S1431)에서, 제어 유닛은 툴 구별 단계(S130) 또는 그 세부 단계인 툴 결정 단계(S1313, S1322)에서 구별, 감지 및/또는 결정된 캘리브레이션 툴의 종류를 확인할 수 있다. 예시적으로, 캘리브레이션 툴은 패턴플레이트가 자동으로 이동 및/또는 회전하는 오토 캘리브레이션 툴일 수 있고, 다이얼 레버를 이용하여 사용자가 패턴플레이트를 이동 및/또는 회전시키는 매뉴얼 캘리브레이션 툴일 수 있다.
한편, 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴은 이미지 데이터를 기초로 툴의 종류를 결정하는 툴 결정 단계(S1313)에 따라 구별될 수 있다. 예시적으로, 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리블레이션 툴 각각이 가지는 패턴플레이트는 상이한 각도로 틸팅 형성될 수 있다. 패턴플레이트가 상이한 각도로 틸팅 형성됨에 따라 나타나는 식별 타깃의 크기 차이, 식별 타깃 중 적어도 일부에 의해 형성된 소정 표식의 형상 차이(예를 들면, 표식의 제1 길이, 제2 길이, 또는 표식 자체의 전체적인 형상, 크기 중 적어도 하나)를 기초로 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴이 구분될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 패턴플레이트에 포함된 식별 타깃들의 3차원 정보를 획득하는 경우 식별 타깃들의 3차원 위치를 기초로 오토 캘리브레이션 툴과 매뉴얼 캘리브레이션 툴이 구별될 수도 있다.
툴 구별 단계(S130)에서 제어 유닛이 툴을 매뉴얼 캘리브레이션 툴로 구별하여 캘리브레이션 툴 확인 단계(S1431)에서 제어 유닛이 상기 캘리브레이션 툴을 매뉴얼 캘리브레이션 툴로 확인한 경우, 매뉴얼 캘리브레이션 수행 단계(S1434)가 수행될 수 있다. 스캔 동작 제어 단계(S140) 중 매뉴얼 캘리브레이션 수행 단계(S1434)에서, 제어 유닛은 사용자에게 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 조작을 유도하는 인스트럭션을 발생시킬 수 있다. 예시적으로, 제어 유닛은 캘리브레이션 어플리케이션 화면(511)이 디스플레이 유닛(510)에 표시되도록 제어하고, 도 15에 도시된 바와 같이 사용자가 매뉴얼 캘리브레이션 툴을 조작함으로써 스캐너 본체의 캘리브레이션이 진행되도록 유도할 수 있다.
한편, 툴 구별 단계(S130)에서 제어 유닛이 툴을 오토 캘리브레이션 툴로 구별하여 캘리브레이션 툴 확인 단계(S1431)에서 제어 유닛이 상기 캘리브레이션 툴을 오토 캘리브레이션 툴로 확인한 경우, 오토 캘리브레이션 수행 단계(S1433)가 수행될 수 있다. 스캔 동작 제어 단계(S140) 중 오토 캘리브레이션 수행 단계(S1433)에서, 제어 유닛은 스캐너 본체가 자동으로 캘리브레이션 동작을 수행하도록 스캐너 본체 및 오토 캘리브레이션 툴 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이 때, 오토 캘리브레이션 툴은 전술한 패턴 무빙부에 의해 패턴플레이트가 스캐너 본체의 캘리브레이션 진행 과정에 따라 자동으로 이동 및/또는 회전하도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 스캐너 본체는 자동적으로 캘리브레이션이 수행될 수 있다.
경우에 따라, 자동 캘리브레이션 툴에 내장된 패턴플레이트가 초기 위치에 정위치하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 방법 중 캘리브레이션 수행 단계(S143)는 패턴플레이트 정위치 단계(S1432)를 더 포함할 수 있다. 패턴플레이트 정위치 단계(S1432)에서, 제어 유닛은 스캐너 동작 제어 단계(S140)의 캘리브레이션 동작(보다 상세하게는, 오토 캘리브레이션 수행 단계(S1433))이 수행되기 이전에 오토 캘리브레이션 툴에 내장된 패턴플레이트가 초기 위치에 정위치하도록 제어할 수 있다.
예시적으로, 패턴플레이트의 초기 위치 정보는 외부 전자 기기 및/또는 스캐너 본체에 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 제어 유닛은 오토 캘리브레이션 툴이 스캐너 본체에 장착되면 오토 캘리브레이션 툴에 제어 신호를 인가하여 패턴플레이트의 위치가 초기 위치에 정위치하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 오토 캘리브레이션 툴을 통해 스캐너 본체의 정확한 캘리브레이션이 수행될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는, 스캐너 본체의 캘리브레이션 과정을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
여기서, 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로드 가능한 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
구체적으로, 개시된 다양한 실시예들에 따른 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법은 다중언어로 구성된 문장을 획득하는 동작, 및 다중언어 번역 모델을 이용하여, 상기 다중언어로 구성된 문장에 포함되는 단어들 각각에 대응하는 벡터 값들을 획득하고, 상기 획득한 벡터 값들을 목표 언어에 대응하는 벡터 값들로 변환하며, 상기 변환된 벡터 값들에 기초하여, 상기 목표 언어로 구성된 문장을 획득하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다.
본 발명의 개시된 실시예에 따른 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법, 그리고 기록 매체는 전술한 이점들을 상호 공유하는 것으로 이해되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 개시된 실시예는 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 툴의 종류에 따라, 대응되는 스캐너 본체의 동작이 수행되어 스캐너 본체의 스캔 정밀도를 높게 유지하기 위한 이미지 처리 장치 및 이를 이용한 이미지 처리 방법을 제공한다.

Claims (20)

  1. 스캐너 본체 일단에 착탈 가능하도록 결합되는 툴;
    상기 툴이 일단에 결합되는 스캐너 본체; 및
    상기 툴에 대응하여 상기 스캐너 본체의 동작을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 툴은 일측이 폐쇄된 형상으로 형성되고 상기 스캐너 본체를 캘리브레이션하는 캘리브레이션 툴, 및 일측이 개구된 형상으로 형성되는 스캐닝 툴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캐너 본체는,
    상기 스캐너 본체의 적어도 일부분에 형성되어 상기 툴을 상기 스캐너 본체에 결합시키는 착탈면에 상기 툴의 착탈 여부를 식별하기 위한 착탈 감지 센서;
    상기 툴 측을 향하여 소정 출력광을 조사하는 프로젝터; 및
    상기 출력광이 반사되어 생성된 반사광을 수용하며, 상기 반사광으로부터 적어도 하나의 이미지 데이터를 획득하는 적어도 하나의 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 착탈 감지 센서에 의해 상기 툴의 착탈이 식별되면, 상기 프로젝터는 상기 출력광을 조사하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 카메라가 획득한 상기 이미지 데이터를 기초로 상기 스캐너 본체에 장착된 상기 툴의 종류를 판단하고, 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우 캘리브레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 이미지 데이터의 형상이 상기 캘리브레이션 툴의 패턴플레이트를 표현하는 것으로 판단한 경우, 상기 툴의 종류를 상기 캘리브레이션 툴로 판단하고 캘리브레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 패턴플레이트의 형상에 기초하여, 상기 캘리브레이션 툴의 종류를 매뉴얼 캘리브레이션 툴 및 오토 캘리브레이션 툴 중 어느 하나로 판단하고 상기 캘리브레이션 툴의 종류에 대응되는 캘리브레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 툴이 상기 스캐너 본체에 장착되었을 때 상기 착탈 감지 센서와 상기 툴 간의 간격을 기초로 상기 툴의 종류를 판단하고, 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우 캘리브레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행시켜 디스플레이 유닛 상에 표시하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 툴을 상기 캘리브레이션 툴 중 매뉴얼 캘리브레이션 툴로 판단한 경우, 사용자에게 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 조작을 유도하기 위해 상기 디스플레이 유닛 상에 안내 메세지가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 캘리브레이션 툴은 상기 스캐너 본체의 길이방향을 기준으로 소정 각도범위 내에서 틸팅가능한 패턴플레이트;를 포함하고,
    상기 패턴플레이트는 복수의 타깃들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 타깃들은,
    상기 스캐너 본체의 캘리브레이션을 위한 적어도 하나의 캘리브레이션 타깃; 및
    상기 캘리브레이션 타깃과 이격 형성되고 상기 캘리브레이션 타깃과 상이한 형상을 가지며, 상기 캘리브레이션 툴의 종류를 구별하기 위한 복수의 식별 타깃;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치.
  13. 사용자가 스캐너 본체에 소정 툴을 장착하는 툴 장착 단계;
    제어 유닛이 상기 스캐너 본체에의 상기 툴의 착탈을 판단하는 툴 착탈 식별 단계;
    상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 구별하는 툴 구별 단계; 및
    상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류에 대응하여 상기 스캐너 본체의 동작을 제어하는 스캐너 동작 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 툴 착탈 식별 단계에서 상기 툴의 착탈 여부는 상기 스캐너 본체의 적어도 일부분에 형성되어 상기 툴을 상기 스캐너 본체에 결합시키는 착탈면에 형성된 착탈 감지 센서에 의해 식별되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 툴 구별 단계는,
    상기 툴 착탈 식별 단계에서 상기 툴의 착탈이 식별되면 상기 스캐너 본체에 내장된 프로젝터로부터 소정 출력광을 조사하는 광 조사 단계;
    상기 스캐너 본체에 내장된 적어도 하나의 카메라가 상기 출력광이 반사되어 생성된 반사광을 수용하여 적어도 하나의 이미지 데이터를 획득하는 이미지 데이터 획득 단계;
    상기 이미지 데이터를 기초로 상기 툴의 종류를 결정하는 툴 결정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 툴 결정 단계에서, 상기 제어 유닛은 상기 이미지 데이터를 통해 캘리브레이션 툴에 내장된 패턴플레이트의 형상을 판단함으로써 상기 툴의 종류를 결정하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 툴이 상기 스캐너 본체에 장착되었을 때 상기 착탈 감지 센서와 상기 툴 간의 간격을 기초로 상기 툴의 종류를 감지하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 유닛이 상기 툴을 캘리브레이션 툴로 판단한 경우, 상기 제어 유닛이 캘리브레이션 어플리케이션을 자동 실행시켜 디스플레이 유닛 상에 표시하는 캘리브레이션 어플리케이션 실행 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 상기 캘리브레이션 툴 중 매뉴얼 캘리브레이션 툴로 구별한 경우, 상기 제어 유닛은 상기 스캐너 동작 제어 단계에서 상기 사용자에게 상기 매뉴얼 캘리브레이션 툴의 조작을 유도하는 안내 메세지가 디스플레이 유닛 상에 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 유닛이 상기 툴의 종류를 상기 캘리브레이션 툴 중 오토 캘리브레이션 툴로 구별한 경우, 상기 제어 유닛은 상기 스캐너 동작 제어 단계에서 자동으로 캘리브레이션 동작을 수행하도록 상기 스캐너 본체 및 상기 오토 캘리브레이션 툴 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리 장치를 이용한 이미지 처리 방법.
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