WO2023075543A1 - 구강 스캐너 - Google Patents

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WO2023075543A1
WO2023075543A1 PCT/KR2022/016813 KR2022016813W WO2023075543A1 WO 2023075543 A1 WO2023075543 A1 WO 2023075543A1 KR 2022016813 W KR2022016813 W KR 2022016813W WO 2023075543 A1 WO2023075543 A1 WO 2023075543A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical system
reflector
light
prism
case
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/016813
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
전승현
김경국
Original Assignee
아크리얼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Application filed by 아크리얼 주식회사 filed Critical 아크리얼 주식회사
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Priority to CN202280071147.2A priority patent/CN118159220A/zh
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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
    • 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
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    • 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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00194—Optical arrangements adapted for three-dimensional imaging
    • 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
    • A61B1/247—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 with means for viewing areas outside the direct line of sight, e.g. dentists' mirrors
    • 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
    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046—Data acquisition means or methods
    • A61C9/0053—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
    • A61C9/006—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam projecting one or more stripes or patterns on the teeth

Definitions

  • the present disclosure relates to an intraoral scanner, and more particularly, to an intraoral scanner configured to obtain a three-dimensional image of an oral cavity.
  • Impression taking is a clinical procedure necessary to establish a patient's diagnosis and treatment plan by reflecting the condition of the teeth and tissues in the oral cavity to the impression material.
  • digital technology is applied to dental clinical and laboratory procedures, cases of using digital impressions that convert impression materials into digital data by scanning an impression in the mouth or an impression without using impression materials are increasing. In this way, as the importance of digital impressions increases in dental diagnosis and treatment, technical development of intraoral scanners is being actively performed.
  • An intraoral scanner is a device or system that is inserted into the oral cavity of a dental patient and scans the three-dimensional structure of teeth in a non-contact manner.
  • a recently developed intraoral scanner captures 2D image data of the oral cavity and performs 3D modeling of the oral cavity structure based on the 2D image data.
  • An intraoral scanner having such a function has expanded its clinical application range and can be used not only for dental restoration treatment but also for manufacturing implants and orthodontic devices.
  • the accuracy of the impression is important for successful dental treatment.
  • the digital impression through the intraoral scanner does not have the problem of deformation due to contraction or expansion of the impression material, so the impression accuracy is higher than that of the traditional impression taking method.
  • the intraoral scanner since the intraoral scanner is used by being non-contactly inserted into the oral cavity of a dental patient, it is preferable to have a structure that allows the patient to feel comfortable while using the intraoral scanner.
  • Embodiments disclosed herein provide an intraoral scanner in which a plurality of optical systems are arranged to have a structure suitable for use by being non-contactly inserted into the oral cavity of a dental patient.
  • An intraoral scanner includes a case having an opening at one end, a light source unit disposed inside the case and radiating light, a first reflector configured to reflect light emitted from the light source unit, and a first reflection unit.
  • a first optical system including a second reflector configured to reflect the light reflected by the unit toward the opening, disposed in the opening, and reflecting the light reflected from the first optical system toward a subject located outside the case, away from the subject
  • a second optical system that reflects the reflected light into the case, a third optical system including a plurality of prisms that refracts the light reflected from the second optical system, and an image sensor unit that detects the light refracted by the third optical system.
  • the third optical system includes a first prism and a second prism configured to refract light reflected from the second optical system toward the image sensor unit, and the first prism and the second prism are spaced apart and symmetrical. placed hostilely.
  • the shape of the cross section of the first prism and the second prism is a triangle.
  • the positions and directions of the first prism and the second prism are refracted by the first prism and the second prism, respectively, so that a plurality of images of the subject detected by the image sensor unit do not overlap. , each phase is set to be fully visible.
  • the first optical system is composed of a prism having a rhomboid shape including a first reflector and a second reflector.
  • the light source unit includes a first light source unit disposed above the image sensor and a second light source unit disposed below the image sensor.
  • the first reflector is configured to reflect light irradiated from the first light source unit, is disposed in a position symmetrical to the first reflector with respect to the second reflector, and is provided from the second light source unit. It further includes a third reflector configured to reflect the irradiated light, the second reflector includes two reflective surfaces that reflect light reflected by the first reflector and the third reflector toward the opening, respectively, and The rear angle between the respective reflective surfaces of the reflector is configured to form a right angle.
  • the light source unit is configured to emit patterned light or structured light.
  • the image sensor unit is configured to obtain a plurality of stereo images from images of light reflected from the third optical system.
  • virtual center lines of the light source unit, the first optical system, the second optical system, the third optical system, and the image sensor unit projected on the plane of the case are aligned and arranged on the virtual center line projected on the plane of the case. do.
  • the optical systems can be densely arranged in optimal positions inside the case.
  • an intraoral scanner with a small volume can be implemented by disposing a plurality of optical systems in a dense structure inside the case, when the intraoral scanner is used, it is not only inserted into the oral cavity of a dental patient but also in the oral cavity. It is easy to move or change direction in the tooth scanning can be performed precisely.
  • the manufacturing cost of the intraoral scanner is reduced and the internal configuration thereof is reduced. can be further optimized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration in which an oral scanner according to an embodiment of the present disclosure is connected to an oral 3D modeling and visualization system.
  • FIG. 2 is a perspective perspective view of an intraoral scanner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 3 is a perspective side view and a perspective plan view of an intraoral scanner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a stereo image obtained according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective side view of an intraoral scanner according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a perspective side view of an intraoral scanner according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a perspective side view of an intraoral scanner according to another embodiment of the present disclosure.
  • an upper portion of a figure may be referred to as a “top” or “upper side” of a configuration shown in the figure, and a lower portion thereof may be referred to as a “lower” or “lower side”.
  • the portion between the upper and lower portions or the upper and lower portions of the illustrated configuration in the drawings may be referred to as “side” or “side”.
  • Relative terms such as “upper” and “upper” may be used to describe relationships between components shown in the drawings, and the present disclosure is not limited by such terms.
  • a direction toward an internal space of a structure may be referred to as “inside” and a direction protruding into an open external space may be referred to as “outside.”
  • Relative terms such as “inner” and “outer” may be used to describe relationships between components shown in the drawings, and the present disclosure is not limited by such terms.
  • references to “A and/or B” in this disclosure means A, or B, or A and B.
  • 'module' or 'unit' used in the present disclosure means a software or hardware component, and the 'module' or 'unit' performs certain roles.
  • 'module' or 'unit' is not meant to be limited to software or hardware.
  • a 'module' or 'unit' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors.
  • 'module' or 'unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, It may include at least one of procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, or variables.
  • the oral scanning system 100 includes an oral scanner 110 capable of scanning a three-dimensional structure inside the oral cavity of a dental patient, and an oral 3D modeling and visualization server 120 connected to the oral scanner 110 can include
  • the intraoral scanner 110 may be inserted into the oral cavity of a dental patient by a dental medical staff to scan teeth in a non-contact manner to capture a plurality of two-dimensional image data.
  • the oral scanner 110 may transmit a plurality of captured 2D image data to the 3D modeling and visualization server 120, or may perform 3D oral structure modeling based on the 2D image data itself.
  • the intraoral scanner 110 may be connected through a network configured to communicate with the 3D modeling and visualization server 120 by wire or wirelessly.
  • the network depends on the installation environment, for example, an electrical connection line such as a copper cable, a wired network such as Ethernet, a wired home network (Power Line Communication), a telephone line communication device and RS-serial communication, and a mobile communication network.
  • a wireless network such as WLAN (Wireless LAN), Wi-Fi, Bluetooth, and ZigBee, or a combination thereof.
  • the oral scanner 110 may transmit and receive information and/or data such as 2D image data and 3D oral structure model data with the 3D modeling and visualization server 120 .
  • the intraoral scanner 110 and the 3D modeling and visualization server 120 may be physically separated as shown, but are not limited thereto.
  • the intraoral scanner 110 and the 3D modeling and visualization server 120 may be integrated into one computing device.
  • the 3D modeling and visualization server 120 may perform 3D oral structure modeling based on at least two pieces of 2D image data or stereo images obtained from the oral scanner 110 .
  • the 3D modeling and visualization server 120 includes a processor capable of image processing and 3D modeling (eg, a CPU, GPU, AP, NPU, etc.) and 2D image data or 3D oral data. It may correspond to a computing device including a memory capable of storing structural model data.
  • the 3D modeling and visualization server 120 may include a communication unit 122, a control unit 124 and a display unit 126.
  • the communication unit 122 may be configured to transmit and receive information and/or data to and from the intraoral scanner 110 . Specifically, the communication unit 122 may transmit a command signal of the control unit 124 to the oral scanner 110 and may receive image information of a target oral structure from the oral scanner 110 .
  • the controller 124 may control the oral scanner 110 to capture an image of a target oral structure. Specifically, the controller 124 may control at least one light source unit (eg, 220 in FIG. 2 ) installed inside the intraoral scanner 110 to radiate light toward at least one of a plurality of optical systems. In addition, the controller 124 may control the image sensor unit (eg, 260 in FIG. 2 ) installed inside the intraoral scanner 110 to detect light reflected by at least one of a plurality of optical systems. The controller 124 may control the image sensor unit to acquire at least two or more stereo images from the detected light image. The controller 124 may control the display unit 126 to display two or more stereo images received from the intraoral scanner 110. Alternatively or additionally, the control unit 124 may visualize the 3D oral structure model data calculated based on two or more stereo images and display the data on the display unit 126 .
  • the controller 124 may visualize the 3D oral structure model data calculated based on two or more stereo images and display the data on the display unit 126 .
  • the display unit 126 may display information and/or data transmitted from the intraoral scanner 110 or the controller 124.
  • data displayed on the display unit 126 may include two stereo images or an image of a 3D oral structure model.
  • the display unit 126 may include a display panel device such as an LED display, an OLED display, an LCD display, a touch display, and the like.
  • the intraoral scanner 200 includes a case 210, a light source unit 220, a first optical system 230, a second optical system 240, a third optical system 250, and an image sensor unit 260. ) may be included.
  • the case 210 forms the outside of the intraoral scanner 200, and has a light source unit 220, a first optical system 230, a second optical system 240, a third optical system 250 and an image sensor unit 260 therein. ) can be configured to accommodate.
  • the case 210 may have a shape of a trapezoidal box extending substantially in one length direction, but is not limited thereto.
  • the case 210 may be formed in a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, a streamlined shape, or any shape suitable for insertion into the oral cavity.
  • the opening 212 may be formed at one end of the case 210 .
  • the opening 212 may include an opening formed at one end of the case 210 .
  • the opening of the opening 212 may be configured such that light generated or reflected inside the case 210 is irradiated to the outside and external light may be introduced into the case 210 .
  • the opening 212 when the intraoral scanner 200 is inserted into the oral cavity, the opening 212 may be configured to be positioned at the innermost part of the oral cavity.
  • the light source unit 220 may be configured to emit light toward the opening 212 , the first optical system 230 or the second optical system 240 .
  • the light emitted from the light source unit 220 may correspond to patterned light or structured light.
  • the light pattern may be a straight line pattern, a dot pattern, or a pattern of any shape.
  • pattern light is irradiated onto an object 270 such as a tooth in an oral cavity located outside a case, a corresponding pattern may be deformed according to a 3D structure of a surface of the object 270 . Accordingly, the 3D structure of the subject 270 may be identified and modeled based on the deformation of the pattern projected on the surface of the subject 270 or the position change information of feature points.
  • the light source unit 220 may be disposed inside the case 210 . Specifically, the light source unit 220 may be accommodated at the other inner end of the case 210 opposite to one end of the case 210 in which the opening 212 or the second optical system 240 is formed. For example, the light source unit 220 may be fixedly disposed above the other inner end of the case 210 . In one embodiment, the light source unit 220 may include a first light source unit (eg, 722 of FIG. 7 ) and a second light source unit (eg, 724 of FIG. 7 ).
  • a first light source unit eg, 722 of FIG. 7
  • a second light source unit eg, 724 of FIG. 7
  • the first light source unit and the second light source unit may be disposed at the other end of the case together with the image sensor unit 260, and may be respectively fixed to the top and bottom of the other inner end of the case 210 with the image sensor unit as the center.
  • the configuration of the intraoral scanner 200 including two light sources will be described later in detail with reference to FIG. 7 .
  • the light source unit 220 may be disposed at one end of the case 210, but is not limited thereto.
  • the light source unit 220 may be disposed at an arbitrary intermediate point between one end and the other end of the case 210 . That is, the light source unit 220 may be disposed at an arbitrary position within the case 210 to easily irradiate light toward the opening 212, the first optical system 230, or the second optical system 240.
  • the first optical system 230 may be configured to reflect light emitted from the light source unit 220 toward the second optical system 240 or toward the opening 212 .
  • the first optical system 230 may include a first reflector 232 and a second reflector 234 .
  • the first reflector 232 may be configured to reflect the light emitted from the light source unit 220 toward the second reflector 234 .
  • the first reflector 232 may be fixedly disposed on an inner upper portion of the case.
  • the second reflector 234 may be configured to reflect the light reflected by the first reflector 232 toward the second optical system 240 or toward the opening 212 .
  • the second reflector 234 may be spaced apart from the first reflector 232 and fixedly disposed on the inner central portion of the case 210 . That is, the light emitted from the light source unit 220 passes through the first reflector 232 and the second reflector 234 of the first optical system 230 and is reflected toward the second optical system 240 or the opening 212.
  • the second optical system 240 reflects the light irradiated from the second reflector 234 of the first optical system 230 toward the subject 270, and reflects the light reflected from the subject 270 into the second reflector 234. ) or may be configured to reflect in the direction of the third optical system 250.
  • the second optical system 240 may include at least one reflector.
  • the second optical system 240 may be at least one mirror.
  • the second optical system 240 may be disposed at or around the opening 212 .
  • the second optical system 240 may be fixedly disposed on an inner surface of the opening 212 .
  • the third optical system 250 may be configured to refract light emitted from the second optical system 240 .
  • the third optical system 250 may refract light emitted from the second optical system 240 toward the image sensor unit 260 .
  • the third optical system 250 may include a plurality of prisms for refracting light.
  • the third optical system 250 may be disposed adjacent to the back surface in the opposite direction to the reflective surface of the second reflector 234 of the first optical system 230 .
  • the light source unit 220 and the second optical system 240 may be fixedly disposed at both ends of the internal space of the case 210, and the first optical system 230 is disposed at an arbitrary position in the middle.
  • the third optical system 250 may be fixedly disposed at a location adjacent to the first optical system 230 in a direction in which the light source unit 220 or the image sensor unit 260 is located.
  • the third optical system 250 may include a first prism 252 and a second prism 254 .
  • the first prism 252 and the second prism 254 may be configured to refract light reflected from the second optical system 240 and radiate it toward the image sensor unit 260 .
  • the first prism and the second prism may be spaced apart and symmetrically disposed.
  • the first prism 252 and the second prism 254 are projected on the plane of the case 210, the light source unit 220, the first optical system 230, the second optical system 240 and the image sensor It may be symmetrically arranged based on the imaginary center line of the portion 260 .
  • cross sections of the first prism 252 and the second prism 254 may have a triangular shape, and the positions and directions of the first prism 252 and the second prism 254 are ) and the second prism 254, respectively, on the image detected by the image sensor unit 260, a plurality of images of the subject do not overlap, and each image may be set to be fully visible.
  • each of the first optical system 230, the second optical system 240, or the third optical system 250 may be fixedly disposed at a predetermined position inside the case 210.
  • a driving unit for adjusting angles of the first optical system 230 , the second optical system 240 , or the third optical system 250 may not be installed inside the case 210 . In this way, since there is no need to arrange other electronic or mechanical components in the area where the first optical system 230, the second optical system 240, and the third optical system 250 are disposed inside the case, components inside the case can be densely placed.
  • the optimal structure of the case 210 can be designed from the dense structures of the first optical system 230, the second optical system 240, and the third optical system 250, the scanning operation in the oral cavity is free and the volume is reduced.
  • a small intraoral scanner 200 may be implemented.
  • the image sensor unit 260 may be configured to detect light refracted from the third optical system 250 .
  • the image sensor unit 260 may be configured to acquire two stereo images from light refracted by the third optical system 250 .
  • the image sensor unit 260 may acquire images of at least two lights each refracted by the first prism 252 and the second prism 254 of the third optical system 250 .
  • the intraoral scanner 200 since the intraoral scanner 200 includes the third optical system 250 including the two prisms 252 and 254, at least two stereo images can be obtained with only one image sensor unit 260.
  • At least two stereo images obtained from the image sensor unit 260 may be used for 3D oral structure modeling that is then executed by a processor.
  • the image sensor unit 260 may be disposed on the other end of the case 210 .
  • the image sensor unit 260 may be accommodated at the other inner end of the case 210 to face one end of the case 210 in which the opening 212 or the second optical system 240 is formed.
  • the image sensor unit 260 may be fixedly disposed on the inner lower portion of the case 210 adjacent to the light source unit 220 .
  • FIG. 3 is a perspective side view and a perspective plan view of the intraoral scanner 200 according to an embodiment of the present disclosure.
  • light may be irradiated from the light source unit 220 and reflected toward the second optical system 240 by the first reflecting unit 232 and the second reflecting unit 234 of the first optical system 230. there is.
  • Light reflected from the second reflector 234 may be reflected toward a subject located outside the case 210 by the second optical system 240 . In this case, light may pass through an opening formed on one side of the opening 212 .
  • Light reflected from the subject may be reflected toward the first prism 252 and the second prism 254 of the third optical system 250 by the second optical system 240 .
  • Light refracted by the first prism 252 and the second prism 254 may be irradiated toward the image sensor unit 260 .
  • the light source unit 220 and the second optical system 240 may be fixedly disposed at both ends of the inner space of the case 210 .
  • the first optical system 230 disposed at an arbitrary position in the middle, when the light reflected from the subject is reflected in the direction of the third optical system 250 by the second optical system 240, the path through which the light passes It can be placed in a non-interfering area, that is, in a blind spot. That is, the first optical system 230 may be disposed in an area that does not overlap with light incident on the third optical system 250 among light reflected from the subject.
  • first prism 252 and the second prism 254 of the third optical system 250 are disposed spaced apart from each other on the rear surface of the second reflector 234, and the first prism 252 and the second prism 252
  • the spaced distance between the prisms 254 may correspond to the length of the width of the second reflector 234 .
  • the optical path of the first optical system 230 and the optical path of the third optical system 250 do not interfere with each other, and each of the first optical system 230 and the third optical system 250 is not an effective optical path.
  • the components inside the case can be arranged more densely.
  • the light source unit 220, the first optical system 230, the second optical system 240, the third optical system 250, and the image sensor unit 260 disposed inside the case 210 are arranged in axis alignment. It can be.
  • virtual center lines of the light source unit 220, the first optical system 230, the second optical system 240, the third optical system 250, and the image sensor unit 260 projected on the plane of the case are (210) can be arranged aligned on the imaginary center line 280 projected on the plane.
  • the image sensor unit (eg, 260 of FIG. 2 ) may be configured to detect light refracted from the third optical system (eg, 250 of FIG. 2 ).
  • the image sensor unit may be configured to acquire at least two stereo images 410 from light refracted from the third optical system.
  • the image sensor unit may acquire at least two stereo images each refracted by the first prism and the second prism (eg, 252 and 254 of FIG. 2 ) of the third optical system.
  • the processor may extract depth data and perform 3D modeling of the oral cavity structure, which is a subject, based on the extracted depth data.
  • the image sensor unit may be configured to acquire two or more stereo images from light refracted from the third optical system.
  • the light source unit 520 may be configured to emit light toward the opening 512 or the first optical system 530 .
  • the light source unit 520 may be accommodated at the other inner end of the case 510 opposite to one end of the case 510 in which the opening 512 or the second optical system 540 is formed.
  • the light source unit 520 may be fixedly disposed below the other inner end of the case 510 .
  • the first optical system 530 through the first reflector 532 and the second reflector 534, the light irradiated from the light source unit 520 through the aperture 512 or the second optical system 540 ) direction.
  • the first reflector 532 fixedly disposed on the inner lower portion of the case 510 may be configured to reflect the light emitted from the light source unit 520 toward the second reflector 534 .
  • the second reflector 534 may be configured to reflect the light reflected by the first reflector 532 toward the opening 512 or the second optical system 540 .
  • the second reflector 534 and the first reflector 532 may be spaced apart from each other and fixedly disposed on the inner central portion of the case 510 .
  • Light reflected from the second reflector 534 may be reflected toward a subject outside the case by the second optical system 540 .
  • light may pass through an opening formed on one side of the opening 512 .
  • the light reflected from the subject may be reflected back toward the third optical system 550 by the second optical system 540 .
  • Light refracted by the third optical system 550 may be reflected toward the image sensor unit 560 .
  • the third optical system 550 may include the same configuration as the third optical system 250 shown in FIG. 2 .
  • the light source unit 520 and the second optical system 540 may be fixedly disposed at both ends of the inner space of the case 510, respectively.
  • the first optical system 530 disposed at an arbitrary position in the middle determines the path through which the light passes when the light reflected from the subject is reflected in the direction of the third optical system 550 by the second optical system 540. It can be placed in a non-interfering area, that is, in a blind spot.
  • the light source unit 620 may be configured to emit light toward the opening 612 or the first optical system 630 .
  • the light source unit 620 may be accommodated at the other inner end of the case 610 opposite to one end of the case 610 in which the opening 612 or the second optical system 640 is formed.
  • the light source unit 620 may be fixedly disposed above the other inner end of the case 610 .
  • the light source unit 620 may be fixedly disposed below the other inner end of the case 610 .
  • the first reflector 632 and the second reflector 634 of the first optical system 630 may be disposed as shown in FIG. 5 .
  • the first optical system 630 may include a prism having a rhomboid shape including a first reflector 632 and a second reflector 634 .
  • first reflector 632 of the prism may be configured to reflect the light emitted from the light source unit 620 toward the second reflector 634 .
  • the second reflector 634 may be configured to reflect the light reflected by the first reflector 632 toward the opening 612 or the second optical system 640 . That is, light emitted from the light source unit 620 may be reflected toward the second optical system 640 or the opening 612 through the rhomboidal prism of the first optical system 630 .
  • the light reflected from the second reflector 634 of the rectangular prism may be reflected toward the subject by the second optical system 640 .
  • light may pass through an opening formed on one side of the opening 612 .
  • the light reflected from the subject may be reflected back toward the third optical system 650 by the second optical system 640 .
  • Light refracted by the third optical system 650 may be reflected toward the image sensor unit 660 .
  • the third optical system 650 may include the same configuration as the third optical system 250 shown in FIG. 2 .
  • the light source unit 620 and the second optical system 640 may be fixedly disposed at both ends of the inner space of the case 610, respectively.
  • the rhomboidal prism which is the first optical system 630 disposed at an arbitrary position in the middle, when the light reflected from the subject is reflected in the direction of the third optical system 650 by the second optical system 640 , it can be placed in an area that does not interfere with the path through which light passes, that is, in a blind spot.
  • the light source unit 720 may be configured to emit light toward the opening 712 or the first optical system 730 .
  • the light source unit 720 may include a first light source unit 722 and a second light source unit 724 .
  • One of the lights emitted from the first light source unit 722 and the second light source unit 724 may correspond to patterned light or structured light, and the other light may correspond to general light without a pattern.
  • the first light source unit 722 and the second light source unit 724 may be configured to alternately emit light during a predetermined time interval.
  • first light source unit 722 and the second light source unit 724 are disposed along with the image sensor unit 760 at the other end opposite to the one end where the opening 712 of the case is installed, centering on the image sensor unit 760. It may be symmetrically fixed to the top and bottom of the other inner end of the case 710 .
  • the first optical system 730 transmits light emitted from the light source unit 720 through the first reflector 732, the second reflector 734, and the third reflector 736 to the opening 712. It can be configured to reflect in a direction. That is, the first reflector 732 and the third reflector 736 may be configured to reflect light emitted from the light source unit 720 toward the second reflector 734 .
  • the first reflector 732 may be fixedly disposed on an inner upper portion of the case, and the third reflector 736 may be fixedly disposed on an inner lower portion of the case.
  • the second reflector 734 reflects the light reflected by the first reflector 732 and the third reflector 736 toward the opening 712 or the second optical system 740, respectively.
  • the back angle between the respective reflective surfaces of the second reflector 734 may be configured to form a right angle.
  • the second reflector 734 may be spaced apart from the first reflector 732 and the third reflector 736 and fixedly disposed on the inner central portion of the case 710 . That is, the light irradiated from the light source unit 720 passes through the first reflector 732, the third reflector 736, and the second reflector 734 of the first optical system 730 and enters the opening 712 or the second reflector 734. It may be reflected in the direction of the optical system 740 .
  • the light reflected from the second reflector 734 may be reflected toward the subject by the second optical system 740 .
  • light may pass through an opening formed on one side of the opening 712 .
  • Light reflected from a subject located outside the case may be reflected back toward the third optical system 750 by the second optical system 740 .
  • Light refracted by the third optical system 750 may be reflected toward the image sensor unit 760 .
  • the third optical system 750 may include the same configuration as the third optical system 250 shown in FIG. 2 .
  • the light source unit 720 and the second optical system 740 may be fixedly disposed at both ends of the inner space of the case 710, respectively.
  • the first optical system 730 disposed at an arbitrary position in the middle determines the path through which the light passes when the light reflected from the subject is reflected in the direction of the third optical system 750 by the second optical system 740. It can be placed in a non-interfering area, that is, in a blind spot. That is, the first optical system 730 may be disposed in an area that does not overlap with light incident on the third optical system 750 among light reflected from the subject.
  • the first prism and the second prism for example, 252 and 254 of FIG.
  • the third optical system 750 are disposed spaced apart from each other on the rear surface of the second reflector 734, and the first prism
  • the spaced distance between the second prisms may correspond to the width of the second reflector 734 .
  • the optical path of the first optical system 730 and the optical path of the third optical system 750 do not interfere with each other, and each of the first optical system 730 and the third optical system 750 is not an effective optical path.

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너는, 일단에 개구부가 형성된 케이스, 케이스의 내부에 배치되며, 광을 조사하는 광원부, 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성되는 제1 반사부 및 제1 반사부에 의해 반사된 광을 개구부 방향으로 반사하도록 구성되는 제2 반사부를 포함하는 제1 광학계, 개구부에 배치되고, 제1 광학계로부터 반사된 광을 케이스의 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사시키고, 피사체로부터 반사되는 광을 케이스의 내부로 반사시키는 제2 광학계, 제2 광학계로부터 반사된 광을 굴절시키는 복수의 프리즘을 포함하는 제3 광학계 및 제3 광학계에 의해 굴절된 광을 검출하는 이미지 센서부를 포함한다.

Description

구강 스캐너
본 개시는 구강 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구강의 3차원 이미지를 획득하도록 구성되는 구강 스캐너에 관한 것이다.
일반적으로 치과 환자의 진단이나 치료과정에서 인상채득 절차가 실행된다. 인상채득은 구강 내 치아 및 조직의 상태를 인상재에 반영하여 환자의 진단 및 치료계획을 수립하기 위해 필요한 임상 절차이다. 최근 디지털 기술이 치과 임상 및 기공 과정에 적용되면서 인상채득에 인상재를 사용하지 않고 구강 내 또는 인상체를 스캔하여 디지털 데이터로 변환하는 디지털 인상(digital impression)을 사용하는 경우가 증가하고 있다. 이와 같이, 치과 진단 및 치료에 있어서 디지털 인상의 중요성이 증가함에 따라 구강 스캐너(intraoral scanner)에 대한 기술 발전이 활발하게 이루어지고 있다.
구강 스캐너는 치과 환자의　구강　내에 삽입되어 비접촉식으로 치아의 3차원적인 구조를 스캐닝하는 장치 또는 시스템이다. 일반적으로, 최근 개발된 구강 스캐너는, 구내의 2차원 영상 데이터를 촬영하고, 2차원 영상데이터에 기초하여 구강 구조의 3차원 모델링을 실행한다. 이러한 기능을 갖는 구강 스캐너는 임상에서도 적용범위가 확대되어 치아 수복을 위한 치료뿐만 아니라 임플란트, 교정장치 등의 제작에도 이용될 수 있다.
한편, 성공적인 치과 치료를 위해서는 인상의 정확성이 중요하다. 구강 스캐너를 통한 디지털 인상은 인상재의 수축이나 팽창 등에 의한 변형의 문제점을 갖지 않으므로 전통적인 인상채득 방식에 비해 인상의 정확도가 높다. 하지만, 구강 스캐너가 정교한 치과 시술 도구로 계속 사용되기 위해서는 스캐닝의 정확성을 제고할 필요가 있다. 또한, 구강 스캐너는 치과 환자의 구강 내에 비접촉식으로 삽입되어 사용되기 때문에, 구강 스캐너 사용 중에 환자가 편안함을 느낄 수 있도록 하는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 치과 환자의 구강 내에 비접촉식으로 삽입되어 사용하기에 적합한 구조를 갖도록 복수의 광학계를 배치한 구강 스캐너를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너는, 일단에 개구부가 형성된 케이스, 케이스의 내부에 배치되며, 광을 조사하는 광원부, 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성되는 제1 반사부 및 제1 반사부에 의해 반사된 광을 개구부 방향으로 반사하도록 구성되는 제2 반사부를 포함하는 제1 광학계, 개구부에 배치되고, 제1 광학계로부터 반사된 광을 케이스의 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사시키고, 피사체로부터 반사되는 광을 케이스의 내부로 반사시키는 제2 광학계, 제2 광학계로부터 반사된 광을 굴절시키는 복수의 프리즘을 포함하는 제3 광학계 및 제3 광학계에 의해 굴절된 광을 검출하는 이미지 센서부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제3 광학계는, 제2 광학계로부터 반사된 광을 이미지 센서부 방향으로 굴절되도록 구성되는 제1 프리즘 및 제2 프리즘을 포함하고, 제1 프리즘 및 제2 프리즘은 이격되어 대칭적으로 배치된다.
일 실시예에 따르면, 제1 프리즘 및 제2 프리즘의 단면의 형태는 삼각형이다.
일 실시예에 따르면, 제1 프리즘 및 제2 프리즘의 위치 및 방향은, 제1 프리즘 및 제2 프리즘에 의해 각각 굴절되어 이미지 센서부에 의해 검출되는 피사체의 복수 개의 상(image)이 겹쳐지지 않고, 각각의 상이 전부 보이도록 설정된다.
일 실시예에 따르면, 제1 광학계는 제1 반사부와 제2 반사부를 포함하는 장사방형(rhomboid) 형태의 프리즘으로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 광원부는, 이미지 센서를 중심으로 상부에 배치되는 제1 광원부 및 이미지 센서를 중심으로 하부에 배치되는 제2 광원부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제1 광학계는, 제1 반사부는 제1 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성되고, 제2 반사부를 중심으로 제1 반사부와 대칭되는 위치에 배치되며, 제2 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성된 제3 반사부를 더 포함하며, 제2 반사부는 제1 반사부 및 제3 반사부에 의해 반사된 광을 각각 개구부 방향으로 반사하는 2개의 반사면을 포함하고, 제2 반사부의 각각의 반사면 간의 이면각은 우각을 이루도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 광원부는 패턴광 또는 구조광을 조사하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 이미지 센서부는, 제3 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 복수 개의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 케이스의 평면 상에 투영된, 광원부, 제1 광학계, 제2 광학계, 제3 광학계 및 이미지 센서부의 가상의 중심선은 케이스의 평면 상에 투영된 가상의 중심선 상에 정렬되어 배치된다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 구강 스캐너의 케이스 내부에 배치되는 복수의 광학계 각각의 각도 조절을 위한 구동부가 불필요하므로, 케이스 내부에서 광학계들을 최적의 위치에 조밀하게 배치할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 케이스 내부에 복수의 광학계를 조밀한 구조로 배치함으로써 부피가 작은 구강 스캐너를 구현할 수 있으므로, 구강 스캐너의 사용 시 치과 환자의 구강 내 삽입뿐만 아니라 구강 내에서 이동이나 방향 전환이 용이하여 치아 스캐닝을 정밀하게 수행할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 1개의 이미지 센서부만으로도 복수의 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 2개 이상의 스테레오 이미지를 획득할 수 있으므로, 구강 스캐너의 제작 비용이 절감되고 그 내부 구성을 더욱 최적화시킬 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너가 구강 3D 모델링 및 시각화 시스템과 연결된 구성을 나타내는 개요도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 측면도 및 투시 평면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 획득된 스테레오 이미지의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5은 본 개시의 다른 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 측면도이다.
도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 측면도이다.
도 7은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 구강 스캐너의 투시 측면도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 개시에서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서, 한 구조물의 내부 공간으로 향하는 방향을 "내측", 개방된 외부 공간으로 돌출된 방향을 "외측"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "내측", "외측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 개시에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '모듈' 또는 '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '모듈' 또는 '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 또는 변수들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들은 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '모듈' 또는 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들로 더 분리될 수 있다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(110)가 구강 3D 모델링 및 시각화 서버(120)와 연결된 구강 스캐닝 시스템(100)의 구성을 나타내는 개요도이다. 도시된 바와 같이, 구강 스캐닝 시스템(100)은, 치과 환자의 구강 내부의 3차원적 구조를 스캐닝할 수 있는 구강 스캐너(110) 및 구강 스캐너(110)에 연결된 구강 3D 모델링 및 시각화 서버(120)를 포함할 수 있다.
구강 스캐너(110)는, 예를 들어, 치과 의료진에 의해 치과 환자의 구강 내에 삽입되어 비접촉식으로 치아를 스캐닝하여 복수의 2차원 영상 데이터를 촬영할 수 있다. 또 한, 구강 스캐너(110)는 촬영된 복수의 2차원 영상데이터를 3D 모델링 및 시각화 서버(120)에 전송하거나, 자체적으로 2차원 영상 데이터에 기초한 3차원 구강 구조 모델링을 실행할 수 있다.
구강 스캐너(110)는, 3D 모델링 및 시각화 서버(120)와 유선 또는 무선으로 통신이 가능하도록 구성된 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 여기서, 네트워크는 설치 환경에 따라, 예를 들어, 동선 케이블과 같은 전기적인 연결선, 이더넷(Ethernet), 유선 홈 네트워크(Power Line Communication), 전화선 통신 장치 및 RS-serial 통신 등의 유선 네트워크, 이동통신망, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi, Bluetooth 및 ZigBee 등과 같은 무선 네트워크 또는 그 조합으로 구성될 수 있다.
구강 스캐너(110)는 3D 모델링 및 시각화 서버(120)와 2차원 영상 데이터, 3차원 구강 구조 모델 데이터 등과 같은 정보 및/또는 데이터를 송수신할 수 있다. 구강 스캐너(110)와 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 도시된 바와 같이 물리적으로 분리되어 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구강 스캐너(110)와 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 하나의 컴퓨팅 장치 내에 일체형으로 구성될 수 있다.
3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 구강 스캐너(110)로부터 획득된 적어도 2 개의 2차원 영상 데이터 또는 스테레오 이미지에 기초하여 3차원 구강 구조 모델링을 수행할 수 있다. 이러한 기능 수행을 위해, 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는 이미지 처리 및 3차원 모델링을 수행할 수 있는 프로세서(예를 들어, CPU, GPU, AP, NPU 등) 및 2차원 영상 데이터 또는 3차원 구강 구조 모델 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 3D 모델링 및 시각화 서버(120)는, 도시된 바와 같이, 통신부(122), 제어부(124) 및 디스플레이부(126)를 포함할 수 있다. 통신부(122)는 구강 스캐너(110)와 정보 및/또는 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 통신부(122)는 제어부(124)의 명령 신호를 구강 스캐너(110)로 송신할 수 있으며, 구강 스캐너(110)로부터 대상 구강 구조의 이미지 정보를 수신할 수 있다.
제어부(124)는 구강 스캐너(110)가 대상 구강 구조의 이미지를 촬영하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(124)는, 구강 스캐너(110) 내부에 설치된 적어도 하나 이상의 광원부(예를 들어, 도 2의 220)가 광을 복수의 광학계 중 적어도 하나를 향해 조사하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(124)는, 구강 스캐너(110) 내부에 설치된 이미지 센서부(예를 들어, 도 2의 260)가 복수의 광학계 중 적어도 하나에 의해 반사되는 광을 검출하도록 제어할 수 있다. 제어부(124)는 이미지 센서부가 검출된 광의 이미지로부터 적어도 2 개 이상의 스테레오 이미지를 획득하도록 제어할 수 있다. 제어부(124)는 디스플레이부(126)가 구강 스캐너(110)로부터 수신한 2 개 이상의 스테레오 이미지 등을 표시하도록 제어할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어부(124)는 2 개 이상의 스테레오 이미지를 기초로 산출된 3차원 구강 구조 모델 데이터를 시각화하여 디스플레이부(126)에 표시되도록 제어할 수 있다.
디스플레이부(126)는, 구강 스캐너(110) 또는 제어부(124)로부터 전달받은 정보 및/또는 데이터를 표시할 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(126)에 표시되는 데이터는 2 개의 스테레오 이미지 또는 3차원 구강 구조 모델의 이미지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이부(126)는, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, LCD 디스플레이, 터치 디스플레이 등과 같은 디스플레이 패널 장치를 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(200)의 투시 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 구강 스캐너(200)는 케이스(210), 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240), 제3 광학계(250) 및 이미지 센서부(260)를 포함할 수 있다.
케이스(210)는 구강 스캐너(200)의 외부를 형성하며, 그 내부에 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240), 제3 광학계(250) 및 이미지 센서부(260)를 수용하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(210)는 대략 어느 하나의 길이 방향으로 연장된 사다리꼴 박스의 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 케이스(210)는, 직육면체형, 원통형, 유선형 또는 구강 내부로 삽입하기 적합한 임의의 형태로 형성될 수 있다.
개구부(212)는 케이스(210)의 일단에 형성될 수 있다. 구체적으로, 개구부(212)는 케이스(210)의 일단에 형성된 개구를 포함할 수 있다. 이 경우, 개구부(212)의 개구는, 케이스(210)의 내부에서 생성 또는 반사되는 광이 외부로 조사되고, 외부의 광이 케이스(210)의 내부로 도입될 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 구강 스캐너(200)가 구강 내로 삽입 시, 개구부(212)는 구강의 가장 내측에 위치하도록 구성될 수 있다.
광원부(220)는 개구부(212), 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)를 향해 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 광원부(220)로부터 조사되는 광은 패턴광 또는 구조광에 해당할 수 있다. 광 패턴은 직선형 무늬, 점 패턴 또는 임의의 형태의 패턴일 수 있다. 패턴광이 케이스의 외부에 위치한 구강 내의 치아와 같은 피사체(270)에 조사되면, 피사체(270)의 표면의 3차원적 구조에 따라 해당 패턴의 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 피사체(270)의 표면에 투영된 패턴의 변형 또는 특징점의 위치 변화 정보를 기초로 피사체(270)의 3차원 구조를 식별하고 모델링할 수 있다.
광원부(220)는 케이스(210)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 광원부(220)는 개구부(212) 또는 제2 광학계(240)가 형성된 케이스(210)의 일단과 대향하는 케이스(210)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 광원부(220)는 케이스(210)의 내측 타단의 상부에 고정 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광원부(220)는 제1 광원부(예를 들어, 도 7의 722)와 제2 광원부(예를 들어, 도 7의 724)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 광원부 및 제2 광원부는 이미지 센서부(260)와 함께 케이스의 타단에 배치되며, 이미지 센서부를 중심으로 케이스(210)의 내측 타단의 상부 및 하부에 각각 고정 배치될 수 있다. 2 개의 광원부를 포함하는 구강 스캐너(200)의 구성은 도 7을 참조하여 상세히 후술된다.
일 실시예에서, 광원부(220)는 케이스(210)의 한쪽 끝에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 광원부(220)는 케이스(210)의 일단과 타단 사이의 임의의 중간 지점에 배치될 수 있다. 즉, 광원부(220)는 개구부(212), 제1 광학계(230) 또는 제2 광학계(240)를 향해 광을 조사하기 용이한 케이스(210) 내의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
제1 광학계(230)는 광원부(220)로부터 조사되는 광을 제2 광학계(240) 또는 개구부(212) 방향으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 광학계(230)는 제1 반사부(232) 및 제2 반사부(234)를 포함할 수 있다. 제1 반사부(232)는 광원부(220)로부터 조사된 광을 제2 반사부(234)를 향해 반사하도록 구성될 수 있다. 제1 반사부(232)는 케이스의 내측 상부에 고정 배치될 수 있다. 또한, 제2 반사부(234)는 제1 반사부(232)에 의해 반사된 광을 제2 광학계(240) 또는 개구부(212) 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다. 제2 반사부(234)는 제1 반사부(232)로부터 이격 되어 케이스(210)의 내측 중앙부에 고정 배치될 수 있다. 즉, 광원부(220)로부터 조사되는 광은 제1 광학계(230)의 제1 반사부(232)와 제2 반사부(234)를 거쳐 제2 광학계(240) 또는 개구부(212) 방향으로 반사될 수 있다.
제2 광학계(240)는 제1 광학계(230)의 제2 반사부(234)로부터 조사되는 광을 피사체(270) 방향으로 반사시키고, 피사체(270)로부터 반사되는 광을 제2 반사부(234) 또는 제3 광학계(250) 방향으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 제2 광학계(240)는 적어도 1개의 반사부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 광학계(240)는 적어도 1 개의 거울일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 광학계(240)는 개구부(212) 또는 그 주변에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 광학계(240)는 개구부(212)의 내측면에 고정 배치될 수 있다.
제3 광학계(250)는 제2 광학계(240)로부터 조사된 광을 굴절시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제3 광학계(250)는 제2 광학계(240)로부터 조사된 광을 이미지 센서부(260) 방향으로 굴절시킬 수 있다. 이 경우, 제3 광학계(250)가 광을 굴절시키기 위한 복수의 프리즘을 포함할 수 있다.
제3 광학계(250)는 제1 광학계(230)의 제2 반사부(234)의 반사면의 반대방향의 이면에 인접하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 케이스(210)의 내부 공간 중 양 끝단에는 각각 광원부(220)와 제2 광학계(240)가 고정 배치될 수 있고 그 중간의 임의의 위치에 제1 광학계(230)가 배치되고, 제1 광학계(230)로부터 광원부(220) 또는 이미지 센서부(260)가 위치한 방향의 인접한 위치에 제3 광학계(250)가 고정 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 광학계(250)는 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)을 포함할 수 있다. 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)은 제2 광학계(240)로부터 반사된 광을 굴절시켜 이미지 센서부(260) 방향으로 조사하도록 구성될 수 있다. 제1 프리즘 및 제2 프리즘은 이격되어 대칭적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)은 케이스(210)의 평면 상에 투영된, 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 이미지 센서부(260)의 가상의 중심선을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 또한, 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)의 단면의 형태는 삼각형 형태일 수 있으며, 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)의 위치 및 방향은, 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)에 의해 각각 굴절되어 이미지 센서부(260)에 의해 검출되는 이미지 상에서 피사체의 복수 개의 상(image)이 겹쳐지지 않고, 각각의 상이 전부 보이도록 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 케이스(210) 내부에는 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 또는 제3 광학계(250) 각각은 사전 결정된 위치에 고정 배치될 수 있다. 이 경우, 케이스(210) 내부에는 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 또는 제3 광학계(250)의 각도 조절을 위한 구동부를 설치하지 않을 수 있다. 이와 같이, 케이스 내부에서 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 제3 광학계(250)가 배치된 영역에 다른 전자적 또는 기계적 구성요소를 배치할 필요가 없기 때문에, 케이스 내부의 구성요소들을 조밀하게 배치할 수 있다. 따라서, 제1 광학계(230), 제2 광학계(240) 및 제3 광학계(250)의 조밀한 구조로부터 케이스(210)의 최적 구조를 설계할 수 있기 때문에, 구강 내에서 스캐닝 동작이 자유롭고 부피가 작은 구강 스캐너(200)를 구현할 수 있다.
이미지 센서부(260)는 제3 광학계(250)로부터 굴절된 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서부(260)는 제3 광학계(250)로부터 굴절된 광으로부터 2 개의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부(260)는 제3 광학계(250)의 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)에 의해 각각 굴절되는 적어도 2 개의 광의 이미지를 함께 획득할 수 있다. 이와 같이, 구강 스캐너(200)는 2 개의 프리즘(252, 254)을 포함하는 제3 광학계(250)를 포함하므로, 1 개의 이미지 센서부(260)만으로도 적어도 2 개의 스테레오 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 센서부(260)로부터 획득된 적어도 2 개의 스테레오 이미지는, 이후 프로세서에 의해 실행되는 3D 구강 구조 모델링에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 이미지 센서부(260)는 케이스(210)의 타단에 배치될 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부(260)는 개구부(212) 또는 제2 광학계(240)가 형성된 케이스(210)의 일단과 대향하도록 케이스(210)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서부(260)는 광원부(220)와 인접한 케이스(210)의 내측 하부에 고정 배치될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(200)의 투시 측면도 및 투시 평면도이다. 도 3에서는 도 2와 중복되는 구성에 대하여는, 도 3에 도시된 실시예를 기준으로 간략히 서술한다. 일 실시예에서, 광은 광원부(220)로부터 조사되어 제1 광학계(230)의 제1 반사부(232) 및 제2 반사부(234)에 의해, 제2 광학계(240) 방향으로 반사될 수 있다. 제2 반사부(234)로부터 반사된 광은 제2 광학계(240)에 의해 케이스(210) 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사될 수 있다. 이 경우, 광은 개구부(212) 일측에 형성된 개구를 통과할 수 있다. 피사체로부터 반사된 광은 제2 광학계(240)에 의해 제3 광학계(250)의 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254) 방향으로 반사될 수 있다. 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)에 의해 굴절된 광은 이미지 센서부(260) 방향으로 조사될 수 있다.
이 경우, 케이스(210)의 내부 공간 중 양 끝단에는 각각 광원부(220)와 제2 광학계(240)가 고정 배치될 수 있다. 또한, 그 중간의 임의의 위치에 배치되는 제1 광학계(230)는, 피사체로부터 반사된 광이 제2 광학계(240)에 의해 제3 광학계(250) 방향으로 반사되는 경우, 광이 지나는 경로를 간섭하지 않는 영역, 즉 사각 지대에 배치될 수 있다. 즉, 제1 광학계(230)는, 피사체로부터 반사된 광 중 제3 광학계(250)에 입사하는 것과 중첩되지 않은 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 광학계(250)의 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254)은 제2 반사부(234)의 후면에 서로 이격되어 배치되며, 제1 프리즘(252) 및 제2 프리즘(254) 사이의 이격된 거리는 제2 반사부(234)의 폭의 길이에 상당할 수 있다. 이와 같이, 제1 광학계(230)의 광경로와 제3 광학계(250)의 광경로가 상호 간섭되지 않으면서, 제1 광학계(230) 및 제3 광학계(250) 각각이 유효한 광경로가 아닌 사각 지대에 적절히 배치함으로써, 케이스 내부의 구성요소들을 더욱 조밀하게 배치할 수 있다.
일 실시예에서, 케이스(210) 내부에 배치된 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240), 제3 광학계(250) 및 이미지 센서부(260)는 축 정렬되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 케이스의 평면 상에 투영된, 광원부(220), 제1 광학계(230), 제2 광학계(240), 제3 광학계(250) 및 이미지 센서부(260)의 가상의 중심선은 케이스(210)의 평면 상에 투영된 가상의 중심선(280) 상에 정렬되어 배치될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 1개의 이미지 센서부만으로도 복수의 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 2개 이상의 스테레오 이미지를 획득할 수 있으므로, 구강 스캐너의 제작 비용이 절감되고 그 내부 구성을 더욱 최적화시킬 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 획득된 스테레오 이미지(410)의 예시를 나타내는 도면이다. 이미지 센서부(예를 들어, 도 2의 260)는 제3 광학계(예를 들어, 도 2의 250)로부터 굴절된 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서부는 제3 광학계로부터 굴절된 광으로부터 적어도 2 개의 스테레오 이미지(410)를 획득하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이미지 센서부는 제3 광학계의 제1 프리즘 및 제2 프리즘(예를 들어, 도2의 252, 254)에 의해 각각 굴절되는 적어도 2개의 스테레오 이미지를 함께 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 적어도 2개의 스테레오 이미지에 기초하여, 프로세서는 뎁스 데이터(depth data)를 추출하고, 이를 기초로 피사체인 구강 구조의 3D 모델링을 실행할 수 있다.
도 4는 2 개의 스테레오 이미지를 획득한 예시가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이미지 센서부는 제3 광학계로부터 굴절된 광으로부터 2 개 이상의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 구강 스캐너(500)의 투시 측면도이다. 도 5에서는 도 2와 중복되는 구성에 대하여는, 도 5에 도시된 실시예를 기준으로 간략히 서술한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광원부(520)는 개구부(512) 또는 제1 광학계(530)를 향해 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 광원부(520)는 개구부(512) 또는 제2 광학계(540)가 형성된 케이스(510)의 일단과 대향하는 케이스(510)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 광원부(520)는 케이스(510)의 내측 타단의 하부에 고정 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 광학계(530)는, 제1 반사부(532) 및 제2 반사부(534)를 통해, 광원부(520)로부터 조사되는 광을 개구부(512) 또는 제2 광학계(540) 방향으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 케이스(510)의 내측 하부에 고정 배치된 제1 반사부(532)는 광원부(520)로부터 조사된 광을 제2 반사부(534)를 향해 반사하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 반사부(534)는 제1 반사부(532)에 의해 반사된 광을 개구부(512) 또는 제2 광학계(540) 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다. 제2 반사부(534) 및 제1 반사부(532)는 상호 이격 되어 케이스(510)의 내측 중앙부에 고정 배치될 수 있다.
제2 반사부(534)로부터 반사된 광은 제2 광학계(540)에 의해 케이스 외부의 피사체 방향으로 반사될 수 있다. 이 경우, 광은 개구부(512) 일측에 형성된 개구를 통과할 수 있다. 피사체로부터 반사된 광은 다시 제2 광학계(540)에 의해 제3 광학계(550) 방향으로 반사될 수 있다. 제3 광학계(550)에 의해 굴절된 광은 이미지 센서부(560) 방향으로 반사될 수 있다. 여기서, 제3 광학계(550)는 도 2에 도시된 제3 광학계(250)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 케이스(510)의 내부 공간 중 양 끝단에는 각각 광원부(520)와 제2 광학계(540)가 고정 배치될 수 있다. 또한, 그 중간의 임의의 위치에 배치되는 제1 광학계(530)는, 피사체로부터 반사된 광이 제2 광학계(540)에 의해 제3 광학계(550) 방향으로 반사되는 경우, 광이 지나는 경로를 간섭하지 않는 영역, 즉 사각 지대에 배치될 수 있다.
도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 구강 스캐너(600)의 투시 측면도이다. 도 6에서는 도 2와 중복되는 구성에 대하여는, 도 6에 도시된 실시예를 기준으로 간략히 서술한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 광원부(620)는 개구부(612) 또는 제1 광학계(630)를 향해 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 광원부(620)는 개구부(612) 또는 제2 광학계(640)가 형성된 케이스(610)의 일단과 대향하는 케이스(610)의 내측 타단에 수용 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 광원부(620)는 케이스(610)의 내측 타단의 상부에 고정 배치될 수 있다. 다른 예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원부(620)는 케이스(610)의 내측 타단의 하부에 고정 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 광학계(630)의 제1 반사부(632) 및 제2 반사부(634)는 도 5에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 광학계(630)는 제1 반사부(632) 및 제2 반사부(634)를 포함하는 장사방형(rhomboid) 형태의 프리즘을 포함할 수 있다. 이 경우, 프리즘의 제1 반사부(632) 및 제2 반사부(634)를 통해 광원부(620)로부터 조사되는 광이 개구부(612) 방향으로 반사될 수 있다. 즉, 프리즘의 제1 반사부(632)는 광원부(620)로부터 조사된 광을 제2 반사부(634)를 향해 반사하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 반사부(634)는 제1 반사부(632)에 의해 반사된 광을 개구부(612) 또는 제2 광학계(640) 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다. 즉, 광원부(620)로부터 조사되는 광은 제1 광학계(630)의 장사방형 형태의 프리즘을 거쳐 제2 광학계(640) 또는 개구부(612) 방향으로 반사될 수 있다.
장사방형 형태의 프리즘의 제2 반사부(634)로부터 반사된 광은 제2 광학계(640)에 의해 피사체 방향으로 반사될 수 있다. 이 경우, 광은 개구부(612) 일측에 형성된 개구를 통과할 수 있다. 피사체로부터 반사된 광은 다시 제2 광학계(640)에 의해 제3 광학계(650) 방향으로 반사될 수 있다. 제3 광학계(650)에 의해 굴절된 광은 이미지 센서부(660) 방향으로 반사될 수 있다. 여기서 제3 광학계(650)는 도 2에 도시된 제3 광학계(250)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 케이스(610)의 내부 공간 중 양 끝단에는 각각 광원부(620)와 제2 광학계(640)가 고정 배치될 수 있다. 또한, 그 중간의 임의의 위치에 배치되는 제1 광학계(630)인 장사방형 형태의 프리즘은, 피사체로부터 반사된 광이 제2 광학계(640)에 의해 제3 광학계(650) 방향으로 반사되는 경우, 광이 지나는 경로를 간섭하지 않는 영역, 즉 사각 지대에 배치될 수 있다.
도 7은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 구강 스캐너(700)의 투시 측면도이다. 도 7에서는 도 2와 중복되는 구성에 대하여는, 도 7에 도시된 실시예를 기준으로 간략히 서술한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광원부(720)는 개구부(712) 또는 제1 광학계(730)를 향해 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 광원부(720)는 제1 광원부(722)와 제2 광원부(724)를 포함할 수 있다. 제1 광원부(722) 및 제2 광원부(724)로부터 조사되는 광 가운데 어느 하나의 광은 패턴광 또는 구조광에 해당하고, 다른 하나의 광은 패턴이 없는 일반광에 해당할 수 있다. 제1 광원부(722) 및 제2 광원부(724)는 사전 결정된 시간 간격 동안 교대로 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 광원부(722) 및 제2 광원부(724)는 이미지 센서부(760)와 함께 케이스의 개구부(712)가 설치된 일단과 대향하는 타단에 배치되며, 이미지 센서부(760)를 중심으로 케이스(710)의 내측 타단의 상부 및 하부에 대칭으로 고정 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 광학계(730)는 제1 반사부(732), 제2 반사부(734) 및 제3 반사부(736)를 통해 광원부(720)로부터 조사되는 광을 개구부(712) 방향으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 반사부(732) 및 제3 반사부(736)는 광원부(720)로부터 조사된 광을 제2 반사부(734)를 향해 반사하도록 구성될 수 있다. 제1 반사부(732)는 케이스의 내측 상부에 고정 배치될 수 있고, 제3 반사부(736)는 케이스의 내측 하부에 고정 배치될 수 있다. 또한, 제2 반사부(734)는 제1 반사부(732) 및 제3 반사부(736)에 의해 반사된 광을 각각 개구부(712) 또는 제2 광학계(740) 방향으로 반사하는 2개의 반사면을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 반사부(734)의 각각의 반사면 간의 이면각은 우각을 이루도록 구성될 수 있다. 제2 반사부(734)는 제1 반사부(732) 및 제3 반사부(736)로부터 이격 되어 케이스(710)의 내측 중앙부에 고정 배치될 수 있다. 즉, 광원부(720)로부터 조사되는 광은 제1 광학계(730)의 제1 반사부(732) 및 제3 반사부(736)와 제2 반사부(734)를 거쳐 개구부(712) 또는 제2 광학계(740) 방향으로 반사될 수 있다.
제2 반사부(734)로부터 반사된 광은 제2 광학계(740)에 의해 피사체 방향으로 반사될 수 있다. 이 경우, 광은 개구부(712) 일측에 형성된 개구를 통과할 수 있다. 케이스의 외부에 위치한 피사체로부터 반사된 광은 다시 제2 광학계(740)에 의해 제3 광학계(750) 방향으로 반사될 수 있다. 제3 광학계(750)에 의해 굴절된 광은 이미지 센서부(760) 방향으로 반사될 수 있다. 여기서 제3 광학계(750)는 도 2에 도시된 제3 광학계(250)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 케이스(710)의 내부 공간 중 양 끝단에는 각각 광원부(720)와 제2 광학계(740)가 고정 배치될 수 있다. 또한, 그 중간의 임의의 위치에 배치되는 제1 광학계(730)는, 피사체로부터 반사된 광이 제2 광학계(740)에 의해 제3 광학계(750) 방향으로 반사되는 경우, 광이 지나는 경로를 간섭하지 않는 영역, 즉 사각 지대에 배치될 수 있다. 즉, 제1 광학계(730)는, 피사체로부터 반사된 광 중 제3 광학계(750)에 입사하는 것과 중첩되지 않은 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 광학계(750)의 제1 프리즘 및 제2 프리즘(예를 들어, 도 2의 252, 254)은 제2 반사부(734)의 후면에 서로 이격되어 배치되며, 제1 프리즘 및 제2 프리즘(예를 들어, 도 2의 252, 254) 사이의 이격된 거리는 제2 반사부(734)의 폭의 길이에 상당할 수 있다. 이와 같이, 제1 광학계(730)의 광경로와 제3 광학계(750)의 광경로가 상호 간섭되지 않으면서, 제1 광학계(730) 및 제3 광학계(750) 각각이 유효한 광경로가 아닌 사각 지대에 적절히 배치함으로써, 케이스 내부의 구성요소들을 더욱 조밀하게 배치할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (10)

  1. 구강 스캐너로서,
    일단에 개구부가 형성된 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되며, 광을 조사하는 광원부;
    상기 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성되는 제1 반사부, 및 상기 제1 반사부에 의해 반사된 광을 상기 개구부 방향으로 반사하도록 구성되는 제2 반사부를 포함하는 제1 광학계;
    상기 개구부에 배치되고, 상기 제1 광학계로부터 반사된 광을 상기 케이스의 외부에 위치한 피사체 방향으로 반사시키고, 상기 피사체로부터 반사되는 광을 상기 케이스의 내부로 반사시키는 제2 광학계;
    상기 제2 광학계로부터 반사된 광을 굴절시키는 복수의 프리즘을 포함하는 제3 광학계; 및
    상기 제3 광학계에 의해 굴절된 광을 검출하는 이미지 센서부
    를 포함하는, 구강 스캐너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 광학계는,
    상기 제2 광학계로부터 반사된 광을 상기 이미지 센서부 방향으로 굴절되도록 구성되는 제1 프리즘 및 제2 프리즘을 포함하고,
    상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘은 이격되어 대칭적으로 배치되는, 구강 스캐너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘의 단면의 형태는 삼각형인, 구강 스캐너.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘의 위치 및 방향은, 상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘에 의해 각각 굴절되어 상기 이미지 센서부에 의해 검출되는 상기 피사체의 복수 개의 상(image)이 겹쳐지지 않고, 각각의 상이 전부 보이도록 설정되는, 구강 스캐너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학계는 상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부를 포함하는 장사방형(rhomboid) 형태의 프리즘으로 구성되는, 구강 스캐너.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    상기 이미지 센서를 중심으로 상부에 배치되는 제1 광원부; 및
    상기 이미지 센서를 중심으로 하부에 배치되는 제2 광원부
    를 포함하는, 구강 스캐너.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 광학계는,
    상기 제1 반사부는 상기 제1 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성되고,
    상기 제2 반사부를 중심으로 상기 제1 반사부와 대칭되는 위치에 배치되며, 상기 제2 광원부로부터 조사된 광을 반사하도록 구성된 제3 반사부를 더 포함하며,
    상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부 및 상기 제3 반사부에 의해 반사된 광을 각각 상기 개구부 방향으로 반사하는 2개의 반사면을 포함하고, 상기 제2 반사부의 각각의 반사면 간의 이면각은 우각을 이루도록 구성되는, 구강 스캐너.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 패턴광 또는 구조광을 조사하도록 구성되는, 구강 스캐너.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서부는, 상기 제3 광학계로부터 반사된 광의 이미지로부터 복수 개의 스테레오 이미지를 획득하도록 구성되는, 구강 스캐너.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 평면 상에 투영된, 상기 광원부, 상기 제1 광학계, 상기 제2 광학계, 상기 제3 광학계 및 상기 이미지 센서부의 가상의 중심선은 상기 케이스의 평면 상에 투영된 가상의 중심선 상에 정렬되어 배치되는, 구강 스캐너.
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