KR101794561B1 - 치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법에 관한 것으로, 오브젝트가 부착된 지그를 이용하여 상악과 하악의 치아모델을 개별 스캔하고, 스캔된 이미지데이터로부터 오브젝트를 추출하여 상악용 치아모델과 하악용 치아모델을 자동 교합함으로써, 별도로 상악과 하악이 결합된 상태에서 스캔할 필요 없이 교합된 데이터를 용이하게 생성할 수 있고, 결합된 상태의 스캔 단계가 생략되어 빠른 처리가 가능하며, 자동 교합을 통해 결합면의 상태 정보를 용이하게 추출할 수 있으므로 보다 효과적으로 치아 상태를 진단하는 효과가 있다.

Description

치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법{Apparatus for Dental Model Articulator and Articulating Method using the same}

본 발명은 치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법에 관한 것으로, 오브젝트가 부착된 지그를 이용하여 치아 모델을 스캔하고 치아모델을 자동으로 교합하는 치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 치아는 상악과 하악으로 구분되고, 상악과 하악이 교합하여 음식물을 씹어 소화가 용이하게 하며, 발음에 있어서도 그 중요한 역할을 수행한다.

이러한 치아에 이상이 발생하는 경우, 치아의 상태를 진단하고 치료하기 위해 치아 모델을 생성한다. 생성된 치아모델은 교합기에 장착하여, 교합기를 통해 상악과 하악의 결합상태를 분석하여, 교합에 관한 정보를 추출하고 치아 상태에 대해 진단하게 된다.

가령, 치아모델을 교합기에 장착하여 치아의 교합상태를 3차원 디지털 모델로 생성하는 스캔 기술로 대한민국 등록특허 제10-1484561호가 제안된 바 있다. 이때, 치아 모델을 상악과 하악으로 구분하여 교합기에 설치한 후, 치아 모델을 각각 스캔하고, 또한 상악과 하악이 결합된 상태로 교합기에 설치하여 결합된 상태로 스캔하여 그 결합상태를 분석하였다.

그러나, 치아모델을 상악과 하악 각각 스캔하는 경우 실질적인 결합상태를 확인 할 수 없고, 또한 치아모델의 상악과 하악이 결합된 상태에서 스캔하는 경우에는 결합된 면에 대한 정보를 추출할 수 없어 진단에 어려움이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1484561호 (2015.01.14. 등록)

본 발명은 치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법에 관한 것으로, 치아 모델의 상악과 하악을 오브젝트가 부착된 지그를 이용하여 스캔하고, 스캔데이터로부터 오브젝트를 추출하여 치아모델의 상악과 하악을 자동 교합하는 치아모델 교합용 장치 및 이를 이용한 교합방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치는, 치아모델을 장착하는 지그; 상기 지그에 구비되어 상기 치아모델에 대한 정보를 제공하는 오브젝트; 상기 치아모델을 스캔하여 이미지데이터를 생성하는 스캐너; 상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하고 인식하는 오브젝트분석부; 및 상기 오브젝트분석부의 상기 오브젝트에 대한 오브젝트정보를 바탕으로 상기 이미지데이터를 보정하고, 개별 스캔된 상악용 치아모델의 이미지데이터와 하악용 치아모델의 이미지데이터를 얼라인하여 교합하는 자동교합부를 포함한다.

또한, 상기 오브젝트분석부는, 상기 오브젝트가 구비되는 상기 지그를 스캔하여 상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하여 상기 지그에 대한 오브젝트정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 지그는 복수로 구비되고, 복수의 지그는 각각 상이한 형태의 상기 오브젝트가 구비될 수 있다.

또한, 상기 오브젝트분석부는 상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하여 기 저장된 오브젝트정보를 호출하고, 상기 치아모델의 상악과 하악의 치아모델로 구분할 수 있다.

또한, 상기 오브젝트분석부는 상악용 지그와 하악용 지그가 장착된 교합기를 스캔한 이미지데이터로부터 상기 상악용 지그의 제 1 오브젝트와 상기 하악용 지그의 제 2 오브젝트를 추출하고, 상기 제 1 오브젝트와 상기 제 2 오브젝트의 위치관계를 포함하는 교합용 오브젝트정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 자동교합부는 상기 교합용 오브젝트정보를 바탕으로, 상기 상악용 치아모델의 이미지데이터와 상기 하악용 치아모델의 이미지데이터의 위치관계를 산출하고, 위치를 보정하여 얼라인하여 자동교합할 수 있다.

또한, 상기 오브젝트정보를 오브젝트데이터로써 저장하고, 상기 자동교합부에 의해 생성되는 교합정보를 교합데이터로써 저장하는 데이터부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 오브젝트정보 및 상기 교합데이터를 상기 데이터부에 저장하고, 요청에 따라 상기 오브젝트정보를 호출하며, 새로운 지그에 대한 오브젝트정보를 추가 등록하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치를 이용한 교합방법은, 오브젝트가 부착된 지그를 이용하여 상악용 치아모델과 하악용 치아모델을 각각 스캔하여 이미지데이터가 입력되는 단계; 상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하는 단계; 상기 오브젝트의 오브젝트정보를 바탕으로 상기 치아모델을 구분하는 단계; 상기 오브젝트정보를 바탕으로, 상기 상악용 치아모델의 이미지데이터와, 상기 하악용 치아모델의 이미지데이터를 얼라인하여 자동으로 교합하는 단계; 및 교합된 치아모델의 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 오브젝트를 추출하는 단계는, 상기 지그를 스캔하여 상기 지그에 구비되는 상기 오브젝트의 오브젝트정보를 생성하여 저장하는 단계일 수 있다.

또한, 상기 오브젝트를 추출하는 단계는, 상악용 지그와 하악용 지그가 장착된 교합기를 스캔하는 단계; 상기 상악용 지그의 제 1 오브젝트와 상기 하악용 지그의 제 2 오브젝트를 각각 추출하는 단계; 및 상기 제 1 오브젝트와 상기 제 2 오브젝트의 위치관계를 산출하여 교합용 오브젝트정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 교합용 오브젝트정보를 바탕으로 상기 상악용 치아모델의 이미지데이터와 상기 하악용 치아모델의 이미지데이터의 위치관계를 판단하여 보정하고 자동교합을 수행할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치 및 그 방법에 따르면, 오브젝트가 부착된 지그를 이용하여 치아모델의 상악과 하악을 개별 스캔하고, 스캔데이터로부터 오브젝트를 추출하여 상악과 하악을 자동 교합함으로써, 별도로 상악과 하악이 결합된 상태에서 스캔할 필요가 없고, 결합된 상태의 스캔 단계가 생략되어 빠른 처리가 가능하며, 자동 교합을 통해 결합면의 상태 정보를 용이하게 추출할 수 있으므로 보다 효과적으로 치아 상태를 진단할 수 있는 이점이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치가 도시된 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 지그의 구성이 도시된 도이다.
도 6은 지그에 부착되는 오브젝트를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 치아모델 교합용 장치의 교합기 및 교합기에 설치되는 지그의 예가 도시된 도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 치아모델 교합용 장치의 치아모델 자동교합을 위한 오브젝트정보 생성을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 13은 본 발명의 치아모델 교합용 장치의 치아모델 자동교합을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 자동 교합을 위한 교합정보 생성방법이 도시된 순서도이다.
도 15는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 자동 교합 방법이 도시된 순서도이다.

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

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치가 도시된 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치(1)는, 스캐너(120), 오브젝트분석부(130), 자동교합부(140), 입력부(150), 출력부(160), 데이터부(170), 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.

또한, 치아모델 교합용 장치(1)는 치아모델(10)을 스캔하기 위해 지그(20)(21 내지 23), 오브젝트(30), 교합기(40)가 구비된다.

입력부(150)는 적어도 하나의 입력수단을 구비하여 사용자 명령 또는 치아모델 교합에 따른 설정데이터를 입력받는다.

출력부(160)는 치아모델 교합을 위한 제어메뉴를 출력하고, 치아진단의 전체 치아모델 스캔 및 자동교합에 진행상태를 화면에 출력한다. 출력부(160)는 스캐너(120)로부터 입력되는 이미지데이터 또는 자동교합부(140)에 의해 자동교합되는 교합데이터를 출력한다.

출력부(160)는 데이터를 출력하여 표시하는 표시수단을 포함하고, 진행상태 및 경고음을 출력하는 스피커, 또는 동작램프를 더 포함할 수 있다.

스캐너(120)는 스캔 영역(SA)의 대상물을 2차원 또는 3차원의 이미지데이터로 스캔하여 입력한다. 스캐너(120)는 3차원스캐너 또는 3차원촬영용 카메라가 구비될 수 있다. 스캐너(120)는 2차원스캐너가 구비될 수 있으나 이 경우 2차원 이미지데이터를 3차원 이미지데이터로 변경하기 위한 장치가 더 구비될 수 있다.

치아모델(10)은 오브젝트(30)가 부착된 지그(20)와 결합되어 스캐너(120)에 의해 스캔된다. 지그(20)는 상악용 지그인 제 1 지그(21)와 하악용 지그인 제 2 지그(22)를 포함한다. 또한, 스캔된 이미지데이터의 치아모델의 스케일 조정을 위한 보조 지그(23)가 구비된다.

치아모델 교합용 장치(1)는, 스캐너(120)의 설치부(121)에 보조지그(23)를 설치하고 보조지그의 상부에 치아모델(10)과 제 1 지그(21) 또는 제 2 지그(22)를 설치한 후, 스캐너(120)를 통해 치아모델을 스캔한다.

자동교합을 위한 오브젝트정보를 추출하는 경우에는 교합기(40)에 제 1 및 제 2 지그(21)(22)를 설치한 후 스캔하여 오브젝트정보를 추출할 수 있다. 교합기(40) 또한 보조지그(23)의 상부에 설치된다.

오브젝트(30)는 지그(20)에 부착되며, 상악용 지그인 제 1 지그(21)와 하악용 지그인 제 2 지그(22)에는, 각각 상이한 형태의 오브젝트가 부착된다. 이때, 오브젝트는 특정 형상의 타겟 또는 물체가 사용될 수 있다. 경우에 따라 보조지그(23) 또는 교합기(40)에도 오브젝트가 부착될 수 있다.

예를 들어 오브젝트(30)로 타겟이 사용되는 경우, 제 1 지그에는 제 1 타겟(31)이, 제 2 지그에는 제 2 타겟(32)이 부착된다.

데이터부(170)에는 치아모델 자동교합용 장치의 동작을 위한 제어데이터 및 자동교합을 위한 데이터가 저장된다.

데이터부(170)에는 치아모델 스캔 시, 지그(20)에 부착되는 오브젝트(30)를 인식하기 위한 정보가 오브젝트데이터(172)로써 저장되고, 스캐너(120)를 통해 입력되는 치아모델에 대한 이미지데이터(171)가 저장되며, 자동교합부(140)에 의해 자동교합된 교합데이터(173)가 저장된다.

제어부(110)는 치아모델 교합용 장치(1)의 동작 전반을 제어하고, 스캐너(120)로부터 입력되는 이미지데이터(171)를 데이터부(170)에 저장하며, 출력부(160)를 통해 스캔된 이미지데이터가 화면에 출력되도록 한다. 또한, 제어부(110)는 오브젝트분석부(130) 및 자동교합부(140)로부터 생성되는 데이터를 각각 데이터부(170)에 저장한다.

오브젝트분석부(130)는 스캐너(120)로부터 입력되는 이미지데이터(171)로부터 오브젝트를 추출하고 오브젝트를 인식한다.

오브젝트분석부(130)는 스캐너(120)로부터 입력되는 이미지데이터로부터 오브젝트를 추출하고, 데이터부(170)에 저장된 오브젝트데이터(172)와 비교하여 기 저장된 오브젝트인지 여부를 판단한다.

오브젝트분석부(130)는 오브젝트를 인식하여 오브젝트데이터(172)로부터 해당 오브젝트에 대한 오브젝트정보를 호출하여, 오브젝트정보를 바탕으로 오브젝트의 형태, 위치, 방향에 따라 상악용 치아모델과 하악용 치아모델을 구분한다.

즉, 오브젝트분석부(130)는 상악용 지그인 제 1 지그(21)와 하악용 지그인 제 2 지그(22)에는 각각 상이한 오브젝트, 예를 들어 제 1 타겟(31)과 제 2 타겟(32)이 부착됨에 따라 각각의 오브젝트를 인식하여 오브젝트정보를 호출하고, 자동교합부(140)로 인가한다.

또한, 오브젝트분석부(130)는 제 1 지그(21) 또는 제 2 지그(22)로부터 제 1 타겟(31) 또는 제 2 타겟(32)이 인식되면, 제 1 타겟과 제 2 타겟의 위치관계에 대한 데이터를 호출하여 자동교합부(140)로 인가한다.

오브젝트분석부(130)는 치아모델(10)이 지그(20)와 함께 스캐너(120)에 의해 스캔되는 때, 지그의 위치 또는 방향이 변경되더라도, 오브젝트를 인식할 수 있다.

자동교합부(140)는 치아모델에 대한 이미지데이터를 스캐너부터 입력받고, 치아모델을 교합하기 위해 이미지데이터에 대한 이미지 프로세싱을 수행한다.

자동교합부(140)는 상악의 치아모델과 하악의 치아모델에 대한 이미지데이터를 각각 입력받는다.

자동교합부(140)는 오브젝트정보를 바탕으로 상악과 하악의 치아모델에 대한 이미지데이터를 구분하고, 오브젝트정보에 바탕으로 오브젝트의 형태, 위치, 방향에 따라 치아모델의 위치정보를 설정한다.

또한, 자동교합부(140)는 상악용 치아모델과 하악용 치아모델을 스캔한 이미지데이터에 대하여, 오브젝트정보를 바탕으로 제 1 타겟과 제 2 타겟 간의 위치관계에 따라 상호 매칭하여 상악용 치아모델과 하악용 치아모델을 상하 나란하도록 위치를 정렬하여 얼라인(align)한다. 그에 따라 자동교합부(140)는 상악과 하악이 결합된 교합정보를 생성한다.

예를 들어 자동교합부(140)는 치아모델의 오브젝트정보를 바탕으로 스캔된 치아모델의 이미지데이터가 좌측 또는 우측으로 회전되었는지 여부를 판단하여 치아모델의 이미지데이터를 위치정보를 설정한 후, 정위치로 보정할 수 있다.

또한, 상악의 치아모델과 하악의 치아모델이 각각 상이한 위치 또는 상이한 방향으로 스캔되더라도 오브젝트 간의 위치관계를 바탕으로 상호 매칭할 수 있다.

제어부(110)는 교합정보를 교합데이터(173)로써 데이터부(170)에 저장하고, 출력부(160)를 통해 화면에 표시한다.

이때 교합데이터는 상악과 하악의 치아모델이 결합되는 형태에 대한 정보는 물론, 교합면의 정보를 포함한다.

제어부(110)는 교합 과정을 출력부(160)를 통해 출력하고, 자동교합부(140)에 의해 생성되는 교합데이터를 화면에 출력한다. 또한 제어부(110)는 설정에 따라 교합데이터는 외부로 전송할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 동작 중 발생되는 이상을 판단하여 출력부(160)를 통해 에러를 출력한다.

한편, 자동 교합을 위한 오브젝트정보는, 지그(20)를 스캔하여 획득될 수 있으며, 오브젝트데이터(172)로 저장된다.

오브젝트분석부(130)는 지그(20)가 스캐너(120)에 의해 스캔되면, 지그에 부착된 오브젝트를 추출한다. 예를 들어, 상악용 지그인 제1 지그(21)의 제 1 타겟(31)과 하악용 지그인 제 2 지그(22)의 제 2 타겟(32)을 각각 구분하여 제 1 타겟과 제 2 타겟에 대한 오브젝트정보를 생성한다.

또한, 오브젝트분석부(130)는 제 1 지그(21)와 제 2 지그(22)가 교합기(40)에 설치된 상태로 스캔되면, 제 1 타겟(31)과 제 2 타겟(32)을 각각 추출하여 인식하고, 제 1 타겟과 제 2 타겟 간의 위치관계, 즉 두 오브젝트 간의 위치관계를 생성한다. 이때 오브젝트 간의 위치관계 오브젝트정보로써 저장된다.

오브젝트 간의 위치관계란, 상악과 하악의 치아모델이 교합된 상태에서, 각각의 오브젝트의 위치가 항상 정위치라고 할 수 없으므로 두 오브젝트 간의 위치 차이를 저장한 데이터로써, 치아모델이 상이한 위치에서 스캔되더라도 오브젝트정보를 통해 보정하여 교합 가능하도록 한다.

제어부(110)는 오브젝트분석부로부터 생성된 오브젝트 정보를 오브젝트데이터(172)로써 데이터부(170)에 저장한다.

초기, 지그에 부착된 오브젝트에 대한 정보가 오브젝트데이터(172)로 저장되면, 앞서 설명한 바와 같이 치아모델 스캔 시, 지그에 부착된 오브젝트를 인식하여 치아모델의 이미지 데이터에 대한 위치정보를 설정할 수 있게 된다.

제어부(110)는 입력부(150)의 설정에 따라 오브젝트 등록모드를 실행하고, 오브젝트 등록모드로 스캔되는 이미지데이터로부터 오브젝트분석부(130)에 의해 오브젝트가 추출되어 오브젝트정보가 생성되면, 이를 저장하여 등록한다.

제어부(110)는 지그 또는 오브젝트가 변경되는 경우 신규 등록 또는 정보 변경을 통해 새로운 오브젝트를 등록할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 지그의 구성이 도시된 도이다.

지그(20)는 상악용 지그인 제 1 지그(21)와, 하악용 지그인 제 2 지그(22)를 포함한다. 또한, 위치 보정을 위한 보조 지그(23)가 구비될 수 있다.

또한, 지그(20)에는 각각 지그의 종류를 구분하고, 지그의 위치정보를 인식하기 위한 오브젝트(30)가 부착된다. 오브젝트(30)는 앞서 설명한 바와 같이 타겟 또는 특정 형상의 물체가 사용될 수 있다. 오브젝트는 지그에 부착되는 것을 기본으로 하여 설명하나, 타겟의 경우, 지그에 각인되거나 인쇄될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 지그(21), 제 2 지그(22)는 상면(21a)(22a)에 치아모델이 배치되고, 측면(21e)(22e)에는 오브젝트가 부착되는 부착면(21b)(22b)이 구비된다.

부착면(21b)(22b)에는 특정 형상의 오브젝트가 부착되며, 제 1 지그와 제 2 지그에는 각각 상이한 형태의 오브젝트가 부착된다. 타겟이 오브젝트로 사용되는 경우, 제 1 타겟(31)과 제 2 타겟(32)이 각각의 지그에 부착된다.

보조 지그(23) 또는 교합기(40)에는 별도의 오브젝트가 부착되지 않는 것을 예로 하여 설명하였으나 경우에 따라 보조 지그(23) 또는 교합기(40)에도 각각 오브젝트가 부착될 수 있다.

또한, 제 1 지그(21), 제 2 지그(22)는 치아모델(10)이 위치하는 상면(21a)(22a)에, 치아모델(10)이 항상 동일한 위치에 설치되도록 치아모델 결합부(미도시)가 구비된다.

치아모델 결합부는 스캔중에 치아모델(10)의 위치가 변경되지 않도록 하며, 경우에 따라 치아모델이 지그로부터 탈거되지 않도록 치아모델을 고정하는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어 치아모델 결합부는 지그(20)의 일면에 치아모델의 일부가 삽입되도록 홈이 형성될 수 있고, 또는 지그로부터 돌출되어 치아모델의 일부를 수용하거나 또는 고정하는 형태로 구성될 수 있다.

한편, 지그(20)에 치아모델 결합부가 구비되지 않는 경우, 치아모델이 항상 동일한 위치에 설치되도록 치아모델을 위한 위치가 표시될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 지그(21), 제 2 지그(22)는 배면(21c)(22c)에, 교합기(40), 스캐너의 설치부(121) 또는 보조지그에 설치 또는 삽입되도록 지그결합부(21d)(22d)가 구비된다.

지그결합부(21d)(22d)는 지그의 배면(21c)(22c)으로부터 돌출된 돌기가 형성될 수 있다. 지그결합부는 적어도 하나의 돌기, 바람직하게는 3개 이상의 돌기가 형성되며, 돌기의 형태는 반구형인 것을 예로하며 도시하였으나 다각형 또는 다양한 형태로 구성될 수 있고, 도면에 한정되지 않는다.

지그결합부(21d)(22d)는 앞서 설명한 바와 같이 교합기(40), 스캐너의 설치부(121) 또는 보조지그에 구비되는 홈에 삽입 고정된다.

이때 지그결합부(21d)(22d)는 돌기의 개수 또는 형태에 따라 지그(20)가 스캐너(120)의 스캔영역(SA)에서 일정한 위치에 설치되어 치아모델을 스캔할 수 있도록 한다. 경우에 따라 지그가 좌우 회전되어 설치될 수도 있으나, 이경우 오브젝트를 이용하여 위치 보정이 가능하다.

또한, 지그결합부(21d)(22d)에 의해 지그가 지정된 위치에 설치됨에 따라 스캔중 흔들림 없이 고정되어, 일정한 이미지데이터의 스케일을 유지하고 보다 정밀한 데이터를 확인할 수 있게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 보조 지그(23)는 치아모델(10)이 제 1 지그(21) 또는 제 2 지그(22)에 설치된 상태에서 제 1 또는 제 2 지그(21)에 추가적으로 부착된다.

보조지그(23)에는 제 1 지그 또는 제 2 지그와의 결합을 위한 결합부(23b)가 상면(23a)에 구비된다. 이때 결합부(23b)는 지그결합부(21d)(22d)가 삽입고정되도록 지그결합부의 형태에 대응하여 구성된다.

또한, 보조지그(23)의 배면(23c)에는 스캐너에 고정하기 위한 고정부(23d)(23e)(23f)가 구비된다. 각 고정부는 그 형태에 따라 삽입결합되거나 체결결합되도록 구성된다. 보조지그는 스캐너의 설치부(121)에 바로 장착되도록 높이가 세팅되는 것을 기본으로 하나, 용도에 따라 다양한 크기와 형태로 구비될 수 있다.

보조지그(23)의 상면에는 교합기(40)가 장착되거나, 교합기 없이 지그(20)가 를 장착된다.

경우에 따라 보조지그 없이 스캐너에 제 1 또는 제 2 지그를 설치할 수도 있으나, 이미지데이터의 치아모델의 스케일 및 높이 보정을 위해 보조지그를 장착한다. 지그 및 치아모델이 좌우로 회전된 위치에서 스캔되는 것은 자동 교합에 영향을 주지 않으나, 스캔위치와 높이가 상이한 경우 이미지데이터 상의 치아모델의 크기와 각도가 상이하여, 이미지데이터를 이용하여 교합하는 경우 정교한 교합이 문제가 생길 수 있으므로 일정한 스케일의 이미지데이터를 생성하기 위하여 보조지그를 사용한다. 예를 들어 상악의 치아모델과 하악의 치아모델의 이미지데이터의 크기가 상이한 경우 자동 교합하더라도 정확한 교합데이터를 얻을 수 없다.

도 6은 지그에 부착되는 오브젝트를 설명하는데 참조되는 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 지그(20)에는 오브젝트(30)가 구비된다. 오브젝트(30)는 지그를 구분하고, 지그에 장착되는 치아모델의 위치를 보정하는데 사용된다. 오브젝트(30)는 앞서 설명한 바와 같이 지그의 측면에 부착되며, 경우에 따라 지그에 인쇄되거나 각인될 수 있다.

오브젝트 (30)는 타겟 또는 물체가 사용될 수 있다. 오브젝트(30)는 상, 하, 좌, 우를 구별할 수 있도록 구성된다.

타겟은 점, 선, 면의 조합으로 형성될 수 있고, 원형, 사각형 등의 도형의 형태나 패턴을 가질 수 있으며, 특정 의미를 갖는 이미지가 사용될 수 있다.

또한, 오브젝트(30)는 상호 구분을 위한 것이므로 제 1 지그와 제 2 지그에 구비되는 오브젝트, 예를 들어 제 1 타겟과 제 2 타겟은 상이한 형태로 구성되며, 스캔 시 치아모델에 의해 가려지지 않도록 측면에 구비되는 것이 바람직하다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 치아모델 교합용 장치의 교합기 및 교합기에 설치되는 지그의 예가 도시된 도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 교합기(40)는 제 1 지그와 제 2 지그가 장착되도록 각각 장착부(40a)(40b)가 구비된다. 장착부(40a)(40b)에는 지그결합부가 삽입되는 형태의 홈(40c)이 형성된다. 교합기에는 제 1 지그가 탈거되지 않고 고정되도록 별도의 고정부(미도시)가 구비될 수 있다.

이때 치아모델 교합용 장치는 치아모델 없이 지그만 장착된 상태에서 스캔하여 오브젝트정보를 추출한다.

교합기(40)는 초기, 제 1지그(21)의 오브젝트인 제 1 타겟(31)과 제 2 지그(22)의 오브젝트인 제 2 타겟(32) 간의 위치관계를 오브젝트정보로써 저장하기 위해 사용된다. 교합기(40)에 제 1 지그와 제 2 지그가 설치된 상태에서 스캔하는 경우, 제 1 타겟과 제2 타겟의 정보를 함께 추출하여, 결합상태의 오브젝트의 위치관계를 생성할 수 있다.

치아모델을 교합하는 경우에는, 교합기(40) 없이 지그(20)에 장착된 치아모델(10)을 스캔하여 기 저장된 오브젝트정보를 바탕으로 상호 위치관계를 판단하여 자동교합 한다.

즉, 치아모델 스캔시에는 지그만을 사용하므로, 이미지데이터로부터 지그의 오브젝트를 인식하여 오브젝트정보를 호출하고, 상악과 하악의 치아모델에 대한 각각의 오브젝트정보를, 교합기에 결합된 상태에서 추출된 위치관계에 따른 정보를 바탕으로 매칭하여 교합기 없이 치아모델의 교합이 가능해진다.

도 9 내지 도 12는 본 발명의 치아모델 교합용 장치의 치아모델 자동교합을 위한 오브젝트정보 생성을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 스캐너(120)는 설치부(121)에 보조지그(23)가 장착된다.

설치부(121)에 보조지그 장착 시, 보조지그는 설치부(121)의 체결부(121b)에 의해 체결 고정된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 보조지그(23)의 상부에 지그(20)(21)(22)가 장착된다. 오브젝트정보 생성을 위해서는 치아모델 없이 지그 만을 장착하여 스캔함으로써 이미지데이터로부터 오브젝트를 추출하여 오브젝트정보를 생성한다.

이와 같이 스캐너(120)는 제 1 지그(21)와 제 2 지그(22)를 각각 스캔한다. 제 1 지그(21)에는 제 1 타겟(31)이 구비되고, 제 2 지그에는 제 2 타겟이 구비된다.

오브젝트분석부(130)는 제 1 지그에 대한 이미지데이터를 분석하여 제 1 지그에 부착된 제 1 타겟을 추출하고, 제 2 지그에 대한 이미지데이터를 분석하여 제 2 지그에 부착된 제 2 타겟을 추출한다.

오브젝트분석부(130)는 제 1 타겟과 제 2 타겟에 대한 오브젝트정보를 각각 생성하여 제어부(110)로 인가한다. 제어부(110)는 생성된 오브젝트정보를 오브젝트데이터로써 저장한다.

오브젝트정보에는 오브젝트의 형상과, 위치, 그리고 지그에 대한 정보가 포함된다. 지그에는 상이한 형태의 오브젝트가 부착됨에 따라 오브젝트정보를 통해 상악용 지그인지 하악용 지그인지 구분할 수 있다. 또한, 오브젝트는 상, 하, 좌, 우를 구분할 수 있도록 구성됨에 따라, 오브젝트를 인식하여 지그가 장착된 위치, 장착된 방향을 판단할 수 있다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 스캐너(120)는 제 1 지그(21)와 제 2 지그가 교합기(40)에 결합된 상태를 스캔한다.

오브젝트분석부(130)는 제 1 지그(21) 및 제 2 지그(22)가 교합기(40)에 장착된 상태에서 스캔된 이미지 데이터를 분석하여, 제 1 타겟과 제 2 타겟을 추출하고, 제 1 타겟과 제 2 타겟의 상호 위치관계를 분석하여 오브젝트정보를 생성한다.

그에 따라, 제 1 지그 및 제 2 지그에 부착된 제 1 타겟 및 제 2 타겟에 대한 각각의 오브젝트정보와, 교합기에 제 1지그와 제 2 지그가 결합된 상태에서의 오브젝트 정보가 생성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 각각의 지그에 대한 오브젝트정보와, 교합기에 설치된 상태에서의 오브젝트정보가 생성되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 지그(21)와 제 2 지그(23)의 오브젝트 정보를, 교합기에 설치된 상태에서의 지그의 위치에 매칭하여 그 이동정보를 산출하고, 이동정보를 바탕으로 제 1 지그와 제 2 지그의 위치관계에 대한 정보를 생성하여 오브젝트정보로써 저장한다.

그에 따라 제 1 타겟과 제 2 타겟의 위치관계에 대한 정보가 생성된다.

이렇게 생성된 오브젝트정보는 치아모델의 자동 교합 시 치아모델 구분 및 위치보정에 사용된다.

도 13은 본 발명의 치아모델 교합용 장치의 치아모델 자동교합을 설명하는데 참조되는 예시도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 치아모델 교합용 장치(1)는, 오브젝트가 부착된 지그를 각각 스캔하고, 교합기에 결합된 상태에서 스캔하여 오브젝트정보를 획득하면, 오브젝트정보를 바탕으로 치아모델의 이미지데이터를 구분하고, 위치를 보정하여 얼라인 함으로써 자동 교합한다.

스캐너(120)는 제 1 지그(21)에 설치된 상악의 치아모델(이하, 제 1 치아모델)을 스캔하고, 제 2 지그(22)에 설치된 하악의 치아모델(이하, 제 2 치아모델)을 스캔한다.

오브젝트분석부(130)는 제 1 치아모델에 대한 제 1 이미지데이터와, 제 2 치아모델에 대한 제 2 이미지데이터를 각각 분석하여, 오브젝트를 추출하고, 제 1 타겟과 제 2 타겟을 인식하여 데이터부에 저장된 오브젝트데이터로부터 제 1 타겟과 제 2 타겟에 대한 오브젝트정보를 호출한다. 또한, 오브젝트분석부(130)는 제 1 지그와 제 2 지그가 결합된 상태에서 생성된, 제 1 타겟과 제 2 타겟의 위치관계에 대한 오브젝트정보를 함께 호출한다.

오브젝트분석부(130)는 오브젝트정보를 바탕으로 제 1 이미지데이터가 상악의 치아모델에 대한 데이터이고, 제 2 이미지데이터가 하악의 치아모델에 대한 데이터임을 구분한다.

오브젝트분석부(130)는 오브젝트정보를 자동교합부(140)로 인가한다.

자동교합부(140)는 제 1 이미지데이터, 제 2 이미지데이터와 오브젝트정보를 입력받아 분석하여, 제 1 이미지데이터와 제 2 이미지데이터에 대하여 위치정보를 설정한다.

즉, 자동교합부(140)는 오브젝트정보를 바탕으로 스캔 시 치아모델의 위치를 판단하고 이를 보정한다. 또한, 자동교합부(140)는 제 1 타겟과 제 2 타겟의 위치관계에 대한 데이터를 바탕으로 제 1 이미지 데이터와 제 2 이미지데이터를 얼라인 하고, 그에 따라 교합정보를 생성한다.

도 14는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 자동 교합을 위한 교합정보 생성방법이 도시된 순서도이다.

오브젝트분석부(130)는 치아모델을 스캔하기 전, 지그를 스캔하여 지그의 태그 정보를 획득한다.

스캐너(120)는 상악용 지그인 제 1 지그를 스캔한다(S310).

오브젝트분석부(130)는 스캔된 이미지 데이터로부터 제 1 지그에 부착된 제 1 태그를 추출하고, 제 1 태그의 태그정보를 생성한다(S320).

제어부(110)는 생성된 오브젝트정보를 오브젝트데이터로써 데이터부(170)에 저장한다. 또한, 스캐너(120)는 하악용 지그인 제 2 지그를 스캔한다(S330).

오브젝트분석부(130)는 스캔된 이미지 데이터로부터 제 2 지그에 부착된 제 2 태그를 추출하고, 제 2 태그의 태그정보를 생성한다(S320). 제어부(110)는 생성된 오브젝트정보를 오브젝트데이터로써 데이터부(170)에 저장한다.

이때 제 1 지그와 제 2 지그의 스캔 순서는 변경될 수 있고, 스캔 후, 스캔된 이미지데이터를 처리할 수 있다.

또한 스캐너(120)는 제 1 지그와 제 2 지그가 장착된 교합기를 스캔한다(S350).

오브젝트분석부(130)는 스캔된 이미지 데이터로부터 제1 지그와 제2 지그에 부착된 제 1 타겟과 제 2 타겟을 각각 추출한다(S360).

오브젝트분석부(130)는 기 저장된 제 1 타겟과 제 2 타겟의 오브젝트정보와, 교합기에 장착된 제 1 지그와 제 2 지그의 오브젝트정보를 매칭하여, 교합기 장착 시 제 1 지그와 제 2 지그에 대한 위치관계를 판단한다(S370).

오브젝트분석부(130)는 제 1 타겟과 제 2 타겟의 위치관계가 포함된 교합용 오브젝트정보를 생성하고, 제어부(110)는 생성된 오브젝트정보를 데이터부에 저장한다(S380).

도 15는 본 발명에 따른 치아모델 교합용 장치의 자동 교합 방법이 도시된 순서도이다.

앞서 설명한 바와 같이 지그를 스캔하여 생성된 오브젝트정보는, 치아 모델 스캔시 사용된다.

제 1 지그에 제 1 치아모델을 장착하고, 스캐너(120)를 통해 제 1 치아모델을 스캔한다(S410).

오브젝트분석부(130)는 제 1 치아모델에 대한 제 1 이미지데이터로부터 제 1 타겟을 추출하고, 데이터부(170)의 오브젝트데이터(172)와 비교하여 제 1 타겟에 대한 오브젝트정보를 호출한다(S420).

또한, 스캐너(120)는 제 2 치아모델을 제 2 지그에 장착한 후 스캔한다(S430).

오브젝트분석부(130)는 제 2 이미지데이터로부터 제 2 타겟을 추출하고, 오브젝트데이터(172)와 비교하여 제 2 타겟에 대한 오브젝트정보를 호출한다(S440).

또한, 오브젝트분석부(130)는 제 1 타겟과 제 2 타겟의 위치관계에 대한 교합용 오브젝트정보를 호출한다.

자동교합부(140)는 제 1 타겟의 오브젝트정보와 제 2 타겟의 오브젝트정보, 그리고 교합용 오브젝트정보를 바탕으로, 제 1 타겟과 제 2 타겟의 오브젝트정보를 교합용 오브젝트정보에 매칭하여 제 1 타겟과 제2 타겟의 위치관계를 바탕으로 제 1 및 제 2 치아모델의 위치관계를 산출한다(S450, S460).

자동교합부(140)는 제 1 이미지데이터와 제 2 이미지데이터의 각 치아모델을 오브젝트정보의 위치관계에 대응하여, 위치를 보정하고, 얼라인 한다(S470).

자동교합부(140)는 얼라인된 치아모델의 데이터를 교합데이터로 생성한다 (S480). 제어부는 교합데이터를 저장하고, 출력부를 통해 출력한다(S490).

따라서 본 발명은 지그 스캔을 통해 획득된 오브젝트정보를 바탕으로, 상악과 하악의 치아모델을 개별스캔 한 후 자동으로 교합한다.

또한, 모델보정을 통해 간섭요인을 해소하여 최종 치아모델을 생성함으로써 치아 상태에 대하여 보다 정밀한 진단이 가능하고 각 사람에게 맞는 치아모델을 생성할 수 있게 된다.

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.

10: 치아모델 20: 지그
30: 오브젝트 40: 교합기
110: 제어부 120: 스캐너
130: 오브젝트분석부 140: 자동교합부
170: 데이터부

Claims (12)

1. 치아모델을 장착하는 지그;
   상기 지그에 구비되어 상기 치아모델에 대한 정보를 제공하는 오브젝트;
   상기 치아모델을 스캔하여 이미지데이터를 생성하는 스캐너;
   상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하고 인식하는 오브젝트분석부;
   상기 오브젝트분석부의 상기 오브젝트에 대한 오브젝트정보를 바탕으로 상기 이미지데이터를 보정하고, 개별 스캔된 상악용 치아모델의 이미지데이터와 하악용 치아모델의 이미지데이터를 얼라인하여 교합하는 자동교합부;를 포함하는 치아모델 교합용 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오브젝트분석부는, 상기 오브젝트가 구비되는 상기 지그를 스캔하여 상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하여 상기 지그에 대한 오브젝트정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 치아모델 교합용 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 지그는 복수로 구비되고,
   복수의 지그는 각각 상이한 형태의 상기 오브젝트가 구비되는 것을 특징으로 하는 치아모델 교합용 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 오브젝트분석부는 상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하여 기 저장된 오브젝트정보를 호출하고,
   상기 치아모델의 상악과 하악의 치아모델로 구분하는 것을 특징으로 하는 치아모델 교합용 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 오브젝트분석부는 상악용 지그와 하악용 지그가 장착된 교합기를 스캔한 이미지데이터로부터 상기 상악용 지그의 제 1 오브젝트와 상기 하악용 지그의 제 2 오브젝트를 추출하고, 상기 제 1 오브젝트와 상기 제 2 오브젝트의 위치관계를 포함하는 교합용 오브젝트정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 치아모델 교합용 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 자동교합부는 상기 교합용 오브젝트정보를 바탕으로, 상기 상악용 치아모델의 이미지데이터와 상기 하악용 치아모델의 이미지데이터의 위치관계를 산출하고, 위치를 보정하여 얼라인하여 자동교합하는 것을 특징으로 하는 치아모델 교합용 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 오브젝트정보를 오브젝트데이터로써 저장하고, 상기 자동교합부에 의해 생성되는 교합정보를 교합데이터로써 저장하는 데이터부를 더 포함하는 치아모델 교합용 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 오브젝트정보 및 상기 교합데이터를 상기 데이터부에 저장하고, 요청에 따라 상기 오브젝트정보를 호출하며,
   새로운 지그에 대한 오브젝트정보를 추가 등록하는 제어부를 더 포함하는 치아모델 교합용 장치.
9. 오브젝트가 부착된 지그를 이용하여 상악용 치아모델과 하악용 치아모델을 각각 스캔하여 이미지데이터가 입력되는 단계;
   상기 이미지데이터로부터 상기 오브젝트를 추출하는 단계;
   상기 오브젝트의 오브젝트정보를 바탕으로 상기 치아모델을 구분하는 단계;
   상기 오브젝트정보를 바탕으로, 상기 상악용 치아모델의 이미지데이터와, 상기 하악용 치아모델의 이미지데이터를 얼라인하여 자동으로 교합하는 단계; 및
   교합된 치아모델의 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 치아모델 교합용 장치의 교합방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 오브젝트를 추출하는 단계는, 상기 지그를 스캔하여 상기 지그에 구비되는 상기 오브젝트의 오브젝트정보를 생성하여 저장하는 단계인 치아모델 교합용 장치의 교합방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 오브젝트를 추출하는 단계는,
    상악용 지그와 하악용 지그가 장착된 교합기를 스캔하는 단계;
    상기 상악용 지그의 제 1 오브젝트와 상기 하악용 지그의 제 2 오브젝트를 각각 추출하는 단계; 및
    상기 제 1 오브젝트와 상기 제 2 오브젝트의 위치관계를 산출하여 교합용 오브젝트정보를 생성하는 단계를 포함하는 치아모델 교합용 장치의 교합방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 교합용 오브젝트정보를 바탕으로 상기 상악용 치아모델의 이미지데이터와 상기 하악용 치아모델의 이미지데이터의 위치관계를 판단하여 보정하고 자동교합을 수행하는 것을 특징으로 하는 치아모델 교합용 장치의 교합방법.

Images