KR102056910B1

KR102056910B1 - 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법

Info

Publication number: KR102056910B1
Application number: KR1020180167837A
Authority: KR
Inventors: 박현수; 심흥식
Original assignee: 주식회사 디오에프연구소
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-12-17
Also published as: EP3900666A4; JP7142395B2; JP2022516052A; EP3900666B1; US20220061786A1; CN113329713B; EP3900666A1; WO2020130598A1; CN113329713A

Abstract

본 발명은 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터 생성 과정에서 발생하는 정합 오차를 줄일 수 있는 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법에 의하면, 넓은 영역의 스캔 이미지를 이용하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성함으로써 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우 발생하는 누적 오차를 최소화시킬 수 있으며, 나아가 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합함으로써 상기 3차원 모델 데이터의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법 {3D INTRAORAL SCANNER AND INTRAORAL SCANNING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터 생성 과정에서 발생하는 정합 오차를 줄일 수 있는 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법에 관한 것이다.

3차원 구강 스캐너는 치과 환자의 구강 내에 삽입되어 비접촉식으로 치아를 스캐닝하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하기 위한 광학 장치로서, 쉽고 간편하며 짧은 시간 내에 환자의 인상 채득이 가능하여 최근 치과에서 많이 사용되고 있다.

3차원 구강 스캐너를 이용하여 스캔 이미지를 획득하는 방식의 일 예인 액티브(active) 방식은, 미리 알려진 패턴광(patterned light)을 치아 표면에 조사하고, 조사된 패턴을 광학 카메라로 촬영하여 다수의 광학 이미지를 획득한 후, 삼각측량(triangulation)을 이용하여 3차원 스캔 데이터를 획득하는 방식이다.

이러한 3차원 구강 스캐너는 보이는 부분만 스캔 가능하기 때문에, 구강 내 전체 치아를 한 번에 스캔할 수 없으며, 따라서 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하기 위해서는, 구강 내를 여러 구역으로 나누어 스캔하여 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 스캔을 통해 생성된 여러 구역에 대한 3차원 스캔 데이터들을 정합함으로써, 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 획득할 수 있다.

그러나 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우에는 오차가 발생하기 때문에, 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 획득하기 위하여 여러 구역에 대한 3차원 스캔 데이터들을 정합하면, 3차원 스캔 데이터들을 정합할 때마다 오차가 누적되면서 결과적으로 환자의 구강 내 전체 치아와 다른 3차원 모델 데이터가 생성될 수 있는 문제가 있다.

따라서, 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우 누적 오차를 줄이기 위해서는 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 획득하기 위해 정합하는 3차원 스캔 데이터의 개수를 줄일 필요가 있다.

특히, 종래 3차원 구강 스캐너는 스캔 영역이 좁게 형성될 수밖에 없는 반사경을 이용하여 구강 내 치아에 대한 스캔 이미지를 획득하기 때문에, 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 획득하기 위해 정합해야 하는 3차원 스캔 데이터의 개수는 많아질 수 밖에 없으며, 따라서 종래 3차원 구강 스캐너의 경우에는 3차원 스캔 데이터들을 정합하는 경우에 발생하는 누적 오차를 줄이는데 한계가 있다는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 한국등록특허 제10-1911327호(공고일자 : 2018. 10. 25)에는 "누적 정합 오차를 줄이기 위한 구강 스캐닝 방법, 구강 스캐너 및 그 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체"가 개시된 바 있으나, 상기 종래기술은 스캐닝 카메라 외에 구강 내 전체 치아 영역에 대한 영상을 획득하기 위한 와이드 앵글 카메라를 별도로 구비하기 때문에, 그에 따른 제조 원가가 상승하는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-1911327호 (공고일자 : 2018. 10. 25)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터 생성 과정에서 발생하는 정합 오차를 줄일 수 있는 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부; 및 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재;를 포함하고, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 경우 상기 이미지 센싱부가 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착되지 않는 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지가 포함된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부와, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지되지 않는 경우에는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우에는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부가 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터라 하고, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터라 할 때, 상기 3차원 구강 스캐너는, 상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합하는 3차원 모델 데이터 생성부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부와, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광이 상기 반사경으로만 출력되도록 상기 광출력부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 반사경 부재는 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광 중 상기 반사경으로 출력되는 광만 출력되도록 상기 출광부의 일부를 가리는 제1차광부와, 상기 입광부를 통해 입사하는 반사광 중 상기 반사경에서 반사된 반사광만 입사되도록 상기 입광부의 일부를 가리는 제2차광부 중 적어도 어느 하나를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 반사경 부재는 회전 가능하게 상기 케이스에 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 반사경 부재는 상기 케이스 전면에 탈부착 가능하게 구비되는 결합부와, 상기 결합부 일측으로부터 연장되며 단부에 상기 반사경이 구비되는 연장부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부; 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재; 상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부; 및 상기 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부;를 포함하고, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 경우 상기 이미지 센싱부가 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착되지 않는 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부는, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지되지 않는 경우에는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우에는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부; 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재; 상기 반사경 부재가 장착되지 않는 상태에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 반사경 부재가 장착된 경우 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부; 및 상기 반사경 부재가 장착되지 않는 상태에서 생성된 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 반사경 부재가 장착된 경우에 생성된 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합하는 3차원 모델 데이터 생성부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부; 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재; 상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광이 상기 반사경으로만 출력되도록 상기 광출력부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부; 상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부; 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재; 상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부; 및 상기 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부;를 포함하고, 상기 반사경 부재는 상기 케이스 전면에 탈부착 가능하게 구비되는 결합부와, 상기 결합부 일측으로부터 연장되며 단부에 상기 반사경이 구비되는 연장부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너는, 상기 반사경 부재는 상기 케이스에 장착된 경우, 상기 출광부를 통해 출력되는 광 중 상기 반사경으로 출력되는 광만 출력되도록 상기 출광부의 일부를 가리는 제1차광부와, 상기 입광부를 통해 입사하는 반사광 중 상기 반사경에서 반사된 반사광만 입사되도록 상기 입광부의 일부를 가리는 제2차광부 중 적어도 어느 하나를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔 방법은, 출광부와 입광부가 구비되는 케이스, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부, 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출광하는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재를 포함하는 3차원 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔 방법에 있어서, 상기 이미지 센싱부가 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 상기 반사경 부재가 장착되지 않는 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때, 상기 반사경 부재를 상기 케이스에 장착하지 않는 상태에서 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터를 생성하는 단계; 상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하는 단계; 상기 반사경 부재를 상기 케이스에 장착한 상태에서 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 3차원 모델 데이터에 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 정합하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔 방법은, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지가 포함된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지이고, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계는, 상기 반사경 부재를 상기 케이스에 장착한 상태에서 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계와, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지에서 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법에 의하면, 넓은 영역의 스캔 이미지를 이용하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성함으로써 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우 발생하는 누적 오차를 최소화시킬 수 있으며, 나아가 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합함으로써 상기 3차원 모델 데이터의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 및 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너의 케이스에 반사경 부재가 결합한 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 상기 케이스에 반사경 부재가 분리된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 반사경 부재를 장착한 상태에서 스캔이 이루어진 경우 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 반사경 부재의 결합부가 케이스의 전면에 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 따른 반사경 부재가 케이스에 장착된 경우 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광출력부의 일 형태인 DLP 프로젝터의 DMD 칩셋과 마이크로 미러를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 반사경 부재를 장착하지 않고 스캔하는 경우 구강 내에서의 스캔 영역을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 반사경 부재를 장착하고 스캔하는 경우 구강 내에서의 스캔 영역을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있으나, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지 않고, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 각 실시예는 독립적으로 실시되거나 함께 실시될 수 있으며, 발명의 목적에 부합하게 일부 구성요소는 제외될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너의 케이스에 반사경 부재가 결합한 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 상기 케이스에 반사경 부재가 분리된 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)는 케이스(20), 광출력부(30), 이미지 센싱부(40), 반사경 부재(50), 감지부(60), 제어부(70), 3차원 스캔 데이터 생성부(74), 3차원 모델 데이터 생성부(77)를 포함할 수 있다.

상기 케이스(20)는 3차원 구강 스캐너(10)의 외관을 이루는 것으로, 전면(21)에는 광출력부(30)에서 출력된 광이 케이스(20) 외부로 나가는 출구 기능을 수행하는 출광부(23)와, 구강 내에서 반사된 반사광이 다시 케이스(20) 내부로 들어오는 입구 기능을 수행하는 입광부(25)가 구비될 수 있다.

상기 출광부(23)와 상기 입광부(25)는 개구된 형태로 이루어질 수 있으며, 또는 광의 입출입이 가능하면서도 케이스(20) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 투명한 재질의 투명판의 형태로도 이루어질 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.

상기 광출력부(30)는 케이스(20) 내에 배치되며, 소정의 광 예를 들어, 패턴이 형성된 패턴광(patterned light) 또는 구조광(structual light)을 출광부(23)를 통해 구강 내로 출력하는 구성으로서, 본 발명은 케이스(20) 내에서의 광출력부(30) 배치 위치에 의해 한정하지 않으며, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)는 케이스(20) 내에 배치되며, 광출력부(30)에서 출력된 광을 출광부(23)로 가이드하는 제1광학계(33)를 포함할 수 있다.

상기 이미지 센싱부(40)는 케이스(20) 내에 배치되며, 입광부(25)를 통해 입사된 반사광(출광부(23)를 통해 출사된 후 구강 내에서 반사된 광)으로부터 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 구성으로서, 전하연계소자(CCD, Charged Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센서가 사용될 수 있으며, 본 발명은 케이스(20) 내에서의 이미지 센싱부(40) 배치 위치에 의해 한정하지 않으며, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)는 케이스(20) 내에 배치되며, 입광부(25)를 통해 입사된 반사광을 이미지 센싱부(40)로 가이드하는 제2광학계(45)를 포함할 수 있다.

상기 반사경 부재(50)는 케이스(20)에 탈부착 가능하게 구비되며, 케이스(20)에 장착된 경우 출광부(23)를 통해 출력되는 광을 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 입광부(25)로 반사하는 반사경(52)이 구비되는 구성으로서, 케이스(20) 전면(21)에 탈부착 가능하게 구비되는 결합부(53)와, 결합부(53) 일측으로부터 연장되며 단부에 반사경(52)이 구비되는 연장부(54)를 포함할 수 있다.

상기 감지부(60)는 케이스(20)에 반사경 부재(50)가 장착되었는지 여부를 감지하는 구성으로서, 케이스(20) 전면(21) 일측에 구비되어 반사경 부재(50)의 결합부(53)의 장착 여부를 감지하는 광센서, 버튼식 센서 등으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 감지부(60)은 반사경 부재(50)의 장착 여부를 감지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성으로도 이루어질 수 있으며, 본 발명은 감지부(60)의 구체적인 구성에 의해 한정하지 않는다.

상기 제어부(70)는 광출력부(30), 이미지 센싱부(40), 제1광학계(33), 제2광학계(45) 등을 제어하는 구성으로서, 상기 각 구성들과 전기적으로 연결된 회로기판 형태로 케이스(20) 내에 구비될 수 있다.

상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)는 이미지 센싱부(40)에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 구성으로서, 반사경 부재(50)가 장착되지 않는 상태에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 반사경 부재(50)가 장착된 경우 반사경(52)에서 반사된 반사광으로부터 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성할 수 있다.

상기 3차원 모델 데이터 생성부(77)는 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)에서 생성된 3차원 스캔 데이터를 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하는 구성으로서, 반사경 부재(50)가 장착되지 않는 상태에서 생성된 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 반사경 부재(50)가 장착된 경우에 생성된 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합할 수 있다.

즉, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 경우 이미지 센싱부(40)가 반사경(52)에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착되지 않는 상태에서 이미지 센싱부(40)가 입광부(25)를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)는 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지되지 않는 경우에는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지된 경우에는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성할 수 있다.

또한, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)가 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터라 하고, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터라 하면, 상기 3차원 모델 데이터 생성부(77)는 상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)는, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성된 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 3차원 모델 데이터를 생성함으로써, 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하기 위해 정합해야 하는 3차원 스캔 데이터의 개수를 줄임으로써, 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우 발생하는 누적 오차를 최소화시킨 것이며, 나아가 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합함으로써, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 3차원 모델 데이터의 부족한 부분을 보완하여 메워 줌으로써, 상기 3차원 모델 데이터의 정밀도를 향상시킨 것이다.

한편, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)와 상기 3차원 스캔 모델 생성부(77)는 각각 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(10)를 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트 등으로 이루어져 직접 3차원 구강 스캐너(10)의 케이스(20) 내부에 탑재된 상태로 구현될 수도 있으며, 또는 본 발명에 따른 3차원 구강 스캐너(10)를 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트 등이 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체를 통해 3차원 구강 스캐너(10)의 케이스(20) 외부 별도의 컴퓨터에 저장되고 실행되는 상태로 구현될 수도 있으며, 본 발명은 그에 한정하지 않는다.

도 3은 반사경 부재를 장착한 상태에서 스캔이 이루어진 경우 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 경우 이미지 센싱부(40)가 입광부(25)를 통해 입사하는 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지(42)에는, 반사경(52)에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지(44)(즉, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지)뿐만 아니라 반사경(52)에 반사되지 않고 직접 입광부(25)로 입사한 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지(43)도 포함될 수 있다.

여기서, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 경우 이미지 센싱부(40)가 입광부(25)를 통해 입사하는 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지(42)는, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착되지 않는 경우 이미지 센싱부(40)가 입광부(25)를 통해 입사하는 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지 즉, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)일 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)에 있어서, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 상태에서 이미지 센싱부(40)가 입광부(25)를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지(42)는, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)가 포함된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)일 수 있다.

이때, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)는 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 상태에서 획득된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42) 중 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)만을 선택하여 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44) 선택은 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)의 테두리를 인식함으로써 이루어질 수 있다.

또한, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)에는 대략 2 ~ 3개의 치아에 대한 2차원 스캔 이미지가 포함될 수 있으며, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)에는 대략 1개의 치아가 대한 2차원 스캔 이미지가 포함될 수 있다.

그러면, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)는 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지되지 않는 경우에는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)를 이용하여 대략 2 ~ 3개의 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성할 수 있으며, 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지된 경우에는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)를 이용하여 대략 1개의 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성할 수 있다.

이때, 상기 3차원 모델 데이터 생성부(77)는 상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성함으로써, 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우 발생하는 누적 오차를 최소화시킬 수 있으며, 나아가 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합하여 상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터를 이용하여 생성한 상기 3차원 모델 데이터의 부족한 부분을 보완하여 메워 줌으로써, 상기 3차원 모델 데이터의 해상도를 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 반사경 부재의 결합부가 케이스의 전면에 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에 따른 반사경 부재가 케이스에 장착된 경우 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 개략적으로 나타내는 도면이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 반사경 부재(50)는 제1차광부(55)와 제2차광부(57) 중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다.

상기 제1차광부(55)는 출광부(23)를 통해 출력되는 광 중 반사경(52)으로 출력되는 광만 출력되도록, 반사경 부재(50)의 결합부(53)가 케이스(20)의 전면(21)에 장착된 경우 출광부(23)의 일부를 가리기 위한 것으로서, 출광부(23)보다 작은 크기의 개구부 또는 투명부로 이루어질 수 있다.

상기 제2차광부(57)는 입광부(25)를 통해 입사하는 반사광 중 반사경(52)에서 반사된 반사광만 입사되도록, 반사경 부재(50)의 결합부(53)가 케이스(20)의 전면(21)에 장착된 경우 입광부(25)의 일부를 가리기 위한 것으로서, 입광부(25)부다 작은 크기의 개구부 또는 투명부로 이루어질 수 있다.

도 5에서 보이는 바와 같이, 상기 반사경 부재(50)가 제1차광부(55)와 제2차광부(57) 중 적어도 어느 하나를 더 구비하는 경우, 이미지 센싱부(40)에서 획득된 2차원 스캔 이미지(42)(즉, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지)는, 반사경(52)에서 반사된 반사광으로부터 획득된 2차원 스캔 이미지(44)(즉, 상기 좁은 영역의 스캔 이미지)만 밝게 나타나고, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42) 중 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44) 외 영역의 2차원 스캔 이미지(43)는 어둡게 나타나게 된다.

따라서, 상기 3차원 스캔 데이터 생성부(74)는 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 상태에서 획득된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42) 중 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)만을 쉽게 선택하여 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)에 대한 3차원 스캔 데이터만을 생성할 수 있다.

한편, 상기 반사경 부재(50)는 회전 가능하게 케이스(20)에 장착될 수 있다.

그러면, 구강 내의 윗니와 아랫니를 스캔하는 경우, 상기 반사경 부재(50)를 케이스(20)에 장착시킨 상태에서 회전시키면서 윗니 또는 아랫니를 스캔할 수 있어서, 편리하다.

또한, 상기 제어부(70)는 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지된 경우 출광부(23)를 통해 출력되는 광이 반사경(52)으로만 출력되도록 광출력부(30)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 광출력부(30)가 출력되는 광의 반사각을 조절하는 마이크로 미러가 배열된 DMD(Digial Mirror Device) 칩셋이 구비된 DLP(Digital Light Processing) 프로젝터인 경우, 상기 제어부(70)는 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지된 경우에는 출광부(23)를 통해 출력되는 광이 반사경(52)으로만 출력되도록 상기 마이크로 미러를 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 광출력부의 일 형태인 DLP 프로젝터의 DMD 칩셋과 마이크로 미러를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 6에서 보이는 바와 같이, DLP 프로젝터에는 DMD 칩셋(34)이 구비될 수 있으며, DMD 칩셋(34)의 표면에는 DLP 프로젝터로부터 출력되는 광의 반사각을 조절하는 무수히 많은 마이크로 미러(37)가 배열될 수 있다. 여기서, 상기 하나의 마이크로 미러(37)는 1개 화소에 해당할 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시 예에 따른 제어부(70)는 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지된 경우에는 출광부(23)를 통해 출력되는 광이 반사경(52)으로만 출력되도록 상기 마이크로 미러(37)를 제어할 수 있다.

그러면, 도 5에서 보이는 바와 같이, 반사경 부재(50)가 제1차광부(55)와 제2차광부(57) 중 적어도 어느 하나를 더 구비하는 경우와 마찬가지로, 이미지 센싱부(40)에서 획득된 2차원 스캔 이미지(42)(즉, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지)는, 반사경(52)에서 반사된 반사광으로부터 획득된 2차원 스캔 이미지(44)(즉, 상기 좁은 영역의 스캔 이미지)만 밝게 나타나고, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42) 중 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44) 외 영역의 2차원 스캔 이미지(43)는 어둡게 나타나게 된다.

다른 예로, 상기 광출력부(30)가 전류가 통할 때만 빛을 투과하는 다수의 화소(liquid crystal)로 구성된 LCD(Liguid Crystal Display) 프로젝터인 경우, 상기 제어부(70)는 감지부(60)에 의해 반사경 부재(50)의 장착이 감지된 경우 출광부(23)를 통해 출력되는 광이 반사경(52)으로만 출력되도록 상기 각 화소의 전류 온/오프를 제어할 수 있다.

이하 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)를 이용한 구강 스캔 방법에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)를 이용한 구강 스캔 방법(S10)은, 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지 획득 단계(S20), 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터 생성 단계(S30), 3차원 모델 데이터 생성 단계(S40), 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지 획득 단계(S50), 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터 획득 단계(S60), 좁은 영역의 3차원 스캔 이미지 정합 단계(S70)를 포함할 수 있다.

상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지 획득 단계(S20)는, 반사경 부재(50)를 케이스(20)에 장착하지 않는 상태에서 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)를 획득하는 단계이다.

상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터 생성 단계(S30)는, 상기 획득된 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)를 이용하여 구강 내 치아에 대한 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터를 생성하는 단계이다.

상기 3차원 모델 데이터 생성 단계(S40)는, 상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하는 단계이다.

상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지 획득 단계(S50)는, 반사경 부재(50)를 케이스(20)에 장착한 상태에서 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)를 획득하는 단계이다.

상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터 획득 단계(S60)는, 상기 획득된 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)를 이용하여 구강 내 치아에 대한 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 생성하는 단계이다.

상기 좁은 영역의 3차원 스캔 이미지 정합 단계(S70)는 상기 3차원 모델 데이터에 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 정합하는 단계이다.

본 발명의 일실시 예에 따른 구강 스캔 방법(S10)에 있어서, 반사경 부재(50)가 케이스(20)에 장착된 상태에서 이미지 센싱부(40)가 입광부(25)를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)가 포함된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)일 수 있다.

이때, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지 획득 단계(S50)는, 반사경 부재(50)를 케이스(20)에 장착한 상태에서 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)를 획득하는 단계와, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)에서 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

도 8은 반사경 부재를 장착하지 않고 스캔하는 경우 구강 내에서의 스캔 영역을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 9는 반사경 부재를 장착하고 스캔하는 경우 구강 내에서의 스캔 영역을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 8에는 반사경 부재(50)를 장착하지 않고 한 번 스캔하는 경우 구강 내에서의 스캔 영역(42)(대략 2 ~ 3개의 치아를 한 번에 스캔할 수 있는 영역)이 도시되는데, 이미지 센서부(40)가 상기 스캔 영역(42)으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)일 수 있다.

또한, 도 9에는 반사경 부재(50)를 장착하여 한 번 스캔하는 경우 구강 내에서의 스캔 영역(44)(대략 1개의 치아를 한 번에 스캔할 수 있는 영역)이 도시되는데, 이미지 센서부(40)가 상기 스캔 영역(44)으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)일 수 있다.

도 8에서 보이는 바와 같이, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)를 이용하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하기 위해서는 대략 7번의 스캔이면 가능하지만, 도 9에서 보이는 바와 같이, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)를 이용하여 3차원 모델 데이터를 생성하는 경우에는, 대략 11번의 스캔으로도 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성할 수 없음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 구강 스캐너(10)와 이를 이용한 구강 스캔 방법(S10)에 의하면, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)(반사경 부재(50)를 장착하지 않고 스캔하여 획득하는 2차원 스캔 이미지)를 이용하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성함으로써, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)(반사경 부재(50)를 장착하고 스캔하여 획득하는 2차원 스캔 이미지)를 이용하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하는 경우보다 3차원 스캔 데이터를 정합하는 횟수를 줄일 수 있으며, 그에 따라 3차원 스캔 데이터를 정합하는 경우 발생하는 누적 오차를 최소화시킬 수 있다.

또한, 도 8을 참조하여 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하는 과정의 일 예를 설명하면, 도 8에 표시된 화살표 방향으로 즉, 상기 스캔 영역(42)의 1번부터 7번까지 서로 겹쳐지도록 스캔하여 각각에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성한 후, 상기 생성된 7개의 3차원 스캔 데이터를 정합함으로써, 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성할 수 있다.

이때, 도 9에서 보이는 바와 같이, 상기 생성된 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터 중에서 높은 정밀도가 필요한 부분 예를 들어, 치아와 치아 사이, 직접 치료가 필요한 부분 등에 대해서는, 반사경 부재(50)를 장착하고 스캔하여 획득한 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지(44)를 이용하여 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 생성된 3차원 스캔 데이터를 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터에 정합함으로써, 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지(42)를 이용하여 생성한 3차원 모델 데이터의 부족한 부분을 보완하여 메워 줌으로써, 상기 3차원 모델 데이터의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터 생성 과정에서 발생하는 정합 오차를 줄일 수 있는 3차원 구강 스캐너 및 이를 이용한 구강 스캔 방법에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

10 : 3차원 구강 스캐너 20 : 케이스
30 : 광출력부 33 : 제1광학계
40 : 이미지 센싱부 45 : 제2광학계
50 : 반사경 부재 52 : 반사경
60 : 감지부 70 : 제어부

Claims

전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부; 및
상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재;를 포함하고,
상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 경우 상기 이미지 센싱부가 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착되지 않는 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때,
상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지가 포함된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지인 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 1 항에 있어서,
상기 3차원 구강 스캐너는,
상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부와,
상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지되지 않는 경우에는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우에는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 2 항에 있어서,
상기 3차원 스캔 데이터 생성부가 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터라 하고, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터라 할 때,
상기 3차원 구강 스캐너는,
상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합하는 3차원 모델 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 1 항에 있어서,
상기 3차원 구강 스캐너는,
상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부와,
상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광이 상기 반사경으로만 출력되도록 상기 광출력부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 1 항에 있어서,
상기 반사경 부재는 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광 중 상기 반사경으로 출력되는 광만 출력되도록 상기 출광부의 일부를 가리는 제1차광부와, 상기 입광부를 통해 입사하는 반사광 중 상기 반사경에서 반사된 반사광만 입사되도록 상기 입광부의 일부를 가리는 제2차광부 중 적어도 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 1 항에 있어서,
상기 반사경 부재는 회전 가능하게 상기 케이스에 장착되는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 1 항에 있어서,
상기 반사경 부재는 상기 케이스 전면에 탈부착 가능하게 구비되는 결합부와, 상기 결합부 일측으로부터 연장되며 단부에 상기 반사경이 구비되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부;
상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재;
상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부; 및
상기 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부;를 포함하고,
상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 경우 상기 이미지 센싱부가 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착되지 않는 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때,
상기 3차원 스캔 데이터 생성부는,
상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지되지 않는 경우에는 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우에는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 8 항에 있어서,
상기 3차원 스캔 데이터 생성부가 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터라 하고, 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 생성한 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터라 할 때,
상기 3차원 구강 스캐너는,
상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합하는 3차원 모델 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부;
상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재;
상기 반사경 부재가 장착되지 않는 상태에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하고, 상기 반사경 부재가 장착된 경우 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부; 및
상기 반사경 부재가 장착되지 않는 상태에서 생성된 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 반사경 부재가 장착된 경우에 생성된 3차원 스캔 데이터를 상기 3차원 모델 데이터에 정합하는 3차원 모델 데이터 생성부;를 포함하는 3차원 구강 스캐너.
전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부;
상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재;
상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부에 의해 상기 반사경 부재의 장착이 감지된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광이 상기 반사경으로만 출력되도록 상기 광출력부를 제어하는 제어부;를 포함하는 3차원 구강 스캐너.
전면에 출광부와 입광부가 구비되는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부;
상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출력되는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재;
상기 반사경 부재의 장착 여부를 감지하는 감지부; 및
상기 이미지 센싱부에서 획득된 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 3차원 스캔 데이터를 생성하는 3차원 스캔 데이터 생성부;를 포함하고,
상기 반사경 부재는 상기 케이스 전면에 탈부착 가능하게 구비되는 결합부와, 상기 결합부 일측으로부터 연장되며 단부에 상기 반사경이 구비되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
제 12 항에 있어서,
상기 반사경 부재는 상기 케이스에 장착된 경우, 상기 출광부를 통해 출력되는 광 중 상기 반사경으로 출력되는 광만 출력되도록 상기 출광부의 일부를 가리는 제1차광부와, 상기 입광부를 통해 입사하는 반사광 중 상기 반사경에서 반사된 반사광만 입사되도록 상기 입광부의 일부를 가리는 제2차광부 중 적어도 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 구강 스캐너.
출광부와 입광부가 구비되는 케이스, 상기 출광부를 통해 광을 구강 내로 출력하는 광출력부, 상기 입광부를 통해 입사된 반사광으로부터 상기 구강 내 치아에 대한 2차원 스캔 이미지를 획득하는 이미지 센싱부, 상기 케이스에 탈부착 가능하게 구비되며 상기 케이스에 장착된 경우 상기 출광부를 통해 출광하는 광을 상기 구강 내로 반사하고 상기 구강 내에서 반사된 반사광을 상기 입광부로 반사하는 반사경이 구비되는 반사경 부재를 포함하는 3차원 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔 방법에 있어서,
상기 이미지 센싱부가 상기 반사경에서 반사된 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지라 하고, 상기 반사경 부재가 장착되지 않는 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지를 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지라 할 때,
상기 반사경 부재를 상기 케이스에 장착하지 않는 상태에서 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계;
상기 획득된 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터를 생성하는 단계;
상기 넓은 영역의 3차원 스캔 데이터들을 정합하여 상기 구강 내 전체 치아에 대한 3차원 모델 데이터를 생성하는 단계;
상기 반사경 부재를 상기 케이스에 장착한 상태에서 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계;
상기 획득된 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 이용하여 상기 구강 내 치아에 대한 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 3차원 모델 데이터에 상기 좁은 영역의 3차원 스캔 데이터를 정합하는 단계;를 포함하는 구강 스캔 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 반사경 부재가 상기 케이스에 장착된 상태에서 상기 이미지 센싱부가 상기 입광부를 통해 입사된 모든 반사광으로부터 획득한 2차원 스캔 이미지는 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지가 포함된 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지이고,
상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계는,
상기 반사경 부재를 상기 케이스에 장착한 상태에서 상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지를 획득하는 단계와,
상기 넓은 영역의 2차원 스캔 이미지에서 상기 좁은 영역의 2차원 스캔 이미지를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구강 스캔 방법.