(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-30
(54)【発明の名称】口腔スキャナ
(51)【国際特許分類】
A61B 1/24 20060101AFI20240123BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
A61B1/24
A61B1/00 522
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023545217
(86)(22)【出願日】2021-12-09
(85)【翻訳文提出日】2023-07-25
(86)【国際出願番号】 KR2021018685
(87)【国際公開番号】W WO2022164013
(87)【国際公開日】2022-08-04
(31)【優先権主張番号】10-2021-0014118
(32)【優先日】2021-02-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523281825
【氏名又は名称】アルクリエル インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チョン、ソン ヒョン
【テーマコード（参考）】
4C161
【Ｆターム（参考）】
4C161AA08
4C161BB06
4C161CC06
4C161FF40
4C161JJ06
(57)【要約】
【課題】本開示は口腔スキャナに関する。
【解決手段】本開示の一実施例に係る口腔スキャナは、一端に開口部が形成されたケース、ケースの他端に配置され開口部に向かって光を照射する光源部、開口部に配置され、光源部から照射される光を被写体方向に反射させて被写体から反射する光を光源部方向に反射させる第１光学系、光源部と第１光学系の間に配置され第１光学系から反射した光を反射させる第２光学系、および第２光学系から反射した光を検出するイメージセンサ部を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一実施例に係る口腔スキャナは、一端に開口部が形成されたケース、ケースの他端に配置され開口部に向かって光を照射する光源部、開口部に配置され、光源部から照射される光を被写体方向に反射させて被写体から反射する光を光源部方向に反射させる第１光学系、光源部と第１光学系の間に配置され第１光学系から反射した光を反射させる第２光学系、および第２光学系から反射した光を検出するイメージセンサ部を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
口腔スキャナであって、一端に開口部が形成されたケース；
前記ケースの他端に配置され、前記開口部に向かって光を照射する光源部；
前記開口部に配置され、前記光源部から照射される光を被写体方向に反射させ、前記被写体から反射する光を光源部方向に反射させる第１光学系；
前記光源部と前記第１光学系の間に配置され、前記第１光学系から反射した光を反射させる第２光学系；および
前記第２光学系から反射した光を検出するイメージセンサ部を含む、口腔スキャナ。
【請求項2】
前記第２光学系の中心部には隙間が形成され、前記光源部から照射された光が前記隙間を通過して前記第１光学系に到達するように構成される、請求項１に記載の口腔スキャナ。
【請求項3】
前記第２光学系は、前記第１光学系から反射した光を反射するように構成される第１反射部；および
前記第１反射部によって反射した光をイメージセンサ部方向に反射するように構成される第２反射部を含む、請求項１に記載の口腔スキャナ。
【請求項4】
前記第１反射部は、それぞれの無限平面間の二面角が劣角をなすように構成される２つの反射面を含み、前記第２反射部は、それぞれの無限平面間の二面角が優角をなすように構成される２つの反射面を含む、請求項３に記載の口腔スキャナ。
【請求項5】
前記第２反射部の２つの反射面それぞれの位置および方向は、前記第２反射部の２つの反射面によってそれぞれ反射して前記イメージセンサ部により検出される前記被写体の２つの像（ｉｍａｇｅ）が重ならないように設定される、請求項４に記載の口腔スキャナ。
【請求項6】
前記第２光学系は第１プリズムおよび第２プリズムを含み、前記光源部から照射される光は前記第１プリズムと前記第２プリズムの間に形成された隙間を通過して前記第１光学系に到達するように構成され、
前記第１光学系によって反射する光は前記第１プリズムの相互に対向する一対の反射面および前記第２プリズムの相互に対向する一対の反射面によって反射して前記イメージセンサ部に到達するように構成される、請求項１に記載の口腔スキャナ。
【請求項7】
前記第１プリズムの一側反射面の無限平面と前記第２プリズムの一側反射面の無限平面間の二面角は劣角をなし、前記第１プリズムの他側反射面の無限平面と前記第２プリズムの他側反射面の無限平面間の二面角は優角をなすように構成される、請求項６に記載の口腔スキャナ。
【請求項8】
前記第１プリズムの他側反射面と前記第２プリズムの他側反射面それぞれの位置および方向は、前記２つの他側反射面によってそれぞれ反射して前記イメージセンサ部により検出される前記被写体の２つの像が重ならないように設定される、請求項７に記載の口腔スキャナ。
【請求項9】
前記光源部はパターン光または構造光を照射するように構成される、請求項１に記載の口腔スキャナ。
【請求項10】
前記イメージセンサ部は、前記第２光学系から反射した光のイメージから２つのステレオイメージを獲得するように構成される、請求項１に記載の口腔スキャナ。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は口腔スキャナに関し、より詳細には口腔の３次元イメージを獲得するように構成される口腔スキャナに関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル印象（ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）は今日デジタル化された歯科治療の重要な開始段階に該当する。歯科治療においてデジタル印象の重要性が増加したことにより口腔スキャナ（ｉｎｔｒａｏｒａｌ ｓｃａｎｎｅｒ）に対する技術発展が活発になされている。
【0003】
口腔スキャナは、歯科患者の口腔内に挿入されて非接触式で歯の３次元的な構造をスキャニングする装置またはシステムである。最近開発された口腔スキャナは、口内の２次元映像データを撮影し、２次元映像データに基づいて口腔構造の三次元モデルリングが可能である。このような機能を有する口腔スキャナは臨床においても適用範囲が拡大されて、歯の修復のための治療だけでなくインプラント、矯正装置の製作にも利用され得る。
【0004】
一方、成功的な歯科治療のためには印象の正確性が重要である。口腔スキャナを通じてのデジタル印象は印象材の収縮や膨張などによる変形がないため、既存の印象材を利用した伝統的な印象に比べて印象の正確度が高い。しかし、口腔スキャナが精巧な歯科施術の道具として継続的に使われるためにはスキャニングの正確性を向上させる必要がある。また、口腔スキャナは歯科患者の口腔内に非接触式で挿入されて使われるため、口腔スキャナの使用中に患者が心安い気持ちを感じることができるようにする構造を有することが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本明細書で開示される実施例は、歯科患者の口腔内に非接触式で挿入されて使われるのに適合な構造を有するように複数の光学系を配置した口腔スキャナを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施例に係る口腔スキャナは、一端に開口部が形成されたケース、ケースの他端に配置され開口部に向かって光を照射する光源部、開口部に配置され、光源部から照射される光を被写体方向に反射させて被写体から反射する光を光源部方向に反射させる第１光学系、光源部と第１光学系の間に配置され第１光学系から反射した光を反射させる第２光学系、および第２光学系から反射した光を検出するイメージセンサ部を含む。
【0007】
一実施例によると、第２光学系の中心部には隙間が形成されて、光源部から照射された光が隙間を通過して第１光学系に到達するように構成される。
【0008】
一実施例によると、第２光学系は第１光学系から反射した光を反射するように構成される第１反射部、および第１反射部によって反射した光をイメージセンサ部方向に反射するように構成される第２反射部を含む。
【0009】
一実施例によると、第１反射部はそれぞれの無限平面間の二面角が劣角をなすように構成される２つの反射面を含み、第２反射部はそれぞれの無限平面間の二面角が優角をなすように構成される２つの反射面を含む。
【0010】
一実施例によると、第２反射部の２つの反射面それぞれの位置および方向は第２反射部の２つの反射面によってそれぞれ反射してイメージセンサ部により検出される被写体の２つの像（ｉｍａｇｅ）が重ならないように設定される。
【0011】
一実施例によると、第２光学系は第１プリズムおよび第２プリズムを含み、光源部から照射される光は第１プリズムと第２プリズムの間に形成された隙間を通過して第１光学系に到達するように構成され、第１光学系によって反射する光は第１プリズムの相互に対向する一対の反射面および第２プリズムの相互に対向する一対の反射面によって反射してイメージセンサ部に到達するように構成される。
【0012】
一実施例によると、第１プリズムの一側反射面の無限平面と第２プリズムの一側反射面の無限平面間の二面角は劣角をなし、第１プリズムの他側反射面の無限平面と第２プリズムの他側反射面の無限平面間の二面角は優角をなすように構成される。
【0013】
一実施例によると、第１プリズムの他側反射面と第２プリズムの他側反射面それぞれの位置および方向は、２つの他側反射面によってそれぞれ反射してイメージセンサ部により検出される被写体の２つの像が重ならないように設定される。
【0014】
一実施例によると、光源部はパターン光または構造光を照射するように構成される。
【0015】
一実施例によると、イメージセンサ部は第２光学系から反射した光のイメージから２つのステレオイメージを獲得するように構成される。
【発明の効果】
【0016】
本開示の多様な実施例によると、口腔スキャナのケース内部に配置される複数の光学系それぞれの角度調節のための駆動部が不要であるため、ケース内部で光学系を最適の位置に稠密に配置することができる。
【0017】
また、本開示の多様な実施例によると、ケース内部に複数の光学系を稠密な構造で配置することによって体積の小さい口腔スキャナを具現できるため、口腔スキャナの使用時に歯科患者の口腔内挿入だけでなく口腔内で移動や方向転換が容易であるため歯のスキャニングを精密に遂行できる。
【0018】
また、本開示の多様な実施例によると、１つのイメージセンサ部だけでも複数の光学系から反射した光のイメージから２つのステレオイメージを獲得できるため、口腔スキャナの製作費用が節減され、その内部構成をさらに最適化させることができる。
【0019】
本開示の効果は以上で言及した効果に制限されず、言及されていない他の効果は請求の範囲の記載から当業者に明確に理解され得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本開示の一実施例に係る口腔スキャナが口腔３Ｄモデリングおよび視角化システムと連結された構成を示す概要図である。
【図2】本開示の一実施例に係る口腔スキャナの透視斜視図である。
【図3】本開示の一実施例に係る口腔スキャナの透視側面図である。
【図4】本開示の他の実施例に係る口腔スキャナの透視斜視図である。
【図5】本開示の他の実施例に係る口腔スキャナの透視側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本開示の実施のための具体的な内容を添付された図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明では本開示の要旨を不要に曖昧にさせ得る恐れがある場合、広く知られている機能や構成に関する具体的な説明は省略することにする。
【0022】
添付された図面で、同一または対応する構成要素には同じ参照符号が付与されている。また、以下の実施例の説明において、同一または対応する構成要素を重複記述することが省略され得る。しかし、構成要素に関する技術が省略されても、そのような構成要素がある実施例に含まれないものと意図されはしない。
【0023】
本開示で使われる用語について簡略に説明し、開示された実施例について具体的に説明することにする。本明細書で使われる用語は本開示での機能を考慮しつつ、できる限り現在広く使われる一般的な用語を選択したが、これは関連分野に従事する技術者の意図または判例、新しい技術の出現などにより変わり得る。また、特定の場合は出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明部分で詳細にその意味を記載するであろう。したがって、本開示で使われる用語は単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本開示の全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。
【0024】
本開示で、単数の表現は文脈上明白に単数であると特定しない限り、複数の表現を含む。また、複数の表現は文脈上明白に複数であると特定しない限り、単数の表現を含む。
【0025】
本開示で、或る部分が何らかの構成要素を含むとする時、これは特に反対の記載がない限り他の構成要素を除くものではなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
【0026】
本開示で、図面の上側はその図面に図示された構成の「上部」または「上側」、その下側は「下部」または「下側」と指称し得る。また、図面において図示された構成の上部と下部の間または上部と下部を除いた残りの部分は「側部」または「側面」と指称し得る。このような「上部」、「上側」などのような相対的な用語は、図面に図示された構成間の関係を説明するために使われ得、本開示はそのような用語によって限定されない。
【0027】
本開示で、ある構造物の内部空間へ向かう方向を「内側」、開放された外部空間に突出した方向を「外側」と指称し得る。このような「内側」、「外側」などのような相対的な用語は、図面に図示された構成間の関係を説明するために使われ得、本開示はそのような用語によって限定されない。
【0028】
本開示で「Ａおよび／またはＢ」の記載はＡ、またはＢ、またはＡおよびＢを意味する。
【0029】
本開示で、或る部分が他の部分と連結されているとする時、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の構成を挟んで連結されている場合も含む。
【0030】
また、本開示で使われる「モジュール」または「部」という用語はソフトウェアまたはハードウェア構成要素を意味し、「モジュール」または「部」は何らかの役割を遂行する。しかし、「モジュール」または「部」はソフトウェアまたはハードウェアに限定される意味ではない。「モジュール」または「部」はアドレッシングできる保存媒体にあるように構成されてもよく、一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されてもよい。したがって、一例として「モジュール」または「部」はソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素およびタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシーザー、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイまたは変数のうち少なくとも一つを含むことができる。構成要素と「モジュール」または「部」は中で提供される機能はさらに小さい数の構成要素および「モジュール」または「部」で結合されたり追加的な構成要素と「モジュール」または「部」にさらに分離され得る。
【0031】
開示された実施例の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に後述されている実施例を参照すれば明確になるであろう。しかし、本開示は以下で開示される実施例に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得、ただし本実施例は本開示を完全なものとし、本開示が通常の技術者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものに過ぎない。
【0032】
【0033】
口腔スキャナ１１０は、例えば、歯科医療スタッフによって歯科患者の口腔内に挿入されて非接触式で歯をスキャニングして複数の２次元映像データを撮影することができる。また、口腔スキャナ１１０は撮影された複数の２次元映像データをシステム１２０に伝送したり、自主的に２次元映像データに基づいた３次元口腔構造モデリングを実行することができる。
【0034】
口腔スキャナ１１０は、システム１２０と有線または無線で通信が可能であるように構成されたネットワークを通じて連結され得る。ここで、ネットワークは設置環境により、例えば、銅線ケーブルのような電気的な連結線、イーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、有線ホームネットワーク（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、電話線通信装置およびＲＳ－ｓｅｒｉａｌ通信などの有線ネットワーク、移動通信網、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などのような無線ネットワークまたはその組み合わせで構成され得る。
【0035】
口腔スキャナ１１０はシステム１２０と２次元映像データ、３次元口腔構造モデルデータなどのような情報および／またはデータをやりとりすることができる。口腔スキャナ１１０とシステム１２０は図示された通り、物理的に分離されて構成され得るが、これに限定されない。例えば、口腔スキャナ１１０とシステム１２０は一つのコンピューティング装置内に一体型で構成され得る。
【0036】
システム１２０は口腔スキャナ１１０から獲得された少なくとも２つの２次元映像データまたはステレオイメージを分析して３次元口腔構造モデリングを遂行できる。このような機能の遂行のために、システム１２０はイメージ処理および三次元モデルリングを遂行できるプロセッサ（例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵなど）および２次元映像データまたは３次元口腔構造モデルデータを保存できるメモリを含むコンピューティング装置に該当し得る。一実施例において、システム１２０は、図示された通り、通信部１２２、制御部１２４およびディスプレイ部１２６を含むことができる。通信部１２２は口腔スキャナ１１０と情報および／またはデータを送／受信するように構成され得る。具体的には、通信部１２２は制御部１２４の命令信号を口腔スキャナ１１０に送信することができ、口腔スキャナ１１０から対象口腔構造のイメージ情報を受信することができる。
【0037】
制御部１２４は口腔スキャナ１１０が対象口腔構造のイメージを撮影するように制御することができる。具体的には、制御部１２４は、口腔スキャナ１１０内部に設置された光源部（例えば、図２の２２０）が光を複数の光学系のうち少なくとも一つに向かって照射するように制御することができる。また、制御部１２４は、口腔スキャナ１１０内部に設置されたイメージセンサ部（例えば、図２の２６０）が複数の光学系のうち少なくとも一つによって反射する光を検出するように制御することができる。制御部１２４はイメージセンサ部が検出された光のイメージから２つのステレオイメージを獲得するように制御することができる。制御部１２４はディスプレイ部１２６がイメージセンサ部から獲得された２つのステレオイメージなどを表示するように制御することができる。また、制御部１２４は２つのステレオイメージから算出された３次元口腔構造モデルデータを視角化してディスプレイ部１２６に表示されるように制御することができる。
【0038】
ディスプレイ部１２６は、口腔スキャナ１１０または制御部１２４から伝達された情報および／またはデータをイメージで表示することができる。この場合、ディスプレイ部１２６に表示されるイメージは２つのステレオイメージまたは３次元口腔構造モデルのイメージを含むことができる。一実施例において、ディスプレイ部１２６は、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、タッチディスプレイなどのようなディスプレイパネル装置を含むことができる。
【0039】
図２は、本開示の一実施例に係る口腔スキャナ２００の透視斜視図である。図２に図示された通り、口腔スキャナ２００はケース２１０、光源部２２０、第１光学系２４０、第２光学系２３０、２５０、およびイメージセンサ部２６０を含むことができる。
【0040】
ケース２１０は口腔スキャナ２００の外部を形成し、その内部に光源部２２０、第１光学系２４０、第２光学系２３０、２５０、イメージセンサ部２６０を収容するように構成され得る。図２に図示された通り、ケース２１０は略いずれか一つの長さ方向に延びた台形ボックスの形態であり得るが、これに限定されない。例えば、ケース２１０は、直六面体型、円筒形、流線形または口腔内部に挿入するのに適合な任意の形態で形成され得る。
【0041】
開口部２１２はケース２１０の一端に形成され得る。具体的には、開口部２１２はケース２１０の一端に形成された開口を含むことができる。この場合、開口部２１２の開口は、ケース２１０の内部で生成または反射する光が外部に照射され、外部の光がケース２１０の内部に導入され得るように構成され得る。一実施例において、口腔スキャナ２００が口腔内に挿入時、開口部２１２は口腔の最も内側に位置するように構成され得る。
【0042】
光源部２２０は開口部２１２に向かって光を照射するように構成され得る。この場合、光源部２２０から照射される光はパターン光または構造光に該当し得る。光のパターンは直線形の模様、点パターンまたは任意の形態のパターンであり得る。パターン光が口腔内の歯のような被写体２７０に照射されると、被写体２７０の表面の３次元的な構造により該当パターンの変形が発生し得る。したがって、被写体２７０の表面に結ばれたパターンの変形または位置情報は被写体２７０の３次元構造を識別してモデリングするのに使われ得る。
【0043】
光源部２２０はケース２１０の他端に配置され得る。具体的には、光源部２２０は開口部２１２が形成されたケース２１０の一端と対向するケース２１０の内側他端に収容配置され得る。例えば、光源部２２０はケース２１０の内側他端の上部に固定配置され得る。
【0044】
一実施例において、光源部２２０はケース２１０の一方の端に配置され得るが、これに限定されない。例えば、光源部２２０はケース２１０の一端と他端の間の任意の中間地点に配置され得る。すなわち、光源部２２０は開口部２１２に向かって光を照射しやすいケース２１０内の任意の位置に配置され得る。一実施例において、光源部２２０は容易なスキャニングのために第１反射部２３０から適切な距離をおいて離隔配置され得る。例えば、光源部２２０は第１反射部２３０に最大限近接するように配置され得る。
【0045】
第１光学系２４０は光源部２２０から照射される光を被写体２７０方向に反射させ、被写体２７０から反射する光を光源部２２０または第２光学系２３０、２５０方向に反射させるように構成され得る。第１光学系２４０は少なくとも１つの反射部を含むことができる。例えば、第１光学系２４０は少なくとも１つの鏡であり得る。一実施例において、第１光学系２４０は開口部２１２またはその周辺に配置され得る。例えば、第１光学系は開口部２１２の内側面に固定配置され得る。
【0046】
第２光学系２３０、２５０は第１光学系２４０から反射した光を反射させるように構成され得る。具体的には、第２光学系２３０、２５０は第１光学系２４０から反射した光をイメージセンサ部２６０方向に反射させることができる。この場合、第２光学系２３０、２５０が光を反射させる回数は一回以上であり得る。
【0047】
第２光学系２３０、２５０は光源部２２０と第１光学系２４０の間に配置され得る。具体的には、ケース２１０の内部空間のうち両終端にはそれぞれ光源部２２０と第１光学系２４０が固定配置され得、その中間の任意の位置に第２光学系２３０、２５０が固定配置され得る。
【0048】
一実施例において、第２光学系２３０、２５０の中心部には隙間（または光経路）が形成されることによって、光源部２２０から照射された光が隙間を通過して第１光学系２４０に到達することができる。他の実施例において、第２光学系２３０、２５０の中心部に隙間が形成されていない場合、光源部２２０から照射された光が第２光学系２３０、２５０を外れて第１光学系２４０に到達することができる。
【0049】
図２に図示された通り、第２光学系２３０、２５０は第１反射部２３０および第２反射部２５０を含むことができる。第１反射部２３０は第１光学系２４０から反射した光を反射するように構成され得る。第１反射部２３０はケース２１０の内側上部に固定配置され得る。一実施例において、第１反射部２３０は２つの反射面２３２、２３４を含むことができる。２つの反射面２３２、２３４は第１光学系２４０から反射した光を第２反射部２５０方向に反射させることができる。また、２つの反射面２３２、２３４の間には隙間が形成されることによって、光源部２２０から照射された光が隙間を通過して第１光学系２４０に到達することができる。
【0050】
第２反射部２５０は第１反射部２３０により反射した光をイメージセンサ部２６０方向に反射するように構成され得る。第２反射部２５０はケース２１０の内側下部に固定配置され得る。一実施例において、第２反射部２５０は２つの反射面２５２、２５４を含むことができる。２つの反射面２５２、２５４は第１反射部２３０から反射した光をイメージセンサ部２６０方向に反射させることができる。
【0051】
一実施例において、第２反射部２５０の２つの反射面２５２、２５４それぞれの位置および／または方向は、第２反射部２５０の２つの反射面２５２、２５４によりそれぞれ反射してイメージセンサ部２６０により検出される被写体２７０の２つの像（ｉｍａｇｅ）が重ならないように適切に設定され得る。例えば、第２反射部２５０の２つの反射面２５２、２５４により反射する光からイメージセンサ部２６０が検出する２つの像には、被写体２７０の像がそれぞれ一つずつ含まれ得る。この場合、イメージセンサ部２６０により検出される被写体２７０の２つの像が重ならないように、２つの反射面２５２、２５４の位置および／または方向が設定され得る。
【0052】
一実施例において、ケース２１０内部には第１光学系２４０または第２光学系２３０、２５０の角度調節のための駆動部を設置しないことができる。この場合、ケース内部で第１光学系２４０と第２光学系２３０、２５０が配置された領域に他の電子的または機械的構成要素を配置する必要がないので、ケース内部の構成要素を稠密に配置することができる。したがって、第１光学系２４０および第２光学系２３０、２５０の稠密な構造からケース２１０の最適構造を設計できるため、口腔内でスキャニング動作が自由であり、体積の小さい口腔スキャナ２００を具現することができる。
【0053】
第１反射部２３０の反射面２３２、２３４それぞれの法線ベクトル方向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）と第２反射部２５０の反射面２３２、２３４それぞれの法線ベクトル方向は、被写体２７０から反射した光がイメージセンサ部２６０までガイドできるように適切に調整され得る。一実施例において、第１反射部２３０の反射面２３２、２３４それぞれの無限平面が互いになす二面角は劣角、すなわち１８０度より小さい角度に該当し、第２反射部２５０の反射面２５２、２５４それぞれの無限平面が互いになす二面角は優角、すなわち１８０度より大きい角度に該当し得る。他の実施例において、第１反射部２３０の反射面２３２、２３４それぞれの無限平面が互いになす二面角は優角に該当し、第２反射部２５０の反射面２５２、２５４それぞれの無限平面が互いになす二面角は劣角に該当し得る。
【0054】
イメージセンサ部２６０は第２光学系２３０、２５０から反射した光を検出するように構成され得る。一実施例において、イメージセンサ部２６０は第２光学系２３０、２５０から反射した光から２つのステレオイメージを獲得するように構成され得る。具体的には、イメージセンサ部２６０は第２反射部２５０の２つの反射面２５２、２５４によりそれぞれ反射する２つの光のイメージを共に獲得することができる。このように、口腔スキャナ２００は複数の反射面２３２、２３４、２５２、２５４を有する第２光学系２３０、２５０を含むため、１つのイメージセンサ部２６０だけでも２つのステレオイメージを獲得することができる。イメージセンサ部２６０から獲得された２つのステレオイメージは、以後プロセッサによって実行される３Ｄ口腔構造モデリングに使われ得る。
【0055】
一実施例において、イメージセンサ部２６０はケース２１０の他端に配置され得る。具体的には、イメージセンサ部２６０は開口部２１２が形成されたケース２１０の一端と対向するようにケース２１０の内側他端に収容配置され得る。例えば、イメージセンサ部２６０は光源部２２０と隣接したケース２１０の内側下部に固定配置され得る。
【0056】
前では第１反射部２３０がケース２１０の内側上部に固定配置され、第２反射部２５０がケース２１０の内側下部に固定配置されるものとして説明されたが、これに限定されない。例えば、第１反射部２３０はケース２１０の内側下部に固定配置され、第２反射部２５０はケース２１０の内側上部に固定配置され得る。この場合、光源部２２０はケース２１０の内側他端の下部に固定配置され、イメージセンサ部２６０は光源部２２０と隣接したケース２１０の内側上部に固定配置され得る。
【0057】
【0058】
一実施例において、光は光源部２２０から照射されて第１反射部２３０の隙間を通過することができる。第１反射部２３０の隙間を通過した光は第１光学系２４０により被写体方向に反射することができる。この場合、光は開口部２１２一側に形成された開口を通過することができる。被写体から反射した光は第１光学系２４０により第１反射部２３０方向に反射することができる。第１反射部２３０により反射した光は第２反射部２５０によりイメージセンサ部２６０方向に反射することができる。
【0059】
追加的に、口腔スキャナ２００は光源部２２０でない追加の光源から照射される光を利用して被写体のイメージを獲得することができる。例えば、口腔スキャナ２００に設置される追加の光源または外部の追加の光源から照射される光は、被写体に反射して第１光学系２４０に到達することができる。第１光学系２４０から反射した光は第１反射部２３０および第２反射部２５０により順次反射してイメージセンサ部２６０に到達することができる。
【0060】
図４は、本開示の他の実施例に係る口腔スキャナ４００の透視斜視図である。図４に図示された構成のうち、図２に図示された構成と対応するものについては説明を省略することにする。図４に図示された通り、口腔スキャナ４００はケース４１０、光源部４２０、第１光学系４６０、第２光学系４３０、およびイメージセンサ部４７０を含むことができる。
【0061】
第２光学系４３０は第１光学系４６０から反射した光をイメージセンサ部４７０方向に反射させることができる。この場合、第２光学系４３０が光を反射させる回数は１回以上であり得る。
【0062】
第２光学系４３０は光源部４２０と第１光学系４６０の間に配置され得る。具体的には、ケース４１０の内部空間のうち両終端にはそれぞれ光源部４２０と第１光学系４６０が固定配置され得、その中間の任意の位置に第２光学系４３０が固定配置され得る。
【0063】
【0064】
一実施例において、第１プリズム４４０と第２プリズム４５０の間には隙間（または光経路）が形成されることによって、光源部４２０から照射された光が前述した隙間を通過して第１光学系４６０に到達することができる。他の実施例において、第１プリズム４４０と第２プリズム４５０の間に隙間が形成されない場合、光源部４２０から照射された光が第２光学系４３０を外れて第１光学系４６０に到達することができる。
【0065】
図４に図示された通り、第１プリズム４４０は相互に対向する一対の反射面４４２、４４４を含み、第２プリズム４５０は相互に対向する一対の反射面４５２、４５４を含むことができる。一実施例において、第１プリズム４４０の上側反射面４４２および第２プリズム４５０の上側反射面４５２はそれぞれ、第１光学系４６０から反射した光を第１プリズム４４０の下側反射面４４４および第２プリズム４５０の下側反射面４５４方向に反射させることができる。また、第１プリズム４４０の下側反射面４４４および第２プリズム４５０の下側反射面４５４はそれぞれ、第１プリズム４４０の上側反射面４４２および第２プリズム４５０の上側反射面４５２から反射した光をイメージセンサ部４７０方向に反射させることができる。したがって、第１光学系４６０により反射する光は第１プリズム４４０の相互に対向する一対の反射面４４２、４４４および第２プリズム４５０の相互に対向する一対の反射面４５２、４５４により反射してイメージセンサ部４７０に到達することができる。
【0066】
一実施例において、第１プリズム４４０の下側反射面４４４および第２プリズム４５０の下側反射面４５４それぞれの位置および／または方向は、２つの下側反射面４４４、４５４によりそれぞれ反射してイメージセンサ部４７０により検出される被写体の２つの像が重ならないように適切に設定され得る。例えば、２つの下側反射面４４４、４５４により反射する光からイメージセンサ部４７０が検出する２つの像には、被写体の像がそれぞれ一つずつ含まれ得る。この場合、イメージセンサ部４７０により検出される被写体の２つの像が重ならないように、２つの下側反射面４４４、４５４の位置および／または方向が設定され得る。
【0067】
第１プリズム４４０の反射面４４２、４４４それぞれの法線ベクトル方向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）と第２プリズム４５０の反射面４５２、４５４それぞれの法線ベクトル方向は、被写体から反射した光がイメージセンサ部４７０までガイドできるように適切に調整され得る。一実施例において、第１プリズム４４０の一側反射面４４２の無限平面と第２プリズム４５０の一側反射面４５２の無限平面間の二面角は劣角に該当し、第１プリズム４４０の他側反射面４４４の無限平面と第２プリズム４５０の他側反射面４５４の無限平面間の二面角は優角に該当し得る。他の実施例において、第１プリズム４４０の一側反射面４４２の無限平面と第２プリズム４５０の一側反射面４５２の無限平面間の二面角は優角に該当し、第１プリズム４４０の他側反射面４４４の無限平面と第２プリズム４５０の他側反射面４５４の無限平面間の二面角は劣角に該当し得る。
【0068】
以上で説明した通り、第２光学系４３０を一対のプリズム（４４０、４５０）を利用して具現することによって、ケース４１０内部で第２光学系の配置構造と設計がさらに最適化され得る。すなわち、ケース４１０内部で第２光学系を複数の反射部または鏡を利用して具現することに比べて、一対のプリズムを利用して具現することによって第２光学系をケース４１０内部に配置または固定するための構造がさらに容易となり、これに伴い、ケース４１０の内部構造がさらに稠密になり得る。
【0069】
【0070】
一実施例において、光は光源部４２０から照射されて第１プリズム４４０と第２プリズム４５０の間の隙間を通過することができる。隙間を通過した光は第１光学系４６０により被写体方向に反射することができる。この場合、光は開口部４１２の一側に形成された開口を通過することができる。被写体から反射した光は第１光学系４６０により第２光学系４３０方向に反射することができる。第１プリズム４４０および第２プリズム４５０の上側反射面によって反射した光は第１プリズム４４０および第２プリズム４５０の下側反射面によってイメージセンサ部４７０方向に反射することができる。
【0071】
追加的に、口腔スキャナ４００は光源部４２０でない追加の光源から照射される光を利用して被写体のイメージを獲得することができる。例えば、口腔スキャナ４００に設置された追加の光源または外部の光源から照射される光は被写体に反射して第１光学系４６０に到達することができる。第１光学系４６０から反射した光は第２光学系４３０の上側反射面および下側反射面によって順次反射してイメージセンサ部４７０に到達することができる。
【0072】
前記した本発明の好ましい実施例は例示の目的で開示されたもので、本発明に対して通常の知識を有する当業者であれば本発明の思想と範囲内で多様な修正、変更および付加が可能であろうし、このような修正、変更および付加は特許請求の範囲に属するものと見なされるべきである。
【0073】
本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、多様な置換、変形および変更が可能であるので、本発明は前述した実施例および添付された図面によって限定されるものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】