特表 2024-545494 口腔スキャナー

(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】2024-12-09

(54)【発明の名称】口腔スキャナー

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/07 20060101AFI20241202BHJP

   A61B 1/24 20060101ALI20241202BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

A61B1/07 730

A61B1/24

A61B1/00 731

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024533150

(86)(22)【出願日】2022-12-15

(85)【翻訳文提出日】2024-06-03

(86)【国際出願番号】 KR2022020456

(87)【国際公開番号】W WO2023113499

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】10-2021-0179478

(32)【優先日】2021-12-15

(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、スン ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】キム、キョン クク

【テーマコード（参考）】

4C161

【Ｆターム（参考）】

4C161AA08

4C161CC06

4C161FF35

4C161FF40

4C161LL03

4C161NN01

4C161QQ07

(57)【要約】

本開示の一実施形態による口腔スキャナーは、一端に開口部が形成されたケースと、ケースの他端に配置され、光を照射する光源部と、光源部から照射された光を反射するように構成される第１反射部と、第１反射部から離隔して配置され、第１反射部によって反射された光を開口部方向に反射するように構成される第２反射部と、を含む第１光学系と、開口部に配置され、第１光学系から反射された光を被写体方向に反射させ、被写体から反射される光を第２反射部方向に反射させる第２光学系と、第２反射部の反射面の反対方向の裏面に隣接して配置され、第２光学系から反射された光を反射させる第３光学系と、第３光学系から反射された光を検出するイメージセンサー部と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

口腔スキャナーであって、
一端に開口部が形成されたケースと、
前記ケースの他端に配置され、光を照射する光源部と、
前記光源部から照射された光を反射するように構成される第１反射部と、前記第１反射部から離隔して配置され、前記第１反射部によって反射された光を前記開口部方向に反射するように構成される第２反射部と、を含む第１光学系と、
前記開口部に配置され、前記第１光学系から反射された光を被写体方向に反射させ、前記被写体から反射される光を前記第２反射部方向に反射させる第２光学系と、
前記第２反射部の反射面の反対方向の裏面に隣接して配置され、前記第２光学系から反射された光を反射させる第３光学系と、
前記第３光学系から反射された光を検出するイメージセンサー部と、を含む、口腔スキャナー。

【請求項2】

前記第３光学系は、
前記第２光学系から反射された光を反射するように構成される第４反射部と、
前記第４反射部によって反射された光を前記イメージセンサー部方向に反射するように構成される第５反射部と、を含む、請求項１に記載の口腔スキャナー。

【請求項3】

前記第４反射部は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成される２個の反射面を含み、
前記第５反射部は、それぞれの反射面間の二面角が優角を成すように構成される２個の反射面を含む、請求項２に記載の口腔スキャナー。

【請求項4】

前記第５反射部の２個の反射面それぞれの位置および方向は、前記第５反射部の２個の反射面によってそれぞれ反射されて前記イメージセンサー部によって検出される前記被写体の２個の像（ｉｍａｇｅ）が重ならず、それぞれの像が全部見えるように設定される、請求項２に記載の口腔スキャナー。

【請求項5】

前記第４反射部の中心部には、間隙が形成されて、前記第５反射部によって反射された光が前記間隙を通過して前記イメージセンサー部に到達するように構成され、
前記第５反射部の２個の反射面は、各片側の角で互いに連結される、請求項４に記載の口腔スキャナー。

【請求項6】

前記第１光学系は、前記第１反射部と前記第２反射部を含む長斜方形（ｒｈｏｍｂｏｉｄ）形態のプリズムで構成される、請求項１に記載の口腔スキャナー。

【請求項7】

前記光源部は、
光を照射する第１光源部および第２光源部を含み、前記第１光源部および前記第２光源部は、前記イメージセンサーを中心に上部および下部にそれぞれ配置され、
前記第１光学系は、
前記第２反射部を中心に前記第１反射部と対称な位置に配置され、前記第２光源部から照射された光を反射するように構成された第３反射部をさらに含み、
前記第２反射部は、前記第１反射部および前記第３反射部によって反射された光をそれぞれ前記開口部方向に反射する２個の反射面を含み、前記第２反射部のそれぞれの反射面間の二面角は、優角を成すように構成される、請求項１に記載の口腔スキャナー。

【請求項8】

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ー。

【請求項9】

前記イメージセンサー部は、前記第３光学系から反射された光のイメージから２個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ー。

【請求項10】

前記第４反射部は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成される２対の反射面を含み、
前記第５反射部は、それぞれの反射面間の二面角が優角を成すように構成される２個の反射面を含み、
前記第４反射部の４個の反射面それぞれの位置および方向は、前記第４反射部の４個の反射面および前記第５反射部の２個の反射面によってそれぞれ反射されて前記イメージセンサー部によって検出される前記被写体の４個の像が重ならず、それぞれの像が全部見えるように設定され、
前記第５反射部の２個の反射面それぞれの位置および方向は、前記第５反射部の２個の反射面によってそれぞれ反射されて前記イメージセンサー部によって検出される前記被写体の４個の像が重ならず、それぞれの像が全部見えるように設定され、
前記第４反射部のそれぞれ一対の反射面の中心部には、間隙が形成されて、前記第５反射部から照射された光が前記間隙を通過して前記イメージセンサー部に到達するように構成され、
前記第５反射部の２個の反射面は、各片側の角で互いに連結され、
前記イメージセンサー部は、前記第３光学系から反射された光のイメージから４個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２に記載の口腔スキャナー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、口腔スキャナーに関し、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ーに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、歯科患者の診断や治療過程で印象採得手続が実行される。印象採得は、口腔内の歯および組織の状態を印象材に反映して患者の診断および治療計画を樹立するために必要な臨床手続である。最近、デジタル技術が歯科臨床および技工過程に適用されることにより、印象採得に印象材を使用せずに、口腔内または印象体をスキャンしてデジタルデータに変換するデジタル印象（ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を使用する場合が増加している。このように、歯科診断および治療においてデジタル印象の重要性が増加するにつれて、口腔スキャナー（ｉｎｔｒａｏｒａｌ ｓｃａｎｎｅｒ）に対する技術発展が活発に行われている。

【0003】

口腔スキャナーは、歯科患者の口腔内に挿入され、非接触で歯の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。一般的に、最近開発された口腔スキャナーは、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３次元モデリングを実行する。このような機能を有する口腔スキャナーは、臨床でも適用範囲が拡大され、歯の修復のための治療だけでなく、インプラント、矯正装置などの製作にも用いられ得る。

【0004】

なお、成功した歯科治療のためには、印象の正確性が重要である。口腔スキャナーを通したデジタル印象は、印象材の収縮や膨張などによる変形の問題点を持たないので、伝統的な印象採得方式に比べて印象の正確度が高い。しかしながら、口腔スキャナーが精巧な歯科施術ツールとして使用され続けるためには、スキャニングの正確性を向上させる必要がある。また、口腔スキャナーは、歯科患者の口腔内に非接触で挿入されて使用されるので、口腔スキャナーの使用中に患者が快適に感じ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】

本明細書において開示される実施形態は、歯科患者の口腔内に非接触で挿入されて使用するのに適した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ーを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態による口腔スキャナーは、一端に開口部が形成されたケースと、ケースの他端に配置され、光を照射する光源部と、光源部から照射された光を反射するように構成される第１反射部と、第１反射部から離隔して配置され、第１反射部によって反射された光を開口部方向に反射するように構成される第２反射部と、を含む第１光学系と、開口部に配置され、第１光学系から反射された光を被写体方向に反射させ、被写体から反射される光を第２反射部方向に反射させる第２光学系と、第２反射部の反射面の反対方向の裏面に隣接して配置され、第２光学系から反射された光を反射させる第３光学系と、第３光学系から反射された光を検出するイメージセンサー部と、を含む。

【0007】

一実施形態によれば、第３光学系は、第２光学系から反射された光を反射するように構成される第４反射部と、第４反射部によって反射された光をイメージセンサー部方向に反射するように構成される第５反射部と、を含む。

【0008】

一実施形態によれば、第４反射部は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成される２個の反射面を含み、第５反射部は、それぞれの反射面間の二面角が優角を成すように構成される２個の反射面を含む。

【0009】

一実施形態によれば、第５反射部の２個の反射面それぞれの位置および方向は、第５反射部の２個の反射面によってそれぞれ反射されてイメージセンサー部によって検出される被写体の２個の像が重ならず、それぞれの像が全部見えるように設定される。

【0010】

一実施形態によれば、第４反射部の中心部には、間隙が形成されて、第５反射部から照射された光が間隙を通過してイメージセンサー部に到達するように構成され、第５反射部の２個の反射面は、各片側の角で互いに連結される。

【0011】

一実施形態によれば、第１光学系は、第１反射部と第２反射部を含む長斜方形のプリズムで構成される。

【0012】

一実施形態によれば、光源部は、光を照射する第１光源部および第２光源部を含み、第１光源部および第２光源部は、イメージセンサーを中心に上部および下部にそれぞれ配置され、第１光学系は、第２反射部を中心に第１反射部と対称な位置に配置され、第２光源部から照射された光を反射するように構成された第３反射部をさらに含み、第２反射部は、第１反射部および第３反射部によって反射された光をそれぞれ開口部方向に反射する２個の反射面を含み、第２反射部のそれぞれの反射面間の二面角は、優角を成すように構成される。

【0013】

一実施形態によれば、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。

【0014】

一実施形態によれば、イメージセンサー部は、第３光学系から反射された光のイメージから２個のステレオイメージを獲得するように構成される。

【0015】

一実施形態によれば、第４反射部は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成される２対の反射面を含み、第５反射部は、それぞれの反射面間の二面角が優角を成すように構成される２個の反射面を含み、第５反射部の２個の反射面それぞれの位置および方向は、第５反射部の２個の反射面によってそれぞれ反射されてイメージセンサー部によって検出される被写体の４個の像が重ならず、それぞれの像が全部見えるように設定され、第４反射部のそれぞれ一対の反射面の中心部には、間隙が形成されて、第５反射部から照射された光が前記間隙を通過してイメージセンサー部に到達するように構成され、第５反射部の２個の反射面は、各片側の角で互いに連結され、イメージセンサー部は、第３光学系から反射された光のイメージから４個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形態によれば、口腔スキャナー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なので、ケース内部で光学系を最適な位置にコンパクトに配置することができる。

【0017】

また、本開示の多様な実施形態によれば、ケース内部に複数の光学系をコンパクト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ーを具現することができるので、口腔スキャナー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、歯スキャニングを精密に行うことができる。

【0018】

また、本開示の多様な実施形態によれば、１個のイメージセンサー部だけでも複数の光学系から反射された光のイメージから２個以上のステレオイメージを獲得することができるので、口腔スキャナー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、請求範囲の記載から当業者に明確に理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の一実施形態による口腔スキャナーが口腔３Ｄモデリングおよび可視化システムに連結された構成を示す概要図である。

【図2】本開示の一実施形態による口腔スキャナーの透視斜視図である。

【図3】本開示の一実施形態による口腔スキャナーの透視側面図および透視平面図である。

【図4】本開示の一実施形態による口腔スキャナーの第３光学系の透視斜視図である。

【図5】本開示の一実施形態によって獲得されたステレオイメージの例示を示す図である。

【図6】本開示の他の実施形態による口腔スキャナーの透視側面図である。

【図7】本開示のさらに他の実施形態による口腔スキャナーの透視側面図である。

【図8】本開示のさらに他の実施形態による口腔スキャナー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、以下の実施形態の説明において、同一または対応する構成要素を重複して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或る実施形態に含まれないものと意図するものでない。

【0023】

本開示において使われる用語について簡略に説明し、開示された実施形態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の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亘った内容に基づいて定義されるべきである。

【0024】

本開示において、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】

本開示において、或る部分が何らかの構成要素を含むとするとき、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】

本開示において、図面の上方はその図面に示される構成の「上部」又は「上側」、その下方は「下部」又は「下側」といえる。また、図面に示される構成の上部と下部の間又は上部と下部を除く他の部分は「側部」又は「側面」といえる。このような「上部」、「上側」などの相対的な用語は、図面に示される構成間の関係を説明するために用いられ、本開示は、そのような用語により限定されない。

【0027】

本開示において、一構造物の内部空間に向かう方向は「内側」、開放された外部空間に突出する方向は「外側」といえる。このような「内側」、「外側」などの相対的な用語は、図面に示される構成間の関係を説明するために用いられ、本開示は、そのような用語により限定されない。

【0028】

本開示において、「Ａ及び／又はＢ」との記載は、Ａ、又はＢ、又はＡ及びＢを意味する。

【0029】

本開示において、ある部分が他の部分に連結されているというと、それは、直接連結されている場合のみではなく、他の構成をそれらの間に挟んで連結されている場合も含む。

【0030】

また、本開示において使われる「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」は或る役割を実行する。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記憶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、オブジェクト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、プロシージャ、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、内部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】

開示された実施形態の利点および特徴、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形態を参照すると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形態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、ただし本実施形態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】

図１は、本開示の一実施形態による口腔スキャナー１１０が口腔３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０に連結された口腔スキャニングシステム１００の構成を示す概要図である。図示のように、口腔スキャニングシステム１００は、歯科患者の口腔内部の３次元的構造をスキャニングできる口腔スキャナー１１０および口腔スキャナー１１０に連結された口腔３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０を含んでもよい。

【0033】

口腔スキャナー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、非接触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、口腔スキャナー１１０は、撮影した複数の２次元映像データを３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０に伝送したり、自体的に２次元映像データに基づく３次元口腔構造モデリングを実行することができる。

【0034】

口腔スキャナー１１０は、３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０と有線または無線で通信可能に構成されたネットワークを介して連結されてもよい。ここで、ネットワークは、設置環境によって、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（登録商標）、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てもよい。

【0035】

口腔スキャナー１１０は、３Ｄモデリングおよび可視化サーバー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／またはデータを送受信することができる。口腔スキャナー１１０と３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０は、図示のように、物理的に分離されて構成されてもよいが、これに限定されない。例えば、口腔スキャナー１１０と３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０は、１つのコンピューティング装置内に一体型で構成されてもよい。

【0036】

３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０は、口腔スキャナー１１０から獲得した少なくとも２個の２次元映像データまたはステレオイメージに基づいて３次元口腔構造モデリングを行うことができる。このような機能実行のために、３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０は、イメージ処理および３次元モデリングを行うことができるプロセッサ（例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＡＰ、ＮＰＵ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ーを含むコンピューティング装置に該当することができる。一実施形態において、３Ｄモデリングおよび可視化サーバー１２０は、図示のように、通信部１２２、制御部１２４およびディスプレイ部１２６を含んでもよい。通信部１２２は、口腔スキャナー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てもよい。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ー１１０に送信することができ、口腔スキャナー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、口腔スキャナー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、口腔スキャナー１１０の内部に設置された少なくとも１つ以上の光源部（例えば、図２の２２０）が光を複数の光学系のうち少なくとも１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、口腔スキャナー１１０の内部に設置されたイメージセンサー部（例えば、図２の２７０）が複数の光学系のうち少なくとも１つによって反射され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、イメージセンサー部が検出された光のイメージから少なくとも２個以上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が口腔スキャナー１１０から受信した２個以上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。選択的にまたは追加的に、制御部１２４は、２個以上のステレオイメージに基づいて算出された３次元口腔構造モデルデータを可視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、口腔スキャナー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に表示されるデータは、２個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んでもよい。一実施形態において、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んでもよい。

【0039】

図２は、本開示の一実施形態による口腔スキャナー２００の透視斜視図である。図２に示されたように、口腔スキャナー２００は、ケース２１０、光源部２２０、第１光学系２３０、第２光学系２４０、第３光学系２５０、２６０およびイメージセンサー部２７０を含んでもよい。

【0040】

ケース２１０は、口腔スキャナー２００の外部を形成し、その内部に光源部２２０、第１光学系２３０、第２光学系２４０、第３光学系２５０、２６０およびイメージセンサー部２７０を収容するように構成されてもよい。図２に示されたように、ケース２１０は、略いずれか１つの長さ方向に延びた台形ボックスの形態であってもよいが、これに限定されない。例えば、ケース２１０は、直方体形状、円筒形、流線形または口腔内部に挿入するのに適した任意の形態で形成されてもよい。

【0041】

開口部２１２は、ケース２１０の一端に形成されてもよい。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んでもよい。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され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てもよい。一実施形態において、口腔スキャナー２００が口腔内に挿入されるとき、開口部２１２は、口腔の最内側に位置するように構成されてもよい。

【0042】

光源部２２０は、開口部２１２、第１光学系２３０または第２光学系２４０に向かって光を照射するように構成されてもよい。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することができる。光パターンは、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ってもよい。パターン光が口腔内の歯のような被写体２８０に照射されれば、被写体２８０の表面の３次元的構造により当該パターンの変形が発生することがある。したがって、被写体２８０の表面に投影されたパターンの変形または特徴点の位置変化情報に基づいて被写体２８０の３次元構造を識別しモデリングすることができる。

【0043】

光源部２２０は、ケース２１０の他端に配置されてもよい。具体的には、光源部２２０は、開口部２１２または第２光学系２４０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てもよい。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てもよい。一実施形態において、光源部２２０は、第１光源部（例えば、図８の８２２）と第２光源部（例えば、図８の８２４）を含んでもよい。この場合、第１光源部および第２光源部は、イメージセンサー部２７０とともにケースの他端に配置され、イメージセンサー部を中心にケース２１０の内側他端の上部および下部にそれぞれ固定配置されてもよい。２個の光源部を含む口腔スキャナー２００の構成は、図８を参照して詳細に後述する。

【0044】

一実施形態において、光源部２２０は、ケース２１０の一方の端に配置されてもよいが、これに限定されない。例えば、光源部２２０は、ケース２１０の一端と他端との間の任意の中間地点に配置されてもよい。すなわち、光源部２２０は、開口部２１２、第１光学系２３０または第２光学系２４０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てもよい。

【0045】

第１光学系２３０は、光源部２２０から照射される光を第２光学系２４０または開口部２１２方向に反射させるように構成されてもよい。図２に示されたように、第１光学系２３０は、第１反射部２３２および第２反射部２３４を含んでもよい。第１反射部２３２は、光源部２２０から照射された光を第２反射部２３４に向かって反射するように構成されてもよい。第１反射部２３２は、ケースの内側上部に固定配置されてもよい。また、第２反射部２３４は、第１反射部２３２によって反射された光を第２光学系２４０または開口部２１２方向に反射するように構成されてもよい。第２反射部２３４は、第１反射部２３２から離隔してケース２１０の内側中央部に固定配置されてもよい。すなわち、光源部２２０から照射される光は、第１光学系２３０の第１反射部２３２と第２反射部２３４を経て第２光学系２４０または開口部２１２方向に反射されることができる。

【0046】

第２光学系２４０は、第１光学系２３０の第２反射部２３４から照射される光を被写体２８０方向に反射させ、被写体２８０から反射される光を第２反射部２３４または第３光学系２５０、２６０方向に反射させるように構成されてもよい。第２光学系２４０は、少なくとも１個の反射部を含んでもよい。例えば、第２光学系２４０は、少なくとも１個の鏡であってもよい。一実施形態において、第２光学系２４０は、開口部２１２またはその周辺に配置されてもよい。例えば、第２光学系２４０は、開口部２１２の内側面に固定配置されてもよい。

【0047】

第３光学系２５０、２６０は、第２光学系２４０から照射された光を反射させるように構成されてもよい。具体的には、第３光学系２５０、２６０は、第２光学系２４０から照射された光をイメージセンサー部２７０方向に反射させることができる。この場合、第３光学系２５０、２６０が光を反射させるための１つ以上の反射部または鏡を含んでもよい。

【0048】

第３光学系２５０、２６０は、第１光学系２３０の第２反射部２３４の反射面の反対方向の裏面に隣接して配置されてもよい。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２光学系２４０が固定配置されてもよく、その中間の任意の位置に第１光学系２３０が配置され、第１光学系２３０から光源部２２０またはイメージセンサー部２７０が位置する方向の隣接した位置に第３光学系２５０、２６０が固定配置されてもよい。

【0049】

一実施形態において、第３光学系２５０、２６０は、第４反射部２５０および第５反射部２６０を含んでもよい。第４反射部２５０は、第２光学系２４０から反射された光を反射して第５反射部２６０に向かって照射するように構成されてもよい。一実施形態において、第４反射部２５０は、２個の反射面２５２、２５４を含んでもよい。２個の反射面２５２、２５４は、第２光学系２４０から反射された光を第５反射部２６０方向に反射させることができる。また、２個の反射面２５２、２５４の間には、間隙が形成されることによって、第４反射部２５０によって反射されて第５反射部２６０から照射された光が間隙を通過してイメージセンサー部２７０に到達することができる。ここで、第４反射部２５０の２個の反射面２５２、２５４それぞれの位置および方向は、第４反射部２５０の２個の反射面２５２、２５４および第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４によってそれぞれ反射されてイメージセンサー部２７０によって検出される被写体の２個の像が重ならないように設定されてもよい。一実施形態において、第４反射部２５０は、２対の反射面、すなわち、４個の反射面（例えば、図４の４１２、４１４、４２２、４２４）を含んでもよい。２対の反射面を含む第３光学系２５０、２６０の構成は、図４を参照して詳細に後述する。

【0050】

第５反射部２６０は、第４反射部２５０から反射された光をイメージセンサー部２７０方向に反射するように構成されてもよい。一実施形態において、第５反射部２６０は、２個の反射面２６２、２６４を含んでもよい。２個の反射面２６２、２６４は、第４反射部２５０から反射された光をイメージセンサー部２７０方向に反射させることができる。第５反射部２６０から反射された光は、第４反射部２５０の中心部に形成された間隙を通過して、イメージセンサー部２７０に到達することができる。ここで、第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４それぞれの位置および方向は、第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４によってそれぞれ反射されてイメージセンサー部２７０によって検出される被写体の２個の像が重ならないように設定されてもよい。

【0051】

一実施形態において、第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４は、各片側の角で互いに連結されてもよい。例えば、第５反射部２６０は、２個の反射面２６２、２６４が隣接するように構成されたプリズムであってもよい。

【0052】

一実施形態において、ケース２１０内部には、第１光学系２３０、第２光学系２４０または第３光学系２５０、２６０それぞれは、所定の位置に固定配置されてもよい。この場合、ケース２１０内部には、第１光学系２３０、第２光学系２４０または第３光学系２５０、２６０の角度調節のための駆動部を設置しなくてもよい。このように、ケース内部において第１光学系２３０、第２光学系２４０および第３光学系２５０、２６０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コンパクトに配置することができる。したがって、第１光学系２３０、第２光学系２４０および第３光学系２５０、２６０のコンパクトな構造からケース２１０の最適構造を設計できるので、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ー２００を具現することができる。

【0053】

一実施形態において、第４反射部２５０の２個の反射面２５２、２５４が相互成す角度は、劣角、すなわち１８０度より小さい角度に該当し、第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４が相互成す角度は、優角、すなわち１８０度より大きい角度に該当することができる。

【0054】

イメージセンサー部２７０は、第３光学系２５０、２６０から反射された光を検出するように構成されてもよい。一実施形態において、イメージセンサー部２７０は、第３光学系２５０、２６０から反射された光から２個のステレオイメージを獲得するように構成されてもよい。具体的には、イメージセンサー部２７０は、第３光学系２５０、２６０の第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４によってそれぞれ反射される２個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、口腔スキャナー２００は、複数の反射面２５２、２５４、２６２、２６４を有する第３光学系２５０、２６０を含むので、１個のイメージセンサー部２７０だけでも２個のステレオイメージを獲得することができる。イメージセンサー部２７０から獲得した２個のステレオイメージは、その後、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用され得る。一実施形態において、第４反射部２５０は、２対の反射面、すなわち４個の反射面（例えば、図４の４１２、４１４、４２２、４２４）を含んでもよいし、イメージセンサー部２７０は、第３光学系２５０、２６０の第５反射部２６０の２個の反射面によって反射した光から４個のステレオイメージを獲得するように構成されてもよい。イメージセンサー部２７０が２個の反射面を含む第５反射部２６０から４個のステレオイメージを獲得する構成は、図５を参照して詳細に後述する。

【0055】

一実施形態において、イメージセンサー部２７０は、ケース２１０の他端に配置されてもよい。具体的には、イメージセンサー部２７０は、開口部２１２または第２光学系２４０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てもよい。例えば、イメージセンサー部２７０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てもよい。

【0056】

図３は、本開示の一実施形態による口腔スキャナー２００の透視側面図および透視平面図である。図３では、図２と重複する構成については、図３に示された実施形態に基づいて簡略に記述する。一実施形態において、光は、光源部２２０から照射されて第１光学系２３０の第１反射部２３２および第２反射部２３４によって、第２光学系２４０方向に反射されることができる。第２反射部２３４から反射された光は、第２光学系２４０によってケース２１０外部に位置する被写体方向に反射されることができる。この場合、光は、開口部２１２の一側に形成された開口を通過することができる。被写体から反射された光は、第２光学系２４０によって第３光学系の第４反射部２５０方向に反射されることができる。第４反射部２５０によって反射された光は、第５反射部２６０によってイメージセンサー部２７０方向に反射されることができる。

【0057】

この場合、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２光学系２４０が固定配置されてもよい。また、その中間の任意の位置に配置される第１光学系２３０は、被写体から反射された光が第２光学系２４０によって第３光学系２５０、２６０方向に反射される場合、光が過ぎる経路を干渉しない領域、すなわち盲点領域に配置されてもよい。すなわち、第１光学系２３０は、被写体から反射された光のうち、第３光学系２５０、２６０に入射するものと重ならない領域（例えば、第５反射部２６０において２個の反射面２６２、２６４の反対方向の裏面と隣接した領域）に配置されてもよい。このように、第１光学系２３０の光経路と第３光学系２５０、２６０の光経路が相互干渉されることなく、第１光学系２３０および第３光学系２５０、２６０それぞれが、有効な光経路でなく、盲点領域に適切に配置することによって、ケース内部の構成要素をさらにコンパクトに配置することができる。

【0058】

図４は、本開示の一実施形態による口腔スキャナーの第３光学系２５０、２６０の透視斜視図である。図４では、図２と重複する構成については、図４に示された実施形態に基づいて簡略に記述する。一実施形態において、第３光学系２５０、２６０は、第２光学系から反射された光を反射するように構成される第４反射部２５０および第４反射部２５０によって反射された光をイメージセンサー部２７０方向に反射するように構成される第５反射部２６０を含んでもよい。

【0059】

一実施形態において、第４反射部２５０は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成される２対の反射面、すなわち４個の反射面４１２、４１４、４２２、４２４を含んでもよい。この場合、第１反射面の対４１２、４１４は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成されてもよい。これと同様に、第２反射面の対４２２、４２４は、それぞれの反射面間の二面角が劣角を成すように構成されてもよい。また、第５反射部２６０は、それぞれの反射面間の二面角が優角を成すように構成される２個の反射面２６２、２６４を含んでもよい。この場合、２個の反射面２２６、２６４は、各片側の角で互いに連結されるように構成されてもよい。ここで、第４反射部２５０の４個の反射面４１２、４１４、４２２、４２４それぞれの位置および方向は、第４反射部２５０の４個の反射面４１２、４１４、４２２、４２４および第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４によってそれぞれ反射されてイメージセンサー部によって検出される被写体の２個の像が重ならないように設定されてもよい。また、第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４それぞれの位置および方向は、第５反射部２６０の２個の反射面２６２、２６４によってそれぞれ反射されてイメージセンサー部２７０によって検出される被写体の２個の像が重ならないように設定されてもよい。

【0060】

このような構成によれば、イメージセンサー部２７０は、第３光学系２５０、２６０の第５反射部２６０の２個の反射面によって反射された光から４個のステレオイメージを獲得することができる。イメージセンサー部２７０が２個の反射面を含む第５反射部２６０から４個のステレオイメージを獲得した結果については、図５を参照して詳細に後述する。

【0061】

図５は、本開示の一実施形態によって獲得したステレオイメージ５１０、５２０の例示を示す図である。イメージセンサー部（例えば、図２の２７０）は、第３光学系（例えば、図２の２５０、２６０）から反射された光を検出するように構成されてもよい。一実施形態において、イメージセンサー部は、第３光学系から反射された光から２個のステレオイメージ５１０を獲得するように構成されてもよい。具体的には、イメージセンサー部は、第３光学系の第５反射部（例えば、図２の２６０）の２個の反射面（例えば、図２の２６２、２６４）によってそれぞれ反射される２個のステレオイメージを共に獲得することができる。このように獲得した２個のステレオイメージに基づいて、プロセッサは、テプスデータ（ｄｅｐｔｈ ｄａｔａ）を抽出し、これに基づいて被写体としての口腔構造の３Ｄモデリングを実行することができる。

【0062】

一実施形態において、イメージセンサー部は、第３光学系から反射された光から４個のステレオイメージ５２０を獲得するように構成されてもよい。具体的には、イメージセンサー部は、第３光学系の第４反射部（例えば、図４の２５０）の４個の反射面（例えば、図４の４１２、４１４、４２２、４２４）および第５反射部（例えば、図４の２６０）の２個の反射面（例えば、図４の２６２、２６４）によってそれぞれ反射される４個のステレオイメージを共に獲得することができる。このように獲得した４個のステレオイメージに基づいて、プロセッサは、テプスデータ（ｄｅｐｔｈ ｄａｔａ）を抽出し、これに基づいて被写体としての口腔構造の３Ｄモデリングを実行することができる。この場合、例えば、４個のステレオイメージ５２０のうち左下端のイメージに基づいて、残りの３個のステレオイメージの間に差異を比較分析したデータに基づいて被写体としての口腔構造を３Ｄモデリングすることによって、より精巧な３Ｄモデルを獲得することができる。

【0063】

図６は、本開示の他の実施形態による口腔スキャナー６００の透視側面図である。図６では、図２と重複する構成については、図６に示された実施形態に基づいて簡略に記述する。図６に示されたように、光源部６２０は、開口部６１２に向かって光を照射するように構成されてもよい。光源部６２０は、開口部６１２または第２光学系６４０が形成されたケース６１０の一端と対向するケース６１０の内側他端に収容配置されてもよい。例えば、光源部６２０は、ケース６１０の内側他端の下部に固定配置されてもよい。

【0064】

一実施形態において、第１光学系６３０は、第１反射部６３２および第２反射部６３４を介して光源部６２０から照射される光を開口部６１２または第２光学系６４０方向に反射させるように構成されてもよい。具体的には、ケース６１０の内側下部に固定配置された第１反射部６３２は、光源部６２０から照射された光を第２反射部６３４に向かって反射するように構成されてもよい。また、第２反射部６３４は、第１反射部６３２によって反射された光を開口部６１２または第２光学系６４０方向に反射するように構成されてもよい。第２反射部６３４および第１反射部６３２は、相互離隔してケース６１０の内側中央部に固定配置されてもよい。

【0065】

第２反射部６３４から反射された光は、第２光学系６４０によって被写体方向に反射されることができる。この場合、光は、開口部６１２の一側に形成された開口を通過することができる。被写体から反射された光は、さらに第２光学系６４０によって第３光学系６５０方向に反射されることができる。第３光学系６５０によって反射された光は、イメージセンサー部６７０方向に反射されることができる。ここで、第３光学系６５０は、図２に示された第３光学系２５０、２６０と同じ構成を含んでもよい。

【0066】

図示のように、ケース６１０の内部空間のうち両終端には、それぞれ光源部６２０と第２光学系６４０が固定配置されてもよい。また、その中間の任意の位置に配置される第１光学系６３０は、被写体から反射された光が第２光学系６４０によって第３光学系６５０方向に反射される場合、光が過ぎる経路を干渉しない領域、すなわち盲点領域に配置されてもよい。

【0067】

図７は、本開示のさらに他の実施形態による口腔スキャナー７００の透視側面図である。図７では、図２と重複する構成については、図７に示された実施形態に基づいて簡略に記述する。図７に示されたように、光源部７２０は、開口部７１２または第１光学系７３０に向かって光を照射するように構成されてもよい。光源部７２０は、開口部７１２または第２光学系７４０が形成されたケース７１０の一端と対向するケース７１０の内側他端に収容配置されてもよい。例えば、光源部７２０は、ケース７１０の内側他端の上部に固定配置されてもよい。

【0068】

一実施形態において、第１光学系７３０は、第１反射部７３２および第２反射部７３４を含む長斜方形（ｒｈｏｍｂｏｉｄ）形態のプリズムを含んでもよい。この場合、プリズムの第１反射部７３２および第２反射部７３４を介して光源部７２０から照射される光が開口部７１２方向に反射されることができる。すなわち、プリズムの第１反射部７３２は、光源部７２０から照射された光を第２反射部７３４に向かって反射するように構成されてもよい。また、第２反射部７３４は、第１反射部７３２によって反射された光を開口部７１２または第２光学系７４０方向に反射するように構成されてもよい。すなわち、光源部７２０から照射される光は、第１光学系７３０の長斜方形のプリズムを経て第２光学系７４０または開口部７１２方向に反射されることができる。

【0069】

長斜方形のプリズムの第２反射部７３４から反射された光は、第２光学系７４０によって被写体方向に反射されることができる。この場合、光は、開口部７１２の一側に形成された開口を通過することができる。被写体から反射された光は、さらに第２光学系７４０によって第３光学系７５０方向に反射されることができる。第３光学系７５０によって反射された光は、イメージセンサー部７７０方向に反射されることができる。ここで、第３光学系７５０は、図２に示された第３光学系２５０、２６０と同じ構成を含んでもよい。

【0070】

図示のように、ケース７１０の内部空間のうち両終端には、それぞれ光源部７２０と第２光学系７４０が固定配置されてもよい。また、その中間の任意の位置に配置される第１光学系７３０の長斜方形のプリズムは、被写体から反射された光が第２光学系７４０によって第３光学系７５０方向に反射する場合、光が過ぎる経路を干渉しない領域、すなわち盲点領域に配置されてもよい。

【0071】

図８は、本開示のさらに他の実施形態による口腔スキャナー８００の透視側面図である。図８では、図２と重複する構成については、図８に示された実施形態に基づいて簡略に記述する。図８に示されたように、光源部８２０は、開口部８１２または第１光学系８３０に向かって光を照射するように構成されてもよい。光源部８２０は、第１光源部８２２と第２光源部８２４を含んでもよい。第１光源部８２２および第２光源部８２４から照射される光のうちいずれか１つの光は、パターン光または構造光に該当し、他の１つの光は、パターンのない一般光に該当することができる。第１光源部８２２および第２光源部８２４は、所定の時間間隔で交互に光を照射するように構成されてもよい。また、第１光源部８２２および第２光源部８２４は、イメージセンサー部８７０とともにケースの開口部８１２が設置された一端と対向する他端に配置され、イメージセンサー部８７０を中心にケース８１０の内側他端の上部および下部に対称で固定配置されてもよい。

【0072】

一実施形態において、第１光学系８３０は、第１反射部８３２、第２反射部８３４および第３反射部８３６を介して光源部８２０から照射される光を開口部８１２方向に反射させるように構成されてもよい。すなわち、第１反射部８３２および第３反射部８３６は、光源部８２０から照射された光を第２反射部８３４に向かって反射するように構成されてもよい。第１反射部８３２は、ケースの内側上部に固定配置されてもよく、第３反射部８３６は、ケースの内側下部に固定配置されてもよい。また、第２反射部８３４は、第１反射部８３２および第３反射部８３６によって反射された光をそれぞれ開口部８１２または第２光学系８４０方向に反射する２個の反射面を含んでもよい。この場合、第２反射部８３４のそれぞれの反射面間の二面角は、優角を成すように構成されてもよい。第２反射部８３４は、第１反射部８３２および第３反射部８３６から離隔してケース８１０の内側中央部に固定配置されてもよい。すなわち、光源部８２０から照射される光は、第１光学系８３０の第１反射部８３２および第３反射部８３６と第２反射部８３４を経て開口部８１２または第２光学系８４０方向に反射されることができる。

【0073】

第２反射部８３４から反射された光は、第２光学系８４０によって被写体方向に反射されることができる。この場合、光は、開口部８１２の一側に形成された開口を通過することができる。被写体から反射された光は、さらに第２光学系８４０によって第３光学系８５０方向に反射されることができる。第３光学系８５０によって反射された光は、イメージセンサー部８７０方向に反射されることができる。ここで、第３光学系８５０は、図２に示された第３光学系２５０、２６０と同じ構成を含んでもよい。

【0074】

図示のように、ケース８１０の内部空間のうち両終端には、それぞれ光源部８２０と第２光学系８４０が固定配置されてもよい。また、その中間の任意の位置に配置される第１光学系８３０は、被写体から反射された光が第２光学系８４０によって第３光学系８５０方向に反射される場合、光が過ぎる経路を干渉しない領域、すなわち盲点領域に配置されてもよい。すなわち、第１光学系８３０は、被写体から反射された光のうち第３光学系８５０に入射するものと重ならない領域（例えば、第５反射部２６０において２個の反射面２６２、２６４の反対方向の裏面と隣接した領域）に配置されてもよい。このように、第１光学系８３０の光経路と第３光学系８５０の光経路が相互干渉されることなく、第１光学系８３０および第３光学系８５０それぞれが、有効な光経路でなく、盲点領域に適切に配置することによって、ケース内部の構成要素をさらにコンパクトに配置することができる。

【0075】

前述した本発明の好ましい実施形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明に対する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、特許請求範囲に属するものと見なされるべきである。

【0076】

本発明の属する技術分野における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、様々な置換、変形および変更が可能なので、本発明は、前述した実施形態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】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】