KR102033426B1

KR102033426B1 - 구강 스캐너

Info

Publication number: KR102033426B1
Application number: KR1020180031947A
Authority: KR
Inventors: 김태우; 이두상
Original assignee: 주식회사 바텍; (주)바텍이우홀딩스
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2038-03-20
Also published as: KR20190110246A

Abstract

종래의 구강 스캐너의 스캐닝 소요 시간 대비 절반 수준의 짧은 시간에 구강 구조물에 대한 단색 3D 모델 데이터를 획득하는, 이른바 퀵 3D 모드를 갖는 구강 스캐너가 개시된다. 본 발명에 따른 구강 스캐너는, 패턴광을 조사하는 패턴광원; 가시광을 조사하는 보조광원; 상기 패턴광을 이용한 깊이 정보 프레임과 상기 가시광을 이용한 컬러 정보 프레임을 촬영하는 광학카메라; 상기 패턴광원, 상기 보조광원, 상기 광학카메라를 제어하여 상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 각각 1회 이상 번갈아 촬영하는 제 1 모드와, 상기 깊이 정보 프레임을 연속적으로 촬영하는 제 2 모드를 전환하는 제어부; 그리고, 상기 제 1 모드에서 상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 정합하여 컬러 3D 모델 데이터를 생성하고, 상기 제 2 모드에서 상기 깊이 정보 프레임을 정합하여 단색 3D 모델 데이터를 생성하는 영상처리부를 포함하여 구성된다.

Description

구강 스캐너 {Intra-Oral Scanner}

본 발명은 3D 스캐너에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 구강 내 구조물에 대한 3D 모델 데이터를 생성하기 위하여 피검자의 구강 내에 그 프로브 팁 부분을 삽입하여 다수의 광학 이미지를 획득하고, 이들 다수의 광학 이미지를 정합하여 3D 모델 데이터를 생성하는 구강 스캐너에 관한 것이다.

구강 스캐너는 일련의 스캐닝 시퀀스(Scanning Sequence)를 통해 대상 물체에 대한 다수의 광학 이미지를 획득하고, 이들을 이용하여 대상 물체에 대한 3D 모델 데이터를 생성하는 3D 스캐너의 일종이다. 구강 스캐너는 이러한 3D 스캐너 중에서 신체 일부, 특히 치아와 잇몸 등 구강 내부의 구조물에 대한 일련의 광학 이미지를 획득하기에 적합하도록 구성된 장치를 말한다.

3D 모델 데이터를 획득하기 위해 구강 스캐너를 통해 광학 이미지를 촬영하는 방식의 일 예로 액티브 스테레오 비전(active stereo vision) 방식이 있는데, 미리 알려진 패턴광(patterned light)을 치아 표면에 조사하고, 조사된 패턴을 두 개 또는 그 이상의 광학 카메라로 다수의 광학 이미지를 촬영하여, 패턴의 변형된 모습에 따라 표면의 입체적 형상에 대한 정보, 즉 깊이 정보를 얻는 방식이다.

한편, 치과에서 틀니, 임플란트 등 치아 보철물을 실제 치아와 유사하게 디자인하기 위해서는 치아의 입체적 형상에 대한 정보 외에 치아 표면의 컬러 및 질감에 대한 정보, 즉 컬러 및 텍스쳐에 대한 정보가 필요한 경우가 있다. 치과용 구강 스캐너는 치아 등 구강 구조물의 컬러 및 텍스쳐에 대한 정보를 제공하기 위해, 전술한 패턴광 투영 이미지를 촬영하는 위치마다 가시광 광원을 이용한 컬러 이미지를 추가로 촬영하여, 이로부터 3D 모델 데이터의 컬러 및 텍스쳐 데이터를 얻는다. 이와 같이 깊이 정보를 얻기 위한 프레임 수만큼 컬러 및 텍스쳐 정보를 얻기 위한 컬러 이미지 프레임이 더해져서 촬영 프레임 수가 두 배로 증가하여 스캐닝 소요 시간이 길어지고, 그에 따라 환자의 불편도 배가 되는 문제가 있다. 나아가 치아 등의 컬러 및 텍스쳐 정보가 필요하지 않은 경우에도 이러한 불편을 감수해야 하는 문제가 있다.

미국공개특허공보 US 2012-0218389 (2012.08.30) 미국공개특허공보 US 2014-0119622 (2014.05.01)

본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 종래의 구강 스캐너의 스캐닝 소요 시간 대비 절반 수준의 짧은 시간에 구강 구조물에 대한 단색 3D 모델 데이터를 획득하는, 이른바 퀵 3D 모드를 갖는 구강 스캐너를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 퀵 3D 모드와 함께 종래의 구강 스캐너에 비해 적은 수의 가시광 이미지 프레임으로도 대등한 수준의 컬러 3D 모델 데이터를 획득하는 컬러 3D 모드를 갖는 구강 스캐너를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 구강 스캐너는, 패턴광을 조사하는 패턴광원; 가시광을 조사하는 보조광원; 상기 패턴광을 이용한 깊이 정보 프레임과 상기 가시광을 이용한 컬러 정보 프레임을 촬영하는 광학카메라; 상기 패턴광원, 상기 보조광원, 상기 광학카메라를 제어하여 상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 각각 1회 이상 번갈아 촬영하는 제 1 모드와, 상기 깊이 정보 프레임을 연속적으로 촬영하는 제 2 모드를 전환하는 제어부; 그리고, 상기 제 1 모드에서 상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 정합하여 컬러 3D 모델 데이터를 생성하고, 상기 제 2 모드에서 상기 깊이 정보 프레임을 정합하여 단색 3D 모델 데이터를 생성하는 영상처리부를 포함하여 구성된다.

상기 제 2 모드는 상기 깊이 정보 프레임만 촬영하는 것일 수 있다.

한편, 상기 구강 스캐너는, 디스플레이를 통해 제 1 및 제 2 표시창을 표시하되, 상기 제 1 표시창에는 상기 컬러 또는 단색 3D 모델 데이터로 정합 중의 컬러 또는 단색 3D 모델을 표시하고, 상기 제 2 표시창에는 상기 깊이 정보 프레임으로 현재 촬영 이미지를 표시하는 뷰어를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제 1 모드에서 상기 깊이 정보 프레임을 2회 이상 연속 촬영한 후 상기 컬러 정보 프레임을 1회 촬영하는 것을 단위주기로 반복하도록 할 수 있다.

이 경우, 상기 제어부는, 상기 제 1 모드에서 상기 컬러 정보 프레임의 촬영 후 상기 컬러 정보 프레임과 중첩영역의 마진(margin)이 일정 값 이하가 될 때까지 상기 깊이 정보 프레임을 연속 촬영하도록 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 구강 스캐너의 스캐닝 소요 시간 대비 절반 수준의 짧은 시간에 구강 구조물에 대한 단색 3D 모델 데이터를 획득하는, 이른바 퀵 3D 모드를 갖는 구강 스캐너를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 퀵 3D 모드와 함께 종래의 구강 스캐너에 비해 적은 수의 가시광 이미지 프레임으로도 대등한 수준의 컬러 3D 모델 데이터를 획득하는 컬러 3D 모드를 갖는 구강 스캐너를 제공할 수 있다.

이를 통해 본 발명에 따른 구강 스캐너는 컬러 텍스쳐 정보의 필요 여부에 따라 최대 두 배의 빠르기로 구강 스캐닝 시퀀스를 마칠 수 있도록 하여 그만큼 환자의 불편을 경감시키는 효과가 있다. 또한, 컬러 텍스쳐 정보가 필요한 경우에도 컬러 이미지 획득 프레임의 수를 줄여 컬러 3D 모델 데이터 획득에 소요되는 시간과 노력을 감축하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너가 본체부와 프로브팁으로 분리된 모습을 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너에서 스캐닝 모드 선택에 따른 깊이 정보 프레임 및 컬러 정보 프레임의 촬영 타이밍을 보인다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너의 뷰어 화면을 보인다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너에서 스캐닝 모드 선택에 따른 깊이 정보 프레임 및 컬러 정보 프레임의 촬영 타이밍을 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너를 이용한 스캐닝 시퀀스 진행시 프레임 궤적의 예를 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너의 컬러 3D 모드 프레임 구성 방식의 한 예를 보인다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명이 이하에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니다. 동일한 도면 부호는 동일한 성격의 구성요소임을 나타내는 것으로서, 한 도면에서 설명된 구성요소와 동일한 도면 부호를 갖는 구성요소에 대한 설명은 다른 도면에 대한 설명에서는 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너가 본체부와 프로브팁으로 분리된 모습을 보인다.

구강 스캐너(100)는 크게 본체부(110)와 프로브팁(120)으로 구성된다. 본체부(110)의 내부에는 전방을 향해 패턴광원(113)과 보조광원(115) 및 광학 카메라 (114)가 탑재되고, 프로브 팁(120)은 그 후단부가 상기 본체부(110)의 전방에 결합되고 그 전단부가 피검자의 구강 내에 삽입되도록 형성된다. 상기 프로브 팁(120)의 전단부에는 피검자의 치아 등을 향해 오픈된 스캔홀(121)이 형성되고, 상기 스캔홀(121) 안쪽에는 반사경이 경사지게 배치된다. 상기 반사경은 전술한 두 가지 광원(113, 115)으로부터 방출된 빛을 반사시켜 상기 스캔홀(121)을 통해 내보내고, 치아 등의 구강 구조물에 반사되어 되돌아온 빛을 다시 광학 카메라(114)가 있는 상기 본체부(110)를 향해 반사시킨다.

예컨대, 상기 패턴광원(113)은 미리 알려진 모양으로 명암이 뚜렷한 패턴을 포함하는 패턴광을 방출하는 것으로, 상기 본체부(110)에 내부에 배치된 광원과 상기 광원의 전방에 설치된 패턴 마스크를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 패턴 마스크에 새겨진 패턴은 일 예로 랜덤 도트 패턴(Random Dot Pattern)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 보조광원(115)은 가시광을 방출하는 것으로, 광학 카메라(114)를 이용한 컬러 이미지 촬영에 적합한 백색 광원이면 충분하다.

본 실시예에 따른 구강 스캐너(100)는 액티브 스테레오 비젼(Active Stereo Vision) 방식으로서, 상기 패턴광원(113)을 가운데에 두고 양쪽에 배치된 두 개의 광학 카메라(114)를 포함한다. 상기 광학 카메라(114)는 상기 스캔홀(121)을 통해 상기 패턴광원(113)에서 방출된 패턴광 또는 상기 보조광원(115)에서 방출된 가시광이 조사된 촬영영역(FOV, Field Of View)(F)의 이미지를 프레임 단위로 촬영한다. 스캐닝 시퀀스가 시작되면 사용자는 상기 구강 스캐너(100)가 소정의 프레임 레이트(frame rate)로 다수 프레임의 이미지를 촬영하는 동안 3D 모델 데이터를 얻고자 하는 구강 구조물의 여러 부분을 골고루 스캐닝하게 된다. 이때, 상기 구강 스캐너(100)의 본체부(110)는 깊이 정보 프레임 촬영 타이밍에는 상기 패턴광원(113)을 작동시키고, 컬러 정보 프레임 촬영 타이밍에는 상기 보조광원(115)을 작동시킨다.

다시 말해서, 촬영된 이미지 프레임이 깊이 정보 프레임인지 컬러 정보 프레임인지는 실질적으로 촬영 타이밍에 작동된 광원이 패턴광원(113)인지 보조광원(115)에 따라 정해진다. 촬영 이후의 정보처리를 위해 깊이 정보 프레임 및 컬러 정보 프레임의 단위 데이터에는 각각의 표지가 추가될 수 있다.

한편, 미리 알고 있는 패턴을 대상물의 일부분에 투영하고, 상기 일부분의 입체적인 형상에 의해 변형된 패턴을 서로 다른 각도에서 촬영한 이미지들을 이용하여 그 표면의 깊이 정보를 획득하는 기술이나, 여기에 광학 카메라로 촬영된 상기 일부분의 컬러 이미지를 병합하여 표면 컬러 및 텍스쳐가 포함된 3D 모델을 획득하는 기술은 구강 스캐너 분야에서 알려진 기술을 활용할 수 있다.

본 발명에 따른 구강 스캐너는 대상물의 3D 모델을 획득하기 위한 두 가지 스캐닝 모드로서, 제 1 모드(편의상 컬러 3D 모드라 한다.)와 제 2 모드(편의상 퀵 3D 모드라 한다.)를 포함하여 구성될 수 있다. 퀵 3D 모드는 구강 구조물에 대한 단색의 3D 모델 데이터를 최단 시간 내에 획득하도록 구성될 수 있다. 여기서 단색의 3D 모델 데이터는 구강 구조물의 표면 컬러나 텍스쳐에 대한 정보 없이 그 입체적 형상에 대한 정보를 포함하고, 뷰어(Viewer)의 화면상에는 한 가지 컬러 또는 흑백의 명암으로 표현될 수 있다. 상기 컬러 3D 모드는 종래의 구강 스캐너와 같은 방식으로 표면 컬러가 포함된 컬러 3D 모델 데이터를 획득하도록 구성될 수도 있고, 종래보다 컬러 정보 프레임의 수가 감축된 스캐닝 시퀀스에 의해 컬러 3D 모델 데이터를 획득하도록 구성될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너에서 스캐닝 모드 선택에 따른 깊이 정보 프레임 및 컬러 정보 프레임의 촬영 타이밍을 보인다.

(a)는 컬러 3D 모드로 스캐닝 진행할 때, 깊이 정보 프레임(Depth)과 컬러 정보 프레임(Color)의 ON/OFF 타이밍을 나타낸다. f1~f1000은 전술한 광학 카메라에 의해 촬영되는 다수의 단위 프레임들의 순서를 나타내며, 스캔 시퀀스가 1000개의 이미지 프레임으로 이루어진 경우를 가정한 것이다. 스캔 시퀀스를 구성하는 이미지 프레임의 수는 3D 모델을 획득하고자 하는 영역의 크기에 따라 달라질 수 있다. 광학 카메라에 의해 시간당 촬영되는 프레임 수인 프레임 레이트(frame rate)는 컬러 3D 모드일 때나 퀵 3D 모드일 때나 동일하게 유지될 수 있다.

컬러 3D 모드로 스캐닝 진행할 때에는 (a)에 도시된 바와 같이, 광학 카메라에서 깊이 정보 프레임과 컬러 정보 프레임이 교대로 촬영될 수 있다. 예를 들어, 제 1 프레임(f1) 타이밍에는 전술한 패턴광원을 작동하여 깊이 정보 프레임을 촬영(ON)하고, 제 2 프레임(f2) 타이밍에는 전술한 보조광원을 작동하여 컬러 정보 프레임을 촬영(ON)하며, 이같은 작동 패턴을 반복하는 방식으로 스캐닝 시퀀스를 진행할 수 있다. 이 경우, 전체 프레임 수가 1000개일 때, 500개의 깊이 정보 프레임과 500개의 컬러 정보 프레임이 촬영된다. 구강 스캐너는 500개의 깊이 정보 프레임을 서로서로 정합하여 3D 모델 데이터를 생성하고, 이는 뷰어를 통해 표시될 수 있다. 한편 상기 500개의 컬러 정보 프레임은 상기 3D 모델 데이터의 표면 컬러 및 텍스쳐를 구성하는 데에 활용된다. 그 결과, 구강 스캐너는 컬러 3D 모드의 스캐닝 시퀀스를 통해 표면 컬러 및 텍스쳐를 포함하는 3D 모델 데이터를 제공하게 된다.

참고로, 본 도면의 타이밍 차트에 표시된 파형 및 ON/OFF 표시는 다수의 프레임 타이밍 각각에 대하여 광학 카메라에서 깊이 정보 프레임(Depth)이 촬영(ON)되는지, 컬러 정보 프레임(Color)이 촬영(ON)되는지 여부를 나타내는 것이며, 구체적인 신호의 파형이나 레벨을 나타내는 것은 아니다.

(b)는 퀵 3D 모드로 스캐닝 진행할 때, 깊이 정보 프레임(Depth)과 컬러 정보 프레임(Color)의 ON/OFF 타이밍을 나타낸다. 도시된 프레임의 수는 500개로서, 전술한 (a)의 실시예에서 컬러 3D 모드로 스캐닝한 영역과 동일한 크기의 영역에 대해 단색 3D 모델 데이터를 획득하기 위해 필요한 프레임 수이다. 이와 같이, 본 발명에 따른 구강 스캐너는 퀵 3D 모드에서 컬러 3D 모드에 비해 절반의 프레임들을 촬영하는 것만으로도 3D 모델 데이터를 제공할 수 있다.

도시된 타이밍 차트를 보면 퀵 3D 모드의 스캐닝 시퀀스 시작부터 끝까지 매 프레임마다(f1~f500) 깊이 정보 프레임(Depth)을 연속해서 촬영(ON)하고, 컬러 정보 프레임(Color)은 OFF 상태로 유지된다. 그 결과, 광학 카메라의 프레임 레이트가 일정함을 전제로 전술한 컬러 3D 모드에 비해 절반의 시간만에 3D 모델 데이터가 완성될 수 있다. 이때, 3D 모델은 표면 컬러 및 텍스쳐에 대한 정보롤 포함하지 않으므로 흑백의 명암 계조(gray scale) 혹은 미리 선택된 단색의 명암 계조를 통해 입체적으로 표현될 수 있다.

이러한 퀵 3D 모드는 구강 구조물의 컬러 텍스쳐 정보가 필요하지 않은 경우, 예컨대 교정 중인 치아의 배치 상태를 확인하고자 하는 경우나, 치아 색상과 무관한 금속 보철물 제작을 위한 정보를 획득하고자 하는 경우 등에 있어서 구강 스캐닝 시에 환자의 불편을 크게 경감할 수 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너의 뷰어 화면을 보인다.

구강 스캐너의 뷰어는 소프트웨어 형태로 데스크탑 PC 또는 태블릿 PC 등에 설치될 수 있다. 상기 뷰어는 구강 스캐너로부터 수신된 다수의 프레임 정보를 수신하여 처리하고, 그 최종 결과물, 중간 결과물 및/또는 수신된 실시간 이미지 프레임 등을 표시 장치(330)의 뷰어창(331)에 표시할 수 있다. 좀 더 구체적인 예로서, 상기 뷰어창(331)에는 선택 가능한 스캐닝 모드, 즉 퀵 3D 모드 및 컬러 3D 모드 각각에 대응되는 메뉴 버튼(332, 333)이 표시될 수 있다. 퀵 3D 모드를 선택하고 스캐닝을 진행하는 경우, 제1표시창(334)에는 구강 스캐너로부터 현시점까지 수신된 깊이 정보 프레임들을 정합하여 생성된, 즉 정합 중인 단색 3D 모델의 3D 이미지(3T)가 표시되고, 제2표시창(335)에는 구강 스캐너로부터 현시점에 가장 가까운 시점에 수신된 깊이 정보 프레임의 2차원 광학 이미지(2T)가 표시될 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너에서 스캐닝 모드 선택에 따른 깊이 정보 프레임 및 컬러 정보 프레임의 촬영 타이밍을 보인다.

본 도면에서 (a)는 컬러 3D 모드 선택 시의 타이밍 차트이고, (b)는 퀵 3D 모드 선택 시의 타이밍 차트이다. (b)는 전술한 도 2의 (b)의 경우와 동일하므로 설명을 생략하고, 여기서는 (a)에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 구강 스캐너의 컬러 3D 모드 선택시에 다수의 연속된 프레임 동안, 예컨대 제1프레임(f1)부터 제3프레임(f3)까지는 깊이 정보 프레임(Depth)을 촬영(ON)하고, 그 다음 제4프레임(f4)에 컬러 정보 프레임(Color)을 촬영(ON)할 수 있다. 제5프레임(f5) 내지 제7프레임(f7)에는 깊이 정보 프레임(Depth)을 촬영(ON)하고, 그 다음인 제8프레임(f8)에는 컬러 정보 프레임(Color)을 촬영(ON)하며, 이와 같은 사이클을 주기적으로 반복할 수 있다. 연속해서 촬영되는 깊이 정보 프레임의 수는 미리 설정될 수 있으며, 스캐닝 시 프로브팁을 움직이는 속도에 따라 다르게 설정될 수 있다.

이와 같이, 컬러 정보 프레임의 촬영 빈도를 낮출 수 있는 이유는, 깊이 정보 프레임의 경우, 정확한 이미지 정합을 위해 한 프레임의 촬영 영역과 다음 프레임의 촬영 영역 사이에 중첩되는 부분이 충분히 확보되어야 하지만, 컬러 정보 프레임의 경우에는 한 촬영 영역에 대해서 하나의 컬러 정보 프레임만 있어도 해당 촬영 영역의 모든 부분에 대한 컬러 및 텍스쳐 정보가 확보될 수 있기 때문이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너를 이용한 스캐닝 시퀀스 진행시 프레임 궤적의 예를 보인다.

본 도면에서 도면부호 T는 환자의 치열을 나타내고, 도면부호 Fn은 하나의 이미지 프레임, 즉 하나의 깊이 정보 프레임 또는 하나의 컬러 정보 프레임에 촬영되는 촬영 영역을 나타낸다. 도면부호 FP는 스캐닝 시퀀스 진행 시에 상기 이미지 프레임 촬영 영역(Fn)이 이동하는 궤적의 예를 보인다. 상기 FP는 본래 환자의 치열(T) 상부와 양측부를 지나는 궤적이나, 여기서는 혼잡을 피하기 위해 치열의 옆에 별도로 표시하였다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 구강 스캐너의 컬러 3D 모드 프레임 구성 방식의 한 예를 보인다.

본 실시예에 따르면, (a)에 도시된 바와 같이, 구강 스캐너는 컬러 3D 모드의 구강 스캐닝 시퀀스 진행 시에 제 1 컬러 정보 프레임(C1)을 촬영하고, 연이어 다수의 깊이 정보 프레임(D1,D2)을 촬영하되, 최후에 촬영된 깊이 정보 프레임(D2)의 촬영 영역과 상기 제 1 컬러 정보 프레임(C1)의 촬영 영역을 비교하여 서로 중첩되는 영역의 마진(margin)(m)이 일정 값(Sm) 이하가 되면, 제 2 컬러 정보 프레임(C2)을 촬영하도록 구성될 수 있다. 이러한 연산과 제어를 포함하는 구성은 구강 스캐너의 동작을 제어하는 제어부에 의해 구현될 수 있다.

여기서, 상기 일정 값(Sm)은 프로브팁의 이동 속도를 고려하여 미리 설정될 수 있으며, 촬영 영역과 촬영 영역 사이의 중첩된 폭 또는 중첩된 면적 등의 값으로 정의될 수 있다. 전술한 바와 같이, 컬러 정보는 촬영 대상의 어느 한 부분에 대하여 한 프레임만 확보되면 되기 때문에, 본 구성은 구강 스캐너에서 촬영되는 이미지 프레임이 제 1 컬러 정보 프레임(C1)에 의해 컬러 정보가 확보된 영역을 완전히 벗어나기 전에 제 2 컬러 정보 프레임(C2)를 확보하기 위한 것이다.

(b)는 위와 같은 구성을 플로우 차트의 형식으로 표현한 것이다. 하나의 컬러 정보 프레임을 촬영하고, 이어서 깊이 정보 프레임을 촬영하되, 촬영된 깊이 정보 프레임의 촬영 영역과 최후의 컬러 정보 프레임의 촬영 영역을 비교하여, 그 중첩된 마진(m)이 미리 설정된 일정 값(Sm)보다 크면 계속해서 깊이 정보 프레임을 촬영하며 이 과정을 반복하고, 상기 마진(m)이 일정 값(Sm) 이하가 되면 새로운 컬러 정보 프레임을 촬영하는 방식이다. 이러한 구성을 통해 컬러 정보 프레임 촬영에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있고, 그 만큼 컬러 3D 모델의 확보에 소요되는 스캐닝 시간을 단축할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 여러 실시예는 구체적인 예를 통해 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공된 것이며, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

100: 구강 스캐너
110: 본체 113: 패턴광원
114: 광학 카메라 115: 보조광원
120: 프로브 팁 121: 스캔 홀
330: 표시 장치 331: 뷰어창
334: 제1표시창 335: 제2표시창

Claims

패턴광을 조사하는 패턴광원;
가시광을 조사하는 보조광원;
상기 패턴광을 이용한 깊이 정보 프레임과 상기 가시광을 이용한 컬러 정보프레임을 촬영하는 광학카메라;
상기 패턴광원, 상기 보조광원, 상기 광학카메라를 제어하여 상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 각각 1회 이상 번갈아 촬영하는 제어부;
상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 정합하여 컬러 3D 모델 데이터를 생성하는 영상처리부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 깊이 정보 프레임을 2회 이상 연속 촬영한 후 상기 컬러 정보 프레임을 1회 촬영하는 것을 단위주기로 반복하고, 상기 컬러 정보 프레임의 촬영 후 상기 컬러 정보 프레임과 중첩영역의 마진이 일정 값 이하가 될 때까지 상기 깊이 정보 프레임을 연속 촬영하는,
구강 스캐너.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는. 상기 깊이 정보 프레임과 상기 컬러 정보 프레임을 각각 1회 이상 번갈아 촬영하는 제 1 모드와 상기 깊이 정보 프레임을 연속적으로 촬영하는 제 2 모드를 전환하고,
상기 영상처리부는, 상기 제 1 모드에서 상기 컬러 3D 모델 데이터를 생성하고, 상기 제 2 모드에서 상기 깊이 정보 프레임을 정합하여 단색 3D 모델 데이터를 생성하는,
구강 스캐너.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 모드는 상기 깊이 정보 프레임만 촬영하는,
구강 스캐너.
제 2 항에 있어서,
디스플레이를 통해 제 1 및 제 2 표시창을 표시하되, 상기 제 1 표시창에는 상기 컬러 또는 단색 3D 모델 데이터로 정합 중의 컬러 또는 단색 3D 모델을 표시하고, 상기 제 2 표시창에는 상기 깊이 정보 프레임으로 현재 촬영 이미지를 표시하는 뷰어를 더 포함하는,
구강 스캐너.
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