(57)【要約】  本発明は、三次元口腔スキャナに関し、特に、口腔内への引き込み及び口腔からの引き出しが可能であり、一端部を介して前記口腔内部の様子（以下、「画像」と略称する）が光の形態で内部に流入されるように開口された開口部が形成されているケースと、前記ケースの内部に配置されており、前記ケースの一端部から入射された光をそれぞれ異なる経路に通過させるように、前記ケースの幅方向に離間して配置された一対のレンズと、前記一対のレンズを透過した前記光をそれぞれイメージング処理するイメージングセンサを有し、前記ケースの幅方向の一側壁及び幅方向の他側壁に密着して配置された一対のイメージングボードと、前記一対のレンズを透過した前記光の経路を、前記イメージングボードに向かってそれぞれ変更させるように配置された一対の光経路変更部と、を含むことで、全体的にスリムに製作することができるとともに、口腔スキャナの内部空間の活用性を極大化することができる利点を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
口腔内への引き込み及び口腔からの引き出しが可能であり、一端部を介して前記口腔内部の様子（以下、「画像」と略称する）が光の形態で内部に流入されるように開口された開口部が形成されているケースと、
前記ケースの内部に配置されており、前記ケースの一端部から入射された光をそれぞれ異なる経路に通過させるように、前記ケースの幅方向に離間して配置された一対のレンズと、
前記一対のレンズを透過した前記光を収容し、それからそれぞれ映像情報を生成するイメージングセンサを含み、前記ケースの幅方向の一側壁及び幅方向の他側壁に密着して配置された一対のイメージングボードと、
前記一対のレンズを透過した前記光の経路を、前記イメージングボードに向かってそれぞれ変更させるように配置された一対の光経路変更部と、を含む、三次元口腔スキャナ。
【請求項２】
前記一対の光経路変更部は、前記一対のレンズを透過した前記光が、前記一対のイメージングボードに備えられたそれぞれの前記イメージングセンサの一面に既決定の角度で入射されるようにする角度のリフレクタ面を有するように配置される、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項３】
前記一対のレンズとそれぞれの前記イメージングボードの間を前記光が透過する入射光経路部が内部に形成されたカメラマウンティング部をさらに含む、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項４】
前記一対の光経路変更部は、それぞれ前記カメラマウンティング部の内部に形成される、請求項３に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項５】
前記一対の光経路変更部は、前記一対のレンズを透過した前記光が、前記一対のイメージングボードに備えられたそれぞれの前記イメージングセンサの一面に既決定の角度で入射されるようにするリフレクタ面を含み、
前記リフレクタ面は、前記ケースの長さ方向に傾斜するように配置される、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項６】
前記ケースの内部に配置されており、前記一対のレンズの間を介して所定の出射光を放射し、且つ前記ケースの一端部に形成された前記開口部を介して前記出射光を照射する光プロジェクタをさらに含む、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項７】
前記一対のレンズは、前記口腔内の画像に対する焦点調節が可能な、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項８】
前記ケースは、
前記一対のレンズ及び前記一対のイメージングボードを駆動させるための各種電装部品が内蔵される本体ケースと、
前記本体ケースの一端部に結合され、前記開口部が形成されており、前記開口部を介して前記本体ケースの内部に入射される光、及び前記開口部を介して前記本体ケースの内部から出射される光をガイドする入射光経路部及び出射光経路部が形成されたチップケースと、を含む、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項９】
前記一対のレンズの一端部は、前記チップケース側で収束される角度を有するように配置され、且つ前記チップケース側に所定距離重なるように配置される、請求項８に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項１０】
前記チップケースに形成された前記開口部には、前記本体ケースの内部に入射される光、及び前記開口部を介して前記本体ケースの内部から出射される光を一定経路に反射させる反射ミラーが備えられる、請求項８に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項１１】
前記一対の光経路変更部は、全反射ミラーを含む、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【請求項１２】
前記一対の光経路変更部は、ビームスプリッタを含む、請求項１に記載の三次元口腔スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元口腔スキャナ（３−ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ  ＩＮＴＲＡＯＲＡＬ  ＳＣＡＮＮＥＲ）に関し、より詳細には、ステレオビジョン方式の口腔スキャナにおいて、イメージングセンサの前段部に光経路変更部を配置することで、イメージングボードの配置自由度を高め、内部空間の活用性を極大化することができる三次元口腔スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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をスキャニングすることで、歯列の三次元スキャニングモデルを生成するための光学装置である。
【０００３】
単一カメラでは、多重時点（Ｖｉｅｗ）で測定した映像を利用して三次元情報を獲得するが、その従来技術としては、互いに異なる時点の映像の座標系を用いて物体とカメラとの間の距離情報を求める方法により、連続して撮影された映像情報を整合し、各映像で互いに一致する物体を探した後、プロジェクション（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）により物体の距離情報を抽出する方法が用いられている。したがって、従来技術は、三次元情報の処理において困難性が存在し、計算量が多くなるという問題があって、近年、２台以上のカメラにより得られたイメージを用いるステレオビジョン（Ｓｔｅｒｅｏ  ｖｉｓｉｏｎ）方式が口腔スキャナに広く適用されている。
【０００４】
しかしながら、ステレオビジョン方式を用いた三次元データ測定の場合、少なくとも２台以上のカメラが必要であり、２台のカメラが、同一の方向に測定対象を眺めなければならないため、２台のカメラを収容するための口腔スキャナの内部空間の活用に制約が生じるという問題がある。また、スキャナケースのサイズが増加することとなり、実際に患者の口腔内に挿入される部位のスリムな設計など、器具の設計及び製作が困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、韓国登録特許第１０−１８３８９１７号（２０１８．０３．０９．公告）（以下、先行技術という）では、ステレオビジョンカメラが使用可能な光学系２１０の可能性が言及されている。しかし、先行技術は、ステレオビジョンに基づく口腔スキャナの内部構造を全く提示しておらず、先行技術の明細書の図１１には、１つの集光レンズ２１２、１つのイメージセンシング部１２０を備えたスキャナの構造のみが提示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、少なくとも２台以上のカメラを用いるステレオビジョン方式の口腔スキャナにおいて、イメージングセンサの前段部に光経路変更部を配置することで、イメージングボードの配置自由度を高め、内部空間の活用性を極大化することができる三次元口腔スキャナを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、互いに離間して配置された２つのレンズにより、患者の口腔内部の映像状態情報を含む三次元口腔データを容易に確保可能な三次元口腔スキャナを提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、ステレオビジョン方式を実現する口腔スキャナにおいて、ユーザが把持する本体ケース、及び実際に患者の口腔に流入されるチップケースをよりスリムに製作することができる三次元口腔スキャナを提供することにある。
【０００９】
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明確に理解されることができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の一実施形態に係る三次元口腔スキャナは、口腔内への引き込み及び口腔からの引き出しが可能であり、一端部を介して前記口腔内部の様子（以下、「画像」と略称する）が光の形態で内部に流入されるように開口された開口部が形成されているケースと、前記ケースの内部に配置されており、前記ケースの一端部から入射された光をそれぞれ異なる経路に通過させるように、前記ケースの幅方向に離間して配置された一対のレンズと、前記一対のレンズを透過した前記光を収容し、それからそれぞれ映像情報を生成するイメージングセンサを含み、前記ケースの幅方向の一側壁及び幅方向の他側壁に密着して配置された一対のイメージングボードと、前記一対のレンズを透過した前記光の経路を、前記イメージングボードに向かってそれぞれ変更させるように配置された一対の光経路変更部と、を含む。
【００１１】
ここで、前記一対の光経路変更部は、前記一対のレンズを透過した前記光が、前記一対のイメージングボードに備えられたそれぞれの前記イメージングセンサの一面に既決定の角度で入射されるようにする角度のリフレクタ面を有するように配置されることができる。
【００１２】
また、前記一対のレンズとそれぞれの前記イメージングボードの間を前記光が透過する入射光経路部が内部に形成されたカメラマウンティング部をさらに含むことができる。
【００１３】
また、前記一対の光経路変更部は、それぞれ前記カメラマウンティング部の内部に形成されることができる。
【００１４】
また、前記一対の光経路変更部は、前記一対のレンズを透過した前記光が、前記一対のイメージングボードに備えられたそれぞれの前記イメージングセンサの一面に既決定の角度で入射されるようにするリフレクタ面を含み、前記リフレクタ面は、前記ケースの長さ方向に傾斜するように配置されることができる。
【００１５】
また、前記ケースの内部に配置されており、前記一対のレンズの間を介して所定の出射光を放射し、且つ前記ケースの一端部に形成された前記開口部を介して前記出射光を照射する光プロジェクタをさらに含むことができる。
【００１６】
また、前記一対のレンズは、前記口腔内の画像に対する焦点調節が可能な少なくとも２つ以上の透過レンズを含むことができる。
【００１７】
また、前記ケースは、前記一対のレンズ及び前記一対のイメージングボードを駆動させるための各種電装部品が内蔵される本体ケースと、前記本体ケースの一端部に結合され、前記開口部が形成されており、前記開口部を介して前記本体ケースの内部に入射される光、及び前記開口部を介して前記本体ケースの内部から出射される光をガイドする入射光経路部及び出射光経路部が形成されたチップケースと、を含むことができる。
【００１８】
また、前記一対のレンズの一端部は、前記チップケース側で収束される角度を有するように配置され、且つ前記チップケース側に所定距離重なるように配置されることができる。
【００１９】
また、前記チップケースに形成された前記開口部には、前記本体ケースの内部に入射される光、及び前記開口部を介して前記本体ケースの内部から出射される光を一定経路に反射させる反射ミラーが備えられることができる。
【００２０】
また、前記一対の光経路変更部は、全反射ミラーを含むことができる。
【００２１】
また、前記一対の光経路変更部は、ビームスプリッタを含むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る三次元口腔スキャナによると、次のような様々な効果を奏することができる。
【００２３】
第一に、イメージングセンサの前段部に光経路変更部を配置することで、イメージングボードの配置自由度を高め、ケースの内部空間の活用性を極大化することができる利点がある。
【００２４】
第二に、一対のレンズにより確保された口腔内の様子（画像）のイメージを統合し、より正確で且つ信頼性のある三次元口腔データを確保することができる効果がある。
【００２５】
第三に、ロウアーケースに対して、アッパーケースが簡単な着脱方式で備えられて分離可能に本体ケースが備えられているため、ケースの内部部品の交替が非常に容易である効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る三次元口腔スキャナの一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿って取った断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿って取った切開斜視図である。
【図５】図１の構成のうち、一対のレンズを用いた光経路を示した斜視図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿って取った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素に対しては、たとえ異なる図面上に表示されても、できる限り同一の符号を有するようにしていることに留意すべきである。また、本発明の実施形態を説明するにあたり、関連した公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の実施形態の理解を妨害すると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
本発明の実施形態の構成要素を説明するに際し、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用し得る。かかる用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語により、該当構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。また、別に定義されない限り、技術的または科学的な用語を始めとするここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。一般に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術が文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。
【００２９】
図１は、本発明に係る三次元口腔スキャナの一実施形態を示した斜視図であり、図２は、図１の分解斜視図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿って取った断面図であり、図４は、図１のＡ−Ａ線に沿って取った切開斜視図である。
【００３０】
本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、図１〜図４に参照されるように、一部が口腔内への引き込み及び口腔からの引き出しが可能なケース１０を含む。
【００３１】
ケース１０の内部には、一対のレンズ２０が配置されることができる。一対のレンズ２０は、ケース１０の一端部から入射された光をそれぞれ異なる経路に通過させるように、ケース１０の幅方向に離間して配置されることができる。ここで、光とは、人の目で視ることができる可視光線領域を意味し、測定しようとする患者の口腔内部の様子（以下、「画像」と略称する）のことである。
【００３２】
しかし、「光」が必ずしも可視光線領域のみに限定される概念であるわけではなく、一対のレンズ２０により獲得しようとする画像が赤外線イメージデータである場合を排除しない。
【００３３】
したがって、ケース１０には、一端部を介して画像が光の形態で内部に流入されるように開口された開口部１６が備えられることができる。開口部１６は、ケース１０の外部の光がケース１０の内部に流入される入口であることができる。開口部１６を介して入射された光は、それぞれ異なる光経路に一対のレンズ２０を透過することになる。一対のレンズ２０を透過した光は、後述のイメージングボード３１ａ、３２ａに備えられたイメージングセンサ３１ｂ、３２ｂにより収容され、イメージングセンサ３１ｂ、３２ｂにそれぞれの映像情報を生成することができる。
【００３４】
本発明の一実施形態に係る三次元口腔スキャナは、ステレオビジョン方式であって、少なくとも２つのレンズ２０により、画像が同時に２つ以上のイメージデータとして確保されることができるため、一対のレンズ２０の離隔距離、及び各レンズにより撮影された対象地点の焦点距離が分かれば、画像の三次元映像データを確保することができる。
【００３５】
一対のレンズ２０は、具体的に示されていないが、口腔内の画像に対する焦点が調節可能に備えられることができる。
【００３６】
そのために、本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、一対のレンズ２０を透過した光をそれぞれイメージング処理するイメージングセンサ３１ｂ、３２ｂを有するイメージングボード３１ａ、３２ａをさらに含むことができる。尚、本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、一対のレンズ２０の作動を制御するための電装部品が実装されたカメラ制御ボード８０と、スキャニングされたイメージを処理するための電装部品が実装されたスキャニング制御ボード９０と、をさらに含むことができる。
【００３７】
ケース１０は、図１〜図３に参照されるように、上述の一対のレンズ２０、イメージングボード３１ａ、３２ａ、カメラ制御ボード８０、及びスキャニング制御ボード９０が内蔵されるように所定空間を提供する役割をする。
【００３８】
より詳細に、ケース１０は、図２に参照されるように、上記の構成が内蔵される所定空間が形成されたロウアーケース１２と、ロウアーケース１２の上側に備えられ、ロウアーケース１２に着脱可能に結合されて前記構成を覆うアッパーケース１３と、からなる本体ケース１１を含む。
【００３９】
図２を参照すると、ロウアーケース１２の縁の上端部位には、多数のフック穴が形成されたフック締結端１８が内側壁から上方に所定の長さで突出して形成されており、アッパーケース１３の縁の内側面には、フック締結端１８の各フック穴に嵌め込み締結される多数のフックリブ１９が形成されることができる。
【００４０】
ここで、本体ケース１１は、アッパーケース１３とロウアーケース１２が簡便に着脱可能に備えられることはいうまでもなく、後述のカメラマウンティング部５０の着脱及び組み立てが容易であるように所定の装着空間を提供することで、使用中に部品の交替または修理が必要な際に、簡便にアッパーケース１３及びロウアーケース１２を分離することができる便宜性を提供する。
【００４１】
一方、アッパーケース１３の外周面の一側には、作動ボタン部１５が備えられることができる。作動ボタン部１５は、図１及び図２に参照されるように、アッパーケース１３を貫通するように配置され、後述のカメラマウンティング部５０に結合されているカメラ制御ボード８０の電源スイッチ（不図示）をスイッチングさせることで、作動電源をオン（ＯＮ）またはオフ（ＯＦＦ）動作させることができる。
【００４２】
例えば、ユーザが作動ボタン部１５を指で押している状態では、作動電源がオン（ＯＮ）状態であり、患者の口腔内部のスキャニングが連続的に行われることができ、反対にユーザが作動ボタン部１５から指を離すと、作動電源がオフ（ＯＦＦ）状態となり、患者の口腔スキャニングが中止されることができる。
【００４３】
尚、ケース１０は、本体ケース１１の一端部に結合され、上述の開口部１６が形成されており、開口部１６を介して本体ケース１１の内部に入射される光、及び開口部１６を介して本体ケース１１の内部から出射される光をガイドする入出光経路部１７が形成されたチップケース１４をさらに含むことができる。
【００４４】
ここで、開口部１６を介して本体ケース１１の内部に入射される光（以下、「入射光」という）は、患者の口腔内部の様子である画像を意味し、開口部１６を介して本体ケース１１の内部から出射される光（以下、「出射光」という）は、後述の光プロジェクタ７０から照射される照射光を意味する。
【００４５】
チップケース１４の内部構造としては、前記入射光と出射光が容易にケース１０の内外部に照射されるようにする光ガイド構造で形成されることができる。尚、開口部１６は、チップケース１４の長さ方向に直交する一側方向に開口されるように形成され、開口部１６には、後述の反射ミラー６０が配置されることができる。
【００４６】
より詳細に、チップケース１４が前後の長さ方向に長く形成されていると定義する場合、開口部１６は、長さ方向に直交する上下方向のうち何れか１つの方向に開口されるように形成されることができる。そして、反射ミラー６０は開口部１６に配置され、開口部１６の上下方向のうち何れか一方向に入射光を入射させるか、何れか一方向に出射光を出射させることができるように、入射光または出射光を屈折させる役割をする。
【００４７】
一対のレンズ２０の一端部は、上述のように、チップケース１４の側で収束される角度を有するように配置され、且つチップケース１４の側で所定距離重なるように配置されることができる。
【００４８】
つまり、一対のレンズ２０は、反射ミラー６０が備えられている場合、入射光は必ず反射ミラー６０により屈折されてからチップケース１４の内部に入射されるため、それぞれ反射ミラー６０に向かうように、先端部が互いに収束される角度を有するように配置されることが好ましい。
【００４９】
また、一対のレンズ２０が、上述のように一端部が互いに収束される角度を有するように配置される結果、実際に患者の口腔の内部に容易に流入されるようにスリム製作されるチップケース１４の内側に、一対のレンズ２０の一端部が重なるように位置設計が可能である。
【００５０】
一対のレンズ２０をチップケース１４の側に重なるように配置することは、チップケース１４と本体ケース１１との隙間を介して外部光が影響を与えることを、位置的に遮断することができる利点を提供することができる。
【００５１】
尚、一対のレンズ２０の他端部は、本体ケース１１の内部に固定されたカメラマウンティング部５０に連結されるように備えられることができる。
【００５２】
一方、本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、図２〜図４に参照されるように、ケース１０の内部に配置され、一対のレンズ２０の間を介して所定の出射光を放射し、且つケース１０の一端部に形成された開口部１６を介して前記出射光を照射する光プロジェクタ７０をさらに含むことができる。
【００５３】
本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、上述のような構成をケース１０の内部に配置し、患者の口腔への引き込み及び口腔からの引き出しが容易であるように、チップケース１４をできる限り長く且つスリムに形成するとともに、本体ケース１１も最小の厚さで形成する、最適の配置構造を提案する。
【００５４】
ここで、本発明の一実施形態に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、チップケース１４が患者の口腔の内部に容易に引き込まれるように長く形成されるため、開口部１６と一対のレンズ２０とが相対的に離隔されている点、及び一対のレンズ２０の一端部が互いに収束される角度を有するように配置されている点が考慮された、ケース１０の内部に一対のレンズ２０、イメージングセンサ３１ｂ、３２ｂが備えられたイメージングボード３１ａ、３２ａの位置設計とさらに関連されることができる。
【００５５】
より詳細に、ケース１０の内部には、図２に参照されるように、一対のレンズ２０の一端部がチップケース１４の側に向かって突出して備えられ、一対のレンズの他端部が挿設されるとともに、一対のレンズ２０を透過した入射光、または光プロジェクタ７０から照射される出射光の経路である光導波管を形成するカメラマウンティング部５０が配置されることができる。カメラマウンティング部５０に形成された光導波管は、開口部１６から入射される入射光と、光プロジェクタ７０から照射される出射光とが互いに区画されて影響を与えないように、暗室の形態で備えられることができる。
【００５６】
つまり、光導波管は、光プロジェクタから照射された出射光のチップケース１４側までの光経路を提供する出射光経路部５３と、一対のレンズ２０のうち一側のレンズ２１を介して入射される入射光の光経路を提供する一側入射光経路部５１と、一対のレンズ２０のうち他側のレンズ２２を介して入射される入射光の光経路を提供する他側入射光経路部５２と、を含むことができる。
【００５７】
ここで、出射光経路部５３、一側入射光経路部５１、及び他側入射光経路部５２は、それぞれ互いに区画されるように備えられることで、それぞれの経路の光が互いに全く影響を与えないように備えられることができる。
【００５８】
尚、光プロジェクタは、ケース１０の幅方向に互いに所定距離離間して配置された一対のレンズ２０の他端部の中央部分に位置するため、出射光経路部５３は、一側入射光経路部５１と他側入射光経路部５２との間に形成されることができる。
【００５９】
一側入射光経路部５１及び他側入射光経路部５２は、一対のレンズ２０から入射される入射光が透光されるように、それぞれに対応するレンズの長さ方向と一致するように形成され、且つそれぞれカメラマウンティング部５０の一側面及び他側面に開口されるように形成されることができる。
【００６０】
ここで、イメージングセンサ３１ｂ、３２ｂが集積されたイメージングボード３１ａ、３２ａは、ケース１０の幅方向の一側壁及び幅方向の他側壁に密着するように上下垂直して配置されることができる。
【００６１】
より詳細に、一側のイメージングボード３１ａは、カメラマウンティング部５０の一側面に開口されるように形成された一側入射光経路部５１の外側端に密着して配置され、且つケース１０の幅方向の一側壁の間に配置されることができる。尚、他側のイメージングボード３２ａは、カメラマウンティング部５０の他側面に開口されるように形成された他側入射光経路部５２の外側端に密着して配置され、且つケース１０の幅方向の他側壁の間に配置されることができる。
【００６２】
この際、一側のイメージングボード３１ａは、それに集積されたイメージングセンサ３１ｂが一側入射光経路部５１に露出するように備えられ、他側のイメージングボード３２ａは、それに集積されたイメージングセンサ３２ｂが他側入射光経路部５２に露出するように備えられることができる。
【００６３】
一方、本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、一対のレンズ２０をそれぞれ透過した入射光の経路を、イメージングボード３１ａ、３２ａに集積されたイメージングセンサ３１ｂ、３２ｂに向かってそれぞれ変更させるように配置された一対の光経路変更部４１、４２をさらに含むことができる。
【００６４】
一対の光経路変更部４１、４２の一方４１は、一側入射光経路部５１を介して透過された入射光が、一側のイメージングボード３１ａに集積されたイメージングセンサ３１ｂに照射されるように、入射光の経路を変更させる一側光経路変更ミラー４１であり、一対の光経路変更部４１、４２の他方４２は、他側入射光経路部５２を介して透過された入射光が、他側のイメージングボード３２ａに集積されたイメージングセンサ３２ｂに照射されるように、入射光の経路を変更させる他側光経路変更ミラー４２であることができる。
【００６５】
ここでの一対の光経路変更部４１、４２は、光の全反射が可能な全反射ミラーを含むことができる。しかし、必ずしも全反射ミラーのみに限定されるものではなく、全反射が可能な如何なる光学要素を含んでもよい。
【００６６】
尚、一対の光経路変更部４１、４２はビームスプリッタで備えられることができる。つまり、一対の光経路変更部４１、４２はビームスプリッタで備えられ、入射光を指定された割合で２つのビーム（ｂｅａｍ）に分離して変更させることができる。
【００６７】
本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、一対のレンズ２０を用いて患者の口腔内部の様子（すなわち、画像）の三次元映像データを確保することを主要技術的要旨とする。
【００６８】
ところが、上述のように、一対のレンズ２０の一端部（図面において、チップケース１４が備えられた方向を意味する）は、それぞれ１つの開口部１６に備えられた反射ミラー６０に向かうように、互いに収束される角度を有するように配置されるのに対し、一対のレンズ２０の他端部（図面において、光プロジェクタ７０が備えられた方向を意味する）は、それぞれを透過した入射光を直線方向に透過させる構造を有しなければならない。
【００６９】
したがって、一対のイメージングボード３１ａ、３２ａを、一対のレンズ２０のそれぞれの他端部の一直線方向に直交するようにケース１０の幅方向に離間して配置しなければならない。しかし、この場合、一対のイメージングボード３１ａ、３２ａの長さにより、本体ケース１１の幅方向の厚さを増加させる恐れがある。このような本体ケース１１の幅方向の厚さの増加は、本発明に係る三次元口腔スキャナの一実施形態のスリム化設計において制限を加える問題に繋がり得る。
【００７０】
本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態は、上述のように、入射光経路部５１、５２がカメラマウンティング部５０の一側面及び他側面にそれぞれ開口されるように形成されるとともに、イメージングボード３１ａ、３２ａの設置位置を、カメラマウンティング部５０の一側面と他側面及びケース１０の一側壁と他側壁の間に垂直配置し、一対のレンズ２０を通過した入射光の光経路を変更させる一対の光経路変更部４１、４２を備えることで、測定者が親指、人指し指、及び中指のみで容易に本体ケース１１を把持して使用できるように、スリムに形成することができる。
【００７１】
一対の光経路変更部４１、４２は、一対のレンズ２０を透過した入射光が、一対のイメージングボード３１ａ、３２ａに備えられたそれぞれのイメージングセンサ３１ｂ、３２ｂの一面に既決定の角度で入射されるようにする角度のリフレクタ面を有するように配置されることができる。
【００７２】
そのために、一対の光経路変更部４１、４２は、リフレクタ面がケース１０の長さ方向に傾斜するように配置されることができる。つまり、一側光経路変更ミラー４１は、一側のレンズ２１を透過した入射光が、一側入射光経路部５１を介して入射されてから一側光経路変更ミラー４１のリフレクタ面により屈折され、一側のイメージングボード３１ａのイメージングセンサ３１ｂに照射されるように備えられることができる。同様に、他側光経路変更ミラー４２は、他側のレンズ２２を透過した入射光が、他側入射光経路部５２を介して入射されてから他側光経路変更ミラー４２のリフレクタ面により屈折され、他側のイメージングボード３２ａのイメージングセンサ３２ｂに照射されるように備えられることができる。
【００７３】
一方、チップケース１４に形成された開口部１６には、上述のように、反射ミラー６０が備えられることができる。反射ミラー６０は、本体ケース１１の内部に入射される入射光、及び本体ケース１１の内部から出射される出射光を一定経路に反射させる役割をする。
【００７４】
特に、反射ミラー６０は、ケース１０の長さ方向に直交する何れか一方向に開口されるように形成された開口部１６を介して、一対のレンズ２０による撮影を容易にする。
【００７５】
尚、反射ミラー６０は、図面に示されていないが、チップケース１４の内側に、既決定の軸に対して回転可能に備えられることができる。つまり、一対のレンズ２０により撮影される患者の口腔内部の画像のスキャン領域が変更されるように、反射ミラー６０が既決定の軸に対して回転され、実際に開口部１６を介して入射される入射光の角度を変更させることができる。
【００７６】
但し、図面に示されていないが、反射ミラー６０が上述のように回転可能に備えられる場合、ケース１０の外側には、反射ミラー６０の回転角度を調整するミラー調整部（不図示）がさらに備えられることができる。ミラー調整部は、ケース１０の外側にボタンの形態または操作レバーの形態で備えられることができる。
【００７７】
ミラー調整部が単一または多数のボタンの形態で備えられた場合には、何れか１つのボタンを押すと、反射ミラー６０が既決定の角度で回転される。また、ミラー調整部が操作レバーの形態で備えられた場合には、操作レバーを一側に回動させると、反射ミラー６０が一方向に回転されて角度が調整されるとともに、操作レバーを他側に回動させると、反射ミラー６０が他方向に回転されて角度が調整されることができる。
【００７８】
このように、ケース１０を動くことなく、反射ミラー６０の回転操作のみで画像のスキャン領域を変更することで、同じ位置でのスキャン領域を拡大することができる利点を提供することができる。
【００７９】
かかる反射ミラー６０の回転動作の構成は、本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態を利用して測定しようとする患者の歯が、一般的な位置でのスキャン領域外である場合に非常に有用である。
【００８０】
より詳細に、測定者が患者の口腔内部の歯の三次元データを確保するために、本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態を口腔の内部に挿入する。この際、チップケース１４が相対的にスリムに製作されているため、チップケース１４の部分のみが患者の口腔の内部に挿入されるように位置させることができる。但し、喉側に近接した歯、または歯と唇との間の狭い空間に位置した歯の三次元データを確保しようとする場合には、先ず、チップケース１４の先端部が、測定しようとする歯の周辺に位置するように挿入することができる。
【００８１】
次に、測定者が患者の口腔内で本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態を用いて測定しようとする歯が、一対のレンズ２０による画像のスキャン領域外である場合には、ミラー調整部を用いて反射ミラー６０の角度を調整することにより、測定が困難な部位の歯の画像のスキャン領域を容易に設定することができる。
【００８２】
上記のように構成される本発明に係る三次元口腔スキャナ１の作動様子を、添付図面（特に、図５〜図７）を参照してより詳細に説明すると次のとおりである。
【００８３】
図５は、図１の構成のうち一対のレンズを利用した光経路を示した斜視図であり、図６は図５の平面図であり、図７は図６のＢ−Ｂ線に沿って取った断面図である。
【００８４】
患者の口腔内で、測定者が本発明に係る三次元口腔スキャナ１の一実施形態を用いて測定を行うために、ケース１０の上部に備えられた作動ボタン部１５を押す。
【００８５】
そうすると、図５及び図７に参照されるように、光プロジェクタ７０から出射光が照射される。光プロジェクタ７０から照射された出射光は、カメラマウンティング部５０に形成された光導波管のうち出射光経路部５３、及びチップケース１４に形成された入出光経路部１７を順に経由して開口部１６側に照射され、反射ミラー６０により、開口部１６を介して患者の口腔内部に照射される。
【００８６】
同時に、図５及び図６に参照されるように、測定者が作動ボタン部１５を押す動作により一対のレンズ２０が作動することで、画像の何れか一地点を同一の焦点とする２つのイメージデータを確保することができる。
【００８７】
この際、患者の口腔の画像は、出射光により光の形態で存在するものであって、出射光とは反対に、順に開口部１６を介してチップケース１４の内部に入射され、且つ反射ミラー６０により経路が変更され、実質的に反射ミラー６０の反射面を撮影する一対のレンズ２０のそれぞれに、上述の入出光経路部１７、対応するレンズ、及び光導波管のうち対応する入射光経路部５１、５２を経由して入射される。そして、それぞれの光経路変更部４１、４２により、該当するイメージングボード３１ａ、３２ａのイメージングセンサ３１ｂ、３２ｂに照射されることで、所定の２つの画像データを同時に確保することができる。このように確保された２つの画像データに基づいて、患者の口腔画像に関する三次元データが容易に確保されることができる。
【００８８】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能であろう。
【００８９】
したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、かかる実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであり、それらと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されるべきであろう。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、少なくとも２台以上のカメラを用いるステレオビジョン方式の口腔スキャナにおいて、イメージングセンサの前段部に光経路変更部を配置することで、イメージングボードの配置自由度を高め、内部空間の活用性を極大化することができる三次元口腔スキャナを提供する。
【符号の説明】
【００９１】
１  三次元口腔スキャナ
１０  ケース
１１  本体ケース
１２  ロウアーケース
１３  アッパーケース
１４  チップケース
１６  開口部
１７  入出光経路部
２０  一対のレンズ
２１  一側のレンズ
２２  他側のレンズ
３１ａ、３２ａ  イメージングボード
３１ｂ、３２ｂ  イメージングセンサ
４１、４２  光経路変更部
５０  カメラマウンティング部
５１、５２  入射光経路部
５３  出射光経路部
６０  反射ミラー
７０  光プロジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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