Dental diagnosis and treatment require structural information of oral tissue in three dimensions. Intraoral scanners based on optical imaging acquire dental impressions immediately while traditional methods replicate oral structure using impression materials with a long workflow. Conventional intraoral scanners often utilize triangulation and confocal scanning for depth estimation. However, these methods still require improvement in system size and measuring accuracy. The simple configuration of a light-field camera (LFC) facilitates an accurate and compact 3D imaging system by inserting microlens arrays (MLAs) in a general camera. This study presents a fully packaged light-field camera as an intraoral scanner using solid immersion microlens arrays (siMLAs). The siMLAs are microfabricated by immersion of conventional thermally reflowed MLAs in PDMS. The extension of f -number from the solid immersion enables light-field imaging with practical spatial resolution and depth-of-field. The depth map of a dental phantom has been successfully reconstructed by the packaged LFC during hand-held operation. This LFC provides a new way for developing a compact in vivo 3D imaging system.
치과 진단과 치료를 위해 구강 조직의 3차원 구조 정보가 필요하다. 인상재를 이용하는 전통적 치과 인상 채득 방법과 달리 광학 이미징 기반의 구강 스캐너는 환자의 3차원 구강 구조를 즉시 획득하여 치과 치료 과정의 효율을 높인다. 구강 스캐너는 일반적으로 거리 정보 획득을 위해 삼각측량법과 공초점 스캐닝을 이용하지만, 이러한 방법들은 여전히 정확도와 기구 크기 측면에서 개선이 필요하다. 라이트필드 카메라는 일반 카메라에 마이크로렌즈 어레이가 추가된 형태로 정확하고 소형화된 3차원 이미징 시스템을 구축하는 데 적합하다. 본 연구는 라이트필드 카메라 기반의 구강 스캐너를 제안한다. 열적 재유동을 통해 만들어진 마이크로렌즈 어레이를 PDMS에 잠입시킨 고체 잠입 마이크로렌즈 어레이를 통해 f 값을 증가시켜 핸드헬드 작동에 적합한 큰 피사계심도를 달성했다. 제작한 구강 스캐너를 통해 구강 모형의 3차원 거리 지도를 성공적으로 재구성하였다. 이러한 라이트필드 카메라는 소형화된 3차원 생체 이미징 시스템 개발에 새로운 방안을 제시할 것으로 기대된다.
