牙科共焦成像设备制造技术

一种牙科共焦成像设备，包括：照明模块，其用于产生光束阵列；光学系统，其用于光束阵列的共焦聚焦；以及探头，其具有导光部件，该导光部件具有入射面和出射面。照明模块、光学系统和探头被布置成使得来自照明模块的光束阵列通过光学系统，经由入射面进入导光部件，并且经由出射面离开导光部件。光学系统被配置成使得在已经通过光学系统之后，相对于光学系统的光轴的最外光束的最外边缘光线与光轴平行或对于光轴发散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过引用并入本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指明为通过引用而并入。
本专利技术的实施例涉及一种用于牙科共焦成像的方法和设备，例如，用于测量牙齿的表面拓扑结构。
技术介绍
在正畸矫正学和假牙修复学领域中，已知不同的方法来确定患者口中的当前牙齿拓扑结构。其中一种方法涉及获取患者的齿列的印模。使用该印模制作代表(阳型)物理牙齿模型的石膏模。然后该物理牙齿模型可以用于随后的治疗计划。如果要采用CAD(计算机辅助设计)技术和/或CAM(计算机辅助制造)技术，则可以通过扫描获得与牙齿对应的数字数据集。例如，可以使用x射线、计算机断层成像、磁共振成像或者激光扫描设备来扫描或成像石膏模形式的(阳型)物理牙齿模型或印模形式的(阴型)物理牙齿模型。利用如此获得的图像数据，可以建立牙齿或其一部分的计算机模型。然而，这种方法和设备比可能的理想情况耗费时间且更昂贵。作为替代，可以直接对患者口中的牙齿成像。为此目的，已知不同的成像设备。利用具有感应面的探头进行非接触成像的现有设备至少在某些方面不太理想。现有的探头装置要比理想的大一些，并且可能具有大的口内前端，这可能使得现有装置至少对于某些情况下的使用不方便。虽然可以使用通过聚焦光学器件的入射光束阵列，但是这种装置的大于理想探头的头部会导致对患者口腔的测量不理想。并且，依赖于光束以在结构上生成照明点的现有装置和沿光路传播的返回光线的强度对于使用和维护而言可能有些麻烦，并且制造成本可能比理想情况稍高。虽然已经提出了使用三角测量法的三维(3D)数据采集，但是这样的装置可能不如理想的紧凑，并且可能有些难以放置在患者的口中。并且，这样的装置可能需要对准，并且至少在一些情况下可能不如理想的精确和可靠。鉴于以上情况，需要用于测量诸如口内腔这样的表面的改进的方法和设备。理想地，这样的方法和设备将克服现有方法和设备的至少一些缺陷，并且将更精确、可靠、紧凑，更容易用于患者的口腔，并且比现有装置更便宜。
技术实现思路
根据实施例，提供一种牙科共焦成像设备，其可以包括：照明模块，其用于产生光束阵列；光学系统，其用于光束阵列的共焦聚焦；以及探头，其具有导光部件，该导光部件具有入射面和出射面。照明模块、光学系统和探头能够被布置为使得来自照明模块的光束阵列通过光学系统，经由入射面进入导光部件，并且经由出射面离开导光部件。本文公开的实施例提供了具有减小的尺寸的探头，其能够辅助测量诸如患者的口腔这样的现有装置难以到达的表面。本文公开的实施例还具有以降低的制造成本提供了改善的精度和可靠性的优点。在多个实施例中，多个光束指向测量表面，其中，多个光束的每个光束都朝着焦点延伸，并且包括主光线。为了减小探头的尺寸并且禁止最外边缘光线的扩散，多个光束的主光线能够在探头与焦点之间互相发散。在多个实施例中，共焦成像系统包括非远心配置，使得离开探头的光束的离轴主光线角度相对于进入探头的边缘光线的角度具有相反的取向，使得基本上能够提供探针的减小的截面尺寸。在多个实施例中，在光轴的任一侧上的每个外光束的横向最外边缘光线沿着基本上平行于光轴的光路并且基本上平行于光轴地延伸，或者从光轴发散地延伸。在多个实施例中，当每个单独的光束朝向焦点会聚时，禁止了光束阵列的横向扩散，并且当焦点移动时能够禁止该扩散。在第一方面中，实施例提供一种共焦成像设备，其包括：照明模块，其用于产生光束阵列；光学系统，其用于光束阵列的共焦聚焦；以及探头，其具有导光部件，该导光部件具有入射面和出射面。照明模块、光学系统和探头被布置为使得来自照明模块的光束阵列通过光学系统，经由入射面进入导光部件，并且经由出射面离开导光部件。光学系统被配置为使得在已经通过光学系统之后，相对于光学系统的光轴的最外光束的最外边缘光线与光轴平行或对于光轴发散。在另一方面中，实施例提供一种共焦成像设备，其包括：照明模块，其用于产生光束阵列；光学系统，其用于光束阵列的共焦聚焦；以及探头，其具有导光部件，该导光部件具有入射面和出射面。所述照明模块、所述光学系统和所述探头被布置为使得所述光束阵列的主光线互相发散。在另一方面中，实施例提供一种共焦成像的方法。设置照明模块用于产生光束阵列。设置用于所述光束阵列的共焦聚焦的光学系统以及具有导光部件的探头，所述导光部件具有光轴和入射面以及出射面。所述光学系统被配置为使得在已经通过所述光学系统之后，在所述探头与所述光束的焦点之间，相对于所述光轴的最外光束的最外边缘光线与所述光轴平行或者关于所述光轴发散。附图说明在所附权利要求中具体阐述本专利技术的新颖特征。通过参考以下详细描述，将获得对本专利技术的特征和有益效果的更好理解，所述详细描述阐述了其中运用了本专利技术的原理的说明性实施例，并且附图为：图1是根据实施例的共焦成像设备的示意图；图2A是根据实施例的近轴设计的共焦成像设备的光学系统中的光路的示意图；图2B是根据实施例的厚透镜设计的共焦成像设备的光学系统中的光路的示意图；图3是根据实施例的被示意性地示出的探头的顶视图；图4是通过图3中的线A-A的纵截面；以及图5是根据实施例的通过被示意性地示出的探头的纵截面。具体实施方式本文公开的方法和设备能够以许多方式中的一种或多种而被组合，并且非常适合于与表面拓扑结构相关的许多装置组合，诸如组织表面(例如口腔表面)的测量。组织表面可以包括例如口部的一个以上的牙齿的表面。被测量的表面能够由诸如正牙医生和牙医这样的卫生保健提供者使用。在多个实施例中，光学系统能够被配置为使得在已经通过光学系统之后，相对于光学系统的光轴的最外光束的最外边缘光线与光轴平行或对于光轴发散。在多个实施例中，多个光束以发散的角度离开探头。多个光束中的每一个光束均可以包括从光学系统的光轴发散的主光线。在多个实施例中，在设备中，为了即使当移动聚焦光学器件的焦平面时，也能避免光束阵列的横向扩展，最外光束的最外边缘光线在离开光学系统之后不会朝向光轴会聚。在多个实施例中，术语“最外”指的是横向于光轴的距离，例如与光轴垂直的距离。在多个实施例中，最外光束或最远离轴的光束包括在垂直于光轴的方向上具有到光轴的最大距离的光束。该设备可以被配置为用于口腔内共焦成像，诸如用于口腔内共焦成像的设备，其能够用于阳型和/或阴型物理牙齿模型的共聚焦成像。设备可以包括扫描设备。设备的聚焦光学器件可以包括非远心光学器件，使得能够提供在探头入射面处的减少的光线覆盖区。在多个实施例中，最外光束的最外边缘光线在已经通过光学系统之后相对于光轴发散，并且在最外边缘光线与光轴之间的发散角可以为至多10°，在一些实施例中至多8°，在特定实施例中至多5°。在多个实施例中，导光部件包括透明本体。透明本体可以包括一种以上的玻璃或塑料，并且可以包括刚性的固体本体，诸如刚性本体。导光部件可以被布置为使得光束阵列以相对于入射面的大约90°的角度进入导光部件。在一些实施例中，导光部件可以被布置为使得光束阵列经由入射面以90°加减10°的角度而入射，例如90°±8°，并且更特别地90°±5°。导光部件可以由侧壁界定，并且导光部件的侧壁和入射面可以被布置为使得经由入射面而进入导光部件的每个光束都在经由出射面而离开之前在侧壁上被反射奇数次。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共焦成像设备，该设备包括：照明模块，该照明模块用于产生光束阵列；光学系统，该光学系统用于所述光束阵列的共焦聚焦；以及探头，该探头具有导光部件，该导光部件具有入射面和出射面，并且其中，所述照明模块、所述光学系统和所述探头被布置为使得来自所述照明模块的所述光束阵列通过所述光学系统，经由所述入射面进入所述导光部件，并且经由所述出射面离开所述导光部件，其中，所述光学系统被配置为使得在已经通过所述光学系统之后，相对于所述光学系统的光轴的最外光束的最外边缘光线与光轴平行或关于所述光轴发散。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.07 US 62/021,6081.一种共焦成像设备，该设备包括：照明模块，该照明模块用于产生光束阵列；光学系统，该光学系统用于所述光束阵列的共焦聚焦；以及探头，该探头具有导光部件，该导光部件具有入射面和出射面，并且其中，所述照明模块、所述光学系统和所述探头被布置为使得来自所述照明模块的所述光束阵列通过所述光学系统，经由所述入射面进入所述导光部件，并且经由所述出射面离开所述导光部件，其中，所述光学系统被配置为使得在已经通过所述光学系统之后，相对于所述光学系统的光轴的最外光束的最外边缘光线与光轴平行或关于所述光轴发散。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导光部件包括透明本体。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导光部件被布置为使得所述光束阵列以相对于所述入射面的大约90°的角度进入所述导光部件。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导光部件由侧壁界定，并且所述导光部件被布置为使得经由所述入射面进入所述导光部件的各光束在经由所述出射面离开之前，在所述侧壁上被反射奇数次，特别地，三次或五次。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导光部件被布置和/或被配置为使得经由所述入射面进入的各光束以内反射的方式而被所述导光部件的至少一个所述侧壁反射。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导光部件包括一体式本体。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导光部件包括：上侧壁，例如，该上侧壁与所述入射面邻接，被布置为相对于所述入射面成锐角；下侧壁，例如，该下侧壁与所述入射面邻接，被布置为相对于所述入射面成钝角；以及端侧壁，例如，该端侧壁与所述上侧壁和/或所述下侧壁邻接，被布置为相对于所述入射面和/或所述出射面成锐角。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述端侧壁包括反射镜。9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述入射面与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：优素福·阿缇亚，塔勒·维克尔，尼尔·马克梅尔，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US