口内扫描装置与扫描方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种口内扫描装置与扫描方法。此口内扫描装置包括投射源、立分光模块、反射模块、影像感测器与处理器。投射源用以投射出线激光。立分光模块设置在投射源的投射路径上。反射模块设置在立分光模块相对于投射源的另一侧，且在投射源的投射路径上，用以将线激光反射至物体。上述的物体位于影像感测器的影像感测路径上，影像感测器用以撷取对应物体的影像。处理器用以根据影像建立对应物体的立体齿模。借此可以缩小装置的体积。

Intraoral scanning device and scanning method

The invention discloses an intraoral scanning device and a scanning method. The intraoral scanning device comprises a projection source, a vertical optical module, a reflecting module, an image sensor and a processor. The projection source is used to project the outgoing laser. A vertical optical module is disposed on the projection path of the projection source. The reflecting module is arranged on the other side of the projection module relative to the projection source and is used for projecting the line laser to the object on the projection path of the projection source. The object is located on the image sensing path of the image sensor, and the image sensor is used for capturing the image of the corresponding object. The processor is used to establish a solid tooth die of the corresponding object according to the image. This reduces the volume of the device.

【技术实现步骤摘要】
口内扫描装置与扫描方法
本专利技术涉及一种口内扫描装置与扫描方法，且特别涉及一种线激光口内扫描装置，用以建立立体齿模。
技术介绍
口内扫描器是一种渐渐受到牙科界重视的设备，被视为是数字牙体(digitaldentistry)的重要关键。此设备主要是由牙医师操作，直接于病患口中取得牙齿的数字模型。口内扫描器依照其光源与取像方法分为数种类型，例如采用结构光、激光、或者使用影像进行辨识及建模等数种系统。然而，因为需要在口腔内对牙齿进行多角度的拍摄，因此取像模块(例如，影像感测器)通常需要旋转或移动，这也增加了装置的体积或是重量。因此，如何解决此问题，为此领域技术人员所关心的议题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种体积更小、重量更轻的口内扫描装置。本专利技术的实施例提出一种口内扫描装置，包括投射源、立分光模块、反射模块、影像感测器与处理器。投射源用以投射出线激光。立分光模块设置在投射源的投射路径上。反射模块设置在立分光模块相对于投射源的另一侧，且在投射源的投射路径上，用以将线激光反射至物体。上述的物体位于影像感测器的影像感测路径上，影像感测器用以撷取对应物体的影像。处理器用以根据影像建立对应物体的立体齿模。在一些实施例中，立分光模块包括三棱镜。此三棱镜具有第一侧边，第二侧边与对边，第一侧边与对边设置在投射源的投射路径上，第二侧边与对边设置在影像感测路径上。在一些实施例中，投射源与三棱镜的第一侧边相对设置，影像感测器与三棱镜的第二侧边相对设置。在一些实施例中，上述的口内扫描装置包括主体，具有延伸部与握持部。反射模块设置在延伸部中相对于握持部的一侧；投射源、立分光模块与影像感测器则设置在握持部中。本专利技术的实施例提出一种口内扫描装置，包括投射源、旋转模块、影像感测器与处理器。投射源用以投射出线激光。第一反射模块设置在投射源的投射路径上，用以反射线激光至物体。旋转模块耦接至第一反射模块，而上述的物体是位于影像感测器的影像感测路径上。当旋转模块旋转第一反射模块时，影像感测器用以取得对应物体的多个影像，处理器用以根据影像建立对应物体的立体齿模。在一些实施例中，上述的口内扫描装置还包括主体，具有延伸部与握持部。第一反射模块与旋转模块设置在延伸部的一端，投射源与影像感测器设置在握持部。在一些实施例中，口内扫描装置还包括第二反射模块，设置在第一反射模块与投射源之间，第二反射模块在影像感测路径上，且不在投射路径上。本专利技术的实施例提出一种口内扫描方法，适用于口内扫描装置。此口内扫描装置包括投射源以投射出线激光至物体。此方法包括以下步骤。首先，取得对应物体的影像。接着，在影像上取得对应线激光的多个特征点，此步骤包括以下三个子步骤：取得对应线激光的线宽的多个像素；根据滤波器计算出像素之间的多个虚拟像素；以及从虚拟像素中取得灰阶值最大的虚拟像素作为其中一个特征点。最后，根据特征点执行总体最小二乘特征点取样法以计算出线段。在上述提出的口内扫描装置中，由于旋转模块与立分光模块的设置，从而可以减少口内扫描装置的体积与重量。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图方式作详细说明如下。附图说明图1是根据第一实施例绘示口内扫描装置的配置示意图。图2是根据第二实施例所绘示的口内扫描装置的配置示意图。图3是根据第三实施例绘示了根据线激光计算三维坐标的示意图。图4是根据第三实施例绘示执行校正程序时的示意图。图5A是根据第三实施例绘示标准物件的立体图。图5B是根据第三实施例绘示标准物件的侧视图。图6是根据第三实施例绘示取得特征点的示意图。图7是根据第三实施例绘示根据不同方法计算出线段的示意图。图8是根据第三实施例绘示粗扫阶段的流程图。图9是根据第三实施例绘示细扫阶段的流程图。图10是根据第三实施例绘示口内扫描方法的流程图。具体实施方式关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。另外，关于本文中所使用的“耦接”，可指二个元件直接地或间接地作电性连接。也就是说，当以下描述“第一物件耦接至第二物件”时，第一物件与第二物件之间还可设置其它的物件。“第一实施例”图1是根据第一实施例绘示口内扫描装置的配置示意图。请参照图1，口内扫描装置100包括一个主体110，在主体110内设置有投射源120、反射模块130(也称第一反射模块)、影像感测器150与处理器160。在此实施例中，主体110包含有握持部112与延伸部114，握持部112与延伸部114相連接，使用者可握着握持部112，并将延伸部114伸入至患者的口腔内。然而，本专利技术并不限制握持部112与延伸部114的具体形状与材料。在一些实施例中，主体110也可以由多个不同的零件组合而成。投射源120是用以投射出线激光122。在一些实施例，投射源120所投射出的是短波长(例如小于460纳米)的单波长光源，此光源可有效降低唾液的反射，并且一般的互补式金氧半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)感测器对此波段有较强的能量敏感度，有助于取得较精细的影像。反射模块130是设置在投射源120的投射路径上，用以将线激光122反射至物体132(例如为牙齿)。此反射模块130可以为主动元件或是被动元件，主动元件例如为激光投影模块(laserlightsourceprojector)，用以将投射至反射模块130表面的光源转换成特定线型图形，并将这些线型图形反射至物体132表面，如此一来便不需要机械式的传动元件。若反射模块130为被动元件(例如镜子)，则可以搭配旋转模块140一起使用。旋转模块140是耦接至反射模块130，用以旋转反射模块130。旋转模块140可以为压电马达(piezoelectricmotor)或是其它适合形式的马达。根据实际上的需要，旋转模块140可以具有任意的旋转角度与旋转方向，本专利技术并不在此限。影像感测器150是用以根据所感测到的光来产生数字影像，其中物体132是在影像感测器150的影像感测路径上。例如，口内扫描装置100还可包括反射模块152(也称为第二反射模块)，反射模块152是设置在反射模块130与投射源120之间，反射模块152是位于上述的影像感测路径上，但不在投射路径上。线激光在物体132上的反射会通过反射模块152而进入影像感测器150。然而，本领域普通技术人员当可设计出其它的投射路径与影像感测路径，例如设置更多的反射模块或透镜，本专利技术并不在此限。处理器160是电性耦接至投射源120与影像感测器150，例如为微处理器或是任意形式的可程序化电路。当反射模块130将线激光反射至物体132时，即旋转模块140旋转反射模块130时，影像感测器150会取得对应物体132的多个影像。处理器160会取得这些影像，并且根据这些影像建立对应物体132的立体齿模。然而，本领域普通技术人员应当理解，当线激光所属的平面方程式与影像感测器150的内部参数都为已知时，可以根据二维影像中的像素来计算出物体132上对应的点的三维坐标。本专利技术并不限制处理器160根据什么演算法来建立立体齿模。在此实施例中，投射源120、影像感测器150与处理器160是设置在握持部112当中，而反射模块13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种口内扫描装置，其特征在于，包括：投射源，用以投射出线激光；立分光模块，设置在所述投射源的投射路径上；反射模块，设置在所述立分光模块相对于所述投射源的另一侧，且在所述投射源的所述投射路径上，用以将所述线激光反射至物体；影像感测器，其中所述物体位于所述影像感测器的影像感测路径上，所述影像感测器用以撷取对应所述物体的至少一个影像；以及处理器，用以根据所述至少一个影像建立对应所述物体的立体齿模。

【技术特征摘要】
2015.12.07 TW 1041409621.一种口内扫描装置，其特征在于，包括：投射源，用以投射出线激光；立分光模块，设置在所述投射源的投射路径上；反射模块，设置在所述立分光模块相对于所述投射源的另一侧，且在所述投射源的所述投射路径上，用以将所述线激光反射至物体；影像感测器，其中所述物体位于所述影像感测器的影像感测路径上，所述影像感测器用以撷取对应所述物体的至少一个影像；以及处理器，用以根据所述至少一个影像建立对应所述物体的立体齿模。2.如权利要求1所述的口内扫描装置，其特征在于，所述立分光模块包括三棱镜，所述三棱镜具有第一侧边，第二侧边与对边，所述第一侧边与所述对边设置在所述投射源的所述投射路径上，所述第二侧边与所述对边设置在所述影像感测路径上。3.如权利要求1所述的口内扫描装置，其特征在于，所述投射源与所述三棱镜的所述第一侧边相对设置，所述影像感测器与所述三棱镜的所述第二侧边相对设置。4.如权利要求1所述的口内扫描装置，其特征在于，还包括：主体，具有延伸部与握持部，所述反射模块设置在所述延伸部中相对于所述握持部的一侧，所述投射源、所述立分光模块与所述影像感测器设置在所述握持部中。5.一种口内扫描装置，其特征在于，包括：投射源，用以投射出...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡博期，薛光宏，
申请(专利权)人：财团法人金属工业研究发展中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71