一种利用光场相机进行口腔扫描的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及口腔扫描技术领域，公开了一种利用光场相机进行口腔扫描的装置和方法，包括采集端头及持握本体，采集端头可拆卸连接于持握本体上，持握本体一端部设有一受光窗口，采集端头内设置有一反射镜，反射镜将采集到的口腔内部的像转送至受光窗口处；持握本体内部沿光线入射方向依次设置有光照补偿组件及光场相机，光照补偿组件包括照明光源及光线传输机构，光线传输机构将照明光源的补偿光线传送至反射镜上，光场相机接收由采集端头所获取的图像信息。本装置可以减少在采集端头内设置多余的采集组件，由此可以大幅缩减采集端头的体积，另外，通过数字化的建模还原口腔内部的三维模型也进一步提高了模型的精度。维模型也进一步提高了模型的精度。维模型也进一步提高了模型的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种利用光场相机进行口腔扫描的装置和方法


[0001]本专利技术涉及口腔扫描
，具体涉及一种利用光场相机进行口腔扫描的装置和方法。

技术介绍

[0002]随着人民生活质量的不断提高，对个人口腔健康的关注在持续上升。针对口腔方面的修复、正畸、矫正需求越来越多。为了实现上述目的首先需要对患者的口腔内部的牙齿姿态进行建模还原，该模型可用于进行模型测量分析、牙排列试验，同时是各种矫治装置制作的载体，通过对该模型的分析以便于提供相应的矫正策略。
[0003]现有的口内牙齿模型的获取方式为采用藻酸盐或硅橡胶等印模材料制取还原患者口腔内的结构。但是该方法所制作的牙模存在精度低适配性较差的问题，同时在制作过程中还会引起患者的不适。为了提升患者的舒适度以及简化后续的加工定制流程以及提高模型的精度，市场上出现了数字化的口腔扫描设备。由于数字化的口腔扫描设备使用的三维测量的技术需要在探头中集成一定的运动部件或者特殊部件，使得探头体积很难做小，进而使得探头放在口腔中时患者舒适度不够，同时也使得对儿童患者进行口扫变得不可能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种利用光场相机进行口腔扫描的装置和方法，该装置识别精度高，探头体积小。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的第一目的在于提供一种利用光场相机进行口腔扫描的装置，包括采集端头及持握本体，所述采集端头可拆卸连接于持握本体上，其特征在于，所述持握本体一端部设有一受光窗口，所述采集端头内设置有一反射镜，所述反射镜将采集到的口腔内部的像转送至受光窗口处；
[0006]所述持握本体内部沿光线入射方向依次设置有光照补偿组件及光场相机，所述光照补偿组件包括照明光源及光线传输机构，所述光线传输机构将照明光源的补偿光线传送至反射镜上，所述补偿光线所形成的光照区域经反射镜反射后照射于口内的图像采集区域上；
[0007]所述光场相机接收由采集端头所获取的图像信息。
[0008]在本专利技术中，进一步的，在所述受光窗口及光场相机之间设置有透镜组，所述透镜组用于将经所述反射镜采集的到的被扫描物的光线收聚后发送至光场相机的镜头上。
[0009]在本专利技术中，进一步的，所述光线传输机构包括准直透镜及分束镜，所述准直透镜设置于分束镜及照明光源之间以使补偿光线以平行光的形式入射至分束镜上，所述分束镜出射至反射镜上的光线的光轴与透镜组的光轴共线。
[0010]在本专利技术中，进一步的，所述采集端头包括探测套筒，所述探测套筒上开设有采集窗口，所述反射镜固定设置于探测套筒端部以透过采集窗口获取口腔内部图像。
[0011]在本专利技术中，进一步的，所述反射镜连接有加热组件，以升高镜面温度。
[0012]在本专利技术中，进一步的，所述反射镜与光轴之间的夹角为45
°
。
[0013]在本专利技术中，进一步的，所述光场相机连接有图像处理器，所述图像处理器用于获取光场相机所采集到的图像信息并重建口内被扫描物的三维模型。
[0014]本专利技术的第二目的在于提供一种利用光场相机进行口腔扫描的方法，包括如下按步骤：
[0015]1)、通过上述任意一项所述的一种利用光场相机进行口腔扫描的装置获取口内被扫描物的图像信息；
[0016]2)、完成对光场相机的重聚焦；
[0017]3)、获取每一像素点的实际像距值；
[0018]4)、获取每一像素点相对相机的三维坐标；
[0019]5)、将4)中的每一相对相机的三维坐标转换为实际三维坐标，得到三维点云合集，并利用三维点云合集中的坐标完成三维重建。
[0020]在本专利技术中，进一步的，获取某一像素点的所述像距值包括如下步骤：
[0021]1)获取第一像距上的N张不同焦深的图片，并对每一张图片进行像素梯度转换；
[0022]2)记录下N张图片中该像素点所对应的最大梯度值的图片的像素索引值；
[0023]3)根据像素索引值之前的步进值能得到像素点的实际像距值；
[0024]在本专利技术中，进一步的，所述N为150
‑
255之间的整数。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术的装置通过在持握本体内设置光场相机可以获得由采集端头采集到的被扫描物的图像信息，由于光场相机才进行图像采集时会在记录光线强度的同时记录下光线的入射角度。由此可以获得不同焦深上的图像，在通过索引每一像素点的最大梯度值所在的索引位置得出实际像距进而得出对应像素点的实际物距最终形成该被测物的三维点云合集，并根据三维点云合集中的坐标完成三维重建。通过此设置可以减少在采集端头内设置多余的采集组件，只设置一组反射镜即可，由此可以大幅缩减采集端头的体积，另外，通过数字化的建模还原口腔内部的三维模型也进一步提高了模型的精度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的光路结构示意图。
[0028]图2为光场相机内的成像结构示意图。
[0029]图3为光场相机内的成像的简化模型示意图。
[0030]图4为选择新的对焦平面w
’
后的成像示意图。
[0031]图5为本专利技术中的扫描装置的部分结构及示意图。
[0032]附图中：1、图像传感器；2、微透镜阵列；3、光场相机；4、照明光源；5、准直透镜；6、分束镜；7、透镜组；8、防护镜片；9、反射镜；10、持握本体；11、探测套筒；110、采集窗口；111、加热组件。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0035]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0036]请同时参见图1至图5，本专利技术一较佳实施方式提供一种利用光场相机进行口腔扫描的装置和方法，包括采集端头及持握本体10，所述采集端头包括探测套筒11，所述探测套筒11上开设有采集窗口110，所述反射镜9固定设置于探测套筒11端部以透过采集窗口110获取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用光场相机进行口腔扫描的装置，包括采集端头及持握本体(10)，所述采集端头可拆卸连接于持握本体(10)上，其特征在于，所述持握本体(10)一端部设有一受光窗口，所述采集端头内设置有一反射镜(9)，所述反射镜(9)将采集到的口腔内部的像转送至受光窗口处；所述持握本体(10)内部沿光线入射方向依次设置有光照补偿组件及光场相机(3)，所述光照补偿组件包括照明光源(4)及光线传输机构，所述光线传输机构将照明光源(4)的补偿光线传送至反射镜(9)上，所述补偿光线所形成的光照区域经反射镜(9)反射后照射于口内的图像采集区域上；所述光场相机(3)接收由采集端头所获取的图像信息。2.根据权利要求1所述的一种利用光场相机进行口腔扫描的装置，其特征在于，在所述受光窗口及光场相机(3)之间设置有透镜组(7)，所述透镜组(7)用于将经所述反射镜(9)采集的到的被扫描物的光线收聚后发送至光场相机(3)的镜头上。3.根据权利要求2所述的一种利用光场相机进行口腔扫描的装置，其特征在于，所述光线传输机构包括准直透镜(5)及分束镜(6)，所述准直透镜(5)设置于分束镜(6)及照明光源(4)之间以使补偿光线以平行光的形式入射至分束镜(6)上，所述分束镜(6)出射至反射镜(9)上的光线的光轴与透镜组(7)的光轴共线。4.根据权利要求1所述的一种利用光场相机进行口腔扫描的装置，其特征在于，所述采集端头包括探测套筒(11)，所述探测套筒(11)上开设有采集窗口(110)，所述反射镜(9)固定设置于探测套筒(11)端部以透过采集窗口(110)获取口腔内部图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：张效栋，胡跃伟，白学帅，陶景云，刘则，吕行，
申请(专利权)人：深度光学科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：