三维扫描校准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三维扫描校准装置及方法，所述三维扫描校准装置包括：外壳；以及校准单元，所述校准单元可相对所述外壳转动，所述校准单元包括朝向所述出光口的第一作用面和第二作用面，所述第二作用面位于所述第一作用面的下方；其中，所述外壳套设于所述末端部，所述第一作用面于所述出光口所在平面上的投影和所述第二作用面于所述出光口所在平面上的投影至少部分不重叠。三维扫描校准装置及方法用于克服光学扫描装置的扫描图像的暗影问题，后续形成的三维扫描图像更加准确。续形成的三维扫描图像更加准确。续形成的三维扫描图像更加准确。

【技术实现步骤摘要】
三维扫描校准装置及方法


[0001]本专利技术涉及光学扫描
，尤其涉及一种三维扫描校准装置及方法。

技术介绍

[0002]在建立三维齿模的过程中，使用者(如医护人员等)通常会以手持口腔扫描机(Intraoral scanner,IOS)的方式针对患者口腔内的上下颚区域进行光学扫描，其扫描方式为使用口腔扫描机内的投影光源投射扫描光线，例如以数字光学处理(Digital Light Processing,DLP)投影操作投射的特定图案结构光、或者以激光光源投射的线性激光光束，在经过反射板件反射扫描光源穿过口腔扫描机的出光口后入射至患者牙齿，接着再使用口腔扫描机内的收光感测器接收在入射至牙齿后经反射板件反射回收光感测器的扫描光线，如此即可在透过后端主机进行影像辨识合成后，在屏幕上显示出相对应的三维齿模，以用于后续植牙或假牙制作参考。
[0003]由于手持口腔扫描机不同组成部件之间存在装配误差，导致投影光源投射到牙齿上投影光线覆盖的投影区域和取像模块的取像区域之间未重合，因此，口腔扫描机在扫描景深范围内扫描时，影像传感器读取扫描数据形成的扫描图像中出现非预期的暗影区。而，此非预期的暗影区使得扫描图像的准确度下降，进而影响后续植牙或假牙制作参考的三维齿模的准确度。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何修改现有的口腔扫描机的扫描图像存在暗影区问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术技术方案提供了一种三维扫描校准装置，适用于光学扫描装置，所述光学扫描装置包括末端部，所述末端部具有出光口，所述三维扫描校准装置包括：外壳；以及校准单元，所述校准单元可相对所述外壳转动，所述校准单元包括朝向所述出光口的第一作用面和第二作用面，所述第二作用面至所述出光口所在平面的距离大于所述第一作用面至所述出光口所在平面的距离；其中，所述外壳套设于所述末端部，所述第一作用面于所述出光口所在平面上的投影和所述第二作用面于所述出光口所在平面上的投影至少部分不重叠。
[0006]作为可选的技术方案，所述光学扫描装置包括投影模块和取像模块，所述投影模块分别投射投影光线至所述第一作用面和所述第二作用面；所述取像模块包括影像传感器，所述影像传感器包括对应于识别范围的识别区；其中，当转动所述校准单元时，所述第一作用面和所述第二作用面的转动区域分别位于所述识别区的识别范围内。
[0007]作为可选的技术方案，所述校准单元远离所述出光口的一侧还包括斜面，所述校准单元还包括转轴，其中，所述校准单元还用以绕着所述转轴翻转，以使所述斜面朝向所述出光口。
[0008]作为可选的技术方案，所述第一作用面对应所述光学扫描装置的最小扫描景深；所述第二作用面对应所述光学扫描装置的最大扫描景深。
[0009]作为可选的技术方案，所述第一作用面和所述第二作用面为呈阶梯状布置的光学反射面。
[0010]本专利技术还提供一种三维扫描校准方法，适用于光学扫描装置，所述光学扫描装置的出光口装配如上所述的三维扫描校准装置，所述三维扫描校准方法包括：
[0011]扫描所述三维扫描校准装置的校准单元的第一作用面，形成第一扫描图像；
[0012]扫描所述三维扫描校准装置的校准单元的第二作用面，形成第二扫描图像；
[0013]识别第一扫描图像中的第一暗影区以及第二扫描取像中的第二暗影区；以及
[0014]依据第一暗影区和第二暗影区，获取所述光学扫描装置中影像传感器的有效识别区。
[0015]作为可选的技术方案，，扫描所述三维扫描校准装置的校准单元的第一作用面，形成第一扫描图像的步骤包括：
[0016]按照预设角度转动所述第一作用面；
[0017]所述第一作用面每转动一个预设角度，所述光学扫描装置对所述第一作用面进行扫描形成对应的第一中间图像；以及
[0018]组合对应的第一中间图像形成所述第一扫描图像。
[0019]作为可选的技术方案，扫描所述三维扫描校准装置的校准单元的第二作用面，形成第二扫描图像的步骤包括：
[0020]按照预设角度转动所述第二作用面；
[0021]所述第二作用面每转动一个预设角度，所述光学扫描装置对所述第二作用面进行扫描形成对应的第二中间图像；以及
[0022]组合对应的第二中间图像形成所述第一扫描图像。
[0023]作为可选的技术方案，所述预设角度为90
°
。
[0024]作为可选的技术方案，依据第一暗影区和第二暗影区，获取所述光学扫描装置中影像传感器的有效识别区的步骤包括：
[0025]依据所述第一暗影区，获取所述第一扫描图像中第一有效图像区；
[0026]依据所述第二暗影区，获取所述第二扫描图像中第二有效图像区；
[0027]获取所述第一有效图像区和所述第二有效图像区的重合区域；以及，
[0028]依据所述重合区域，于所述影像传感器的识别区中划分出有效识别区。
[0029]与现有技术相比，本专利技术提供一种三维扫描校准装置及方法，三维扫描校准装置能够提供光学扫描装置扫描景深范围内的第一作用面和第二作用面，使得对扫描图像中边缘区域的暗影区裁边，获得光学扫描装置中影像传感器的有效识别区，克服扫描图像的暗影问题，后续形成的三维扫描图像更加准确。
[0030]以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为现有的口腔扫描机的剖面示意图。
[0033]图2为图1中口腔扫描机的扫描景深范围内的示意图。
[0034]图3为图1中投影模块的投影光源的投射区域和取像模块的取像区域未重合的示意图。
[0035]图4为图3中P1位置、P2位置对应的扫描图像的示意图。
[0036]图5为本专利技术提供的三维扫描校准装置和口腔扫描机未装配的示意图。
[0037]图6为图5中三维扫描校准装置和口腔扫描机装配后的示意图。
[0038]图7为口腔扫描机和三维扫描校准装置的装配后的剖面示意图。
[0039]图8为图7中的校准单元的示意图。
[0040]图9为图7中校准单元在不同转动角度的俯视图。
[0041]图10为图7中校准单元的第一作用面在不同转动角度的俯视图。
[0042]图11为图10中不同转动角度下第一作用面反射投影光线形成的单次扫描图像以及组合扫描图像示意图。
[0043]图12为图7中校准单元的第二作用面在不同转动角度的俯视图。
[0044]图13为图12中不同转动角度下第二作用面反射投影光线形成的单次扫描图像以及组合扫描图像示意图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维扫描校准装置，适用于光学扫描装置，所述光学扫描装置包括末端部，所述末端部具有出光口，其特征在于，所述三维扫描校准装置包括：外壳；以及校准单元，所述校准单元可相对所述外壳转动，所述校准单元包括朝向所述出光口的第一作用面和第二作用面，所述第二作用面至所述出光口所在平面的距离大于所述第一作用面至所述出光口所在平面的距离；其中，所述外壳套设于所述末端部，所述第一作用面于所述出光口所在平面上的投影和所述第二作用面于所述出光口所在平面上的投影至少部分不重叠。2.根据权利要求1所述的三维扫描校准装置，其特征在于，所述光学扫描装置包括投影模块和取像模块，所述投影模块分别投射投影光线至所述第一作用面和所述第二作用面；所述取像模块包括影像传感器，所述影像传感器包括对应于识别范围的识别区；其中，当转动所述校准单元时，所述第一作用面和所述第二作用面的转动区域分别位于所述识别区的识别范围内。3.根据权利要求1所述的三维扫描校准装置，其特征在于，所述校准单元远离所述出光口的一侧还包括斜面，所述校准单元还包括转轴，其中，所述校准单元还用以绕着所述转轴翻转，以使所述斜面朝向所述出光口。4.根据权利要求1所述的三维扫描校准装置，其特征在于，所述第一作用面对应所述光学扫描装置的最小扫描景深；所述第二作用面对应所述光学扫描装置的最大扫描景深。5.根据权利要求1所述的三维扫描校准装置，其特征在于，所述第一作用面和所述第二作用面为呈阶梯状布置的光学反射面。6.一种三维扫描校准方法，适用于光学扫描装置，其特征在于，所述光学扫描装置的出光口装配如权利要求1
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5中任意一项所述的三维扫描校准装置，所述三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静慧，林彦村，江镇成，
申请(专利权)人：佳世达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：