一种用于扫描三维牙齿对象的三维光学扫描系统，所述系统包含：第一扫描站，其被配置为接收第一三维牙齿对象，并且进一步被配置为在所述扫描期间绕第一轴线旋转；以及成像单元，其包含至少一个相机，并且被配置为在所述扫描期间绕成像单元轴线旋转，其中所述光学扫描系统被配置为使得所述成像单元获取对应于所述成像单元和所述第一扫描站之间的一组预定义的静态相对位置的所述第一三维牙齿对象的多个二维图像，用于生成所述第一三维牙齿对象的第一三维数字表示。第一三维数字表示。第一三维数字表示。
【技术实现步骤摘要】
用于扫描多个牙齿对象的方法和系统
[0001]本公开涉及一种三维光学扫描系统，该三维光学扫描系统被配置为扫描定位在扫描站处的牙齿对象。
技术介绍
[0002]三维(3D)牙齿扫描仪是用于扫描三维物理牙齿对象以生成牙齿对象的3D数字表示的设备。这是通过响应于牙齿对象的照明而获取三维牙齿对象的多个二维(2D)图像，随后处理所获取的图像以生成三维数字表示来执行的。一种此类三维牙齿扫描仪是台式牙齿扫描仪，其包括放置牙齿对象的扫描站。在扫描期间，移动其上放置有牙齿对象的扫描站并且用探测光照亮牙齿对象。在牙齿扫描仪的相机处获取对应于2D图像的响应于照明而反射的光。然后处理所获取的2D图像以生成牙齿对象的三维数字表示。
[0003]随着相机和3D牙齿对象相对于彼此移动，相机可以获取3D牙齿对象的2D图像。扫描过程可能需要很长时间，尤其是当3D牙齿对象具有复杂的结构(诸如存在于牙齿印模中)时。
[0004]基于牙齿对象的多个2D图像生成牙齿对象的可靠3D数字表示所必需的是，牙齿对象的相关方面(即，牙齿信息)在扫描期间被最佳地获取并且在获取的多个2D图像中被表示。在一些情况下，物理牙齿对象可以包括不同的侧，其中一个以上的侧(诸如牙齿印模的相对的侧)包含牙齿信息。使用常规已知的台式扫描仪从不同侧获取牙齿信息是相当低效的。例如，扫描不同的侧可能需要通过用户在扫描站物理地重新定位牙齿对象来进行手动干预，以允许不同的侧对于探测光和相机变得可见。
[0005]本公开提供了一种用于扫描至少一个三维物理对象的新型光学扫描系统。所公开的光学扫描系统还克服了与现有台式扫描仪相关联的(一个或多个)挑战。
技术实现思路
[0006]在本申请的上下文中，术语“第一三维牙齿对象”包括三重托盘、包括具有一颗或多颗准备好的牙齿的牙齿的正模型的压模(die)、包括准备好的牙齿的正模型的单个压模、包含多个(单个)压模的多压模、或一些牙齿或一组牙齿的模型(其中该模型可以是石膏牙齿模型)中的任一者。这些牙齿对象表示不同类型的牙齿对象。例如，单个压模表示不同于诸如三重托盘的牙齿对象类型的牙齿对象类型。作为示例，一个或多个单个压模属于同一类别的牙齿对象类型。一个或多个三重托盘属于同一类别的牙齿对象类型，这不同于将一个或多个单个压模分类的牙齿对象类型。类似地，其他牙齿对象可以被分类为不同的牙齿对象类型。
[0007]在本申请的上下文中，术语“三重托盘”(triple tray)应理解为包括由患者的牙齿制成的印模(impression)，优选地，三重托盘包含来自患者上颌和下颌两者的牙齿的印模。
[0008]本公开提供了一种用于扫描三维牙齿对象的光学扫描系统，其具有改善的扫描工
作流程、减少的扫描持续时间，并且可选地整个扫描过程是自动的。这些效果中的一个或多个可以借助于根据权利要求1的系统来实现。
[0009]根据实施例，公开了一种用于扫描三维牙齿对象的三维光学扫描系统。该系统包括第一扫描站，该第一扫描站被配置为接收第一三维牙齿对象，并且进一步被配置为在扫描期间绕第一轴线旋转；以及成像单元，其包含至少一个相机，并且被配置为在扫描期间绕成像单元轴线旋转。光学扫描系统被配置为使得成像单元获取对应于成像单元和第一扫描站之间的一组预定义的静态相对位置的第一三维牙齿对象的多个二维图像，以生成第一三维牙齿对象的第一三维数字表示。
[0010]如果扫描站上的3D牙齿对象位置和成像单元在扫描期间相对于彼此移动，从而仅移动扫描站或成像单元中的一者，并且2D图像例如以某一速率经常被捕获，则扫描过程通常可能花费很长时间，并且可能难以从不同侧捕获牙齿信息。相比之下，通过使用一组预定义的静态相对位置，可以优化所获取的2D图像的重叠和获取相同数据以生成第一3D数字表示所需的2D图像的数量两者。这将节省时间，也将减少需要处理的数据量。数据量的减少将进一步减少处理数据所需的时间和功率。如果用于生成第一3D数字表示的2D图像的处理或至少部分处理是在远程中心位置(例如在云中)执行的，则处理时间将减少另一个3D光学扫描系统生成其第一3D数字表示的等待时间。
[0011]在实施例中，该组预定义的静态相对位置可以选自成像单元和第一扫描站之间的多组预定义的静态相对位置。
[0012]适用于一个第一3D牙齿对象类型或对其最佳的该组预定义的静态相对位置不一定适用于另一个第一3D牙齿对象类型或对其最佳，并且反之亦然。例如，对于儿童和成人的三重托盘的该组预定义的静态相对位置的集合可能不相同。三重托盘或单个压模的该组预定义的静态相对位置的设置可以变化。该系统可以被配置为为3D牙齿对象选择该组正确的预定义的静态相对位置(如三重托盘或单个压模)，并且即使对于相同的牙齿对象，静态相对位置也可以根据诸如年龄、种族等类别而不同。该系统可以包括存储器，该存储器包括不同牙齿对象类型的多个静态相对位置和/或对应于不同类别的不同牙齿对象的静态相对位置，该不同类别表示除对象类型之外的方面，例如诸如年龄的患者特征。对于扫描，该系统可以被配置为使用来自存储器的适用的静态相对位置，例如响应于对将要扫描的第一3D牙齿对象类型的了解，其中年龄或年龄组由系统的用户提供。
[0013]具有多组预定义的静态相对位置，例如每种类型的第一3D牙齿对象一个组，并且例如对于每种类型的第一3D牙齿对象，每个年龄组和/或每个尺寸组一个组，将使得用户能够选择或系统能够自动确定要扫描的第一3D牙齿对象的该组正确的预定义的静态相对位置，以便在短时间内生成非常好地对应于第一3D牙齿对象的第一3D数字表示。自动确定可以包括从与对象无关的静态相对位置获取定位在扫描站的物理牙齿对象的一组2D测试图像，可选地基于该组2D测试图像生成物理牙齿对象的粗略3D模型并且对该组2D测试图像或可选地对粗略3D模型应用图像识别技术(诸如特征识别技术)以识别牙齿对象的类型。
[0014]定位在第一扫描站上的第一3D牙齿对象优选地仅旋转而不平移。这在第一3D牙齿对象处于倾斜取向时提供了优势，因为期望在整个扫描过程中保持倾斜。平移可能导致托盘因重力而轻微移动，从而导致2D图像捕获不准确。
[0015]在实施例中，来自预定义的静态相对位置集合的每个预定义的静态相对位置可以
包括第一扫描站绕第一轴线的第一预定义的静态旋转位置与成像单元绕成像单元轴线的第二预定义的静态旋转位置的配对。
[0016]作为示例，如果第一扫描站的预定义的静态旋转位置包括绕第一轴线的5个静止位置并且成像单元的预定义的静态旋转位置包括绕成像轴线的4个静止位置，则预定义的静态相对位置将包括20个位置(即5
×
4个位置)，在这些位置处捕获待扫描的牙齿对象的多个2D图像。
[0017]在实施例中，从多组预定义的静态相对位置中选择该组预定义的静态相对位置可以基于第一3D牙齿对象的牙齿对象类型。对应于牙齿对象类型的静态相对位置可以确定成像单元必须从中获取多个2D图像的方向。一种牙齿类型会在某些位置具有凹形表面、凸形表面和平坦表面，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于扫描三维牙齿对象的三维光学扫描系统，所述系统包括：第一扫描站，其被配置为接收第一三维牙齿对象，并且进一步被配置为在扫描期间绕第一轴线旋转；以及成像单元，其包括至少一个相机并且被配置为在扫描期间绕成像单元轴线旋转，其中所述光学扫描系统被配置为使得所述成像单元获取对应于所述成像单元和所述第一扫描站之间的一组预定义的静态相对位置的所述第一三维牙齿对象的多个二维图像，以生成所述第一三维牙齿对象的第一三维数字表示。2.根据权利要求1所述的扫描系统，其中，来自一组预定义的静态相对位置的每个预定义的静态相对位置包括所述第一扫描站绕所述第一轴线的第一预定义的静态旋转位置与所述成像单元绕所述成像单元轴线的第二预定义的静态旋转位置的配对。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中：所述成像单元能够在绕所述成像单元轴线以预定义角度间隔开的两个极限位置之间移动；以及所述一组预定义的静态相对位置包括：i)所述成像单元在绕所述成像单元轴线的两个极限位置之间的中间预定义的静态旋转位置，或ii)所述成像单元在绕所述成像单元轴线的两个极限位置和所述两个极限位置中的至少一个之间的中间预定义的静态旋转位置。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述成像单元的预定义的静态旋转位置中的至少一个和/或所述第一扫描站的所述预定义的静态旋转位置中的至少一个是基于先前的情况，所述先前的情况包括对应于所述第一三维牙齿对象的牙齿对象。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一扫描站包括平台，所述平台被配置为在第一取向上接收所述第一三维牙齿对象，使得基于所述一组预定义的静态相对位置，暴露包括在所述第一三维牙齿对象的相对侧的每一侧上的患者牙齿信息或所有患者牙齿信息。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为在获取所述第一三维牙齿对象的所述多个二维图像期间，当所述成像单元和所述第一扫描站处于相应的静态位置时，将所述成像单元和所述第一扫描站维持在静止状态。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为：在将所述成像单元绕所述成像轴线旋转到后续的预定义的静态旋转位置之前，将所述成像单元绕所述成像轴线旋转到预定义的静态旋转位置，并且当所述成像单元静止在所述预定义的静态旋转位置时，将所述第一扫描站绕所述第一轴线旋转到不同的预定义的静态旋转位置；或在将所述第一扫描站绕所述第一轴线旋转到后续的预定义的静态旋转位置之前，将所述第一扫描站绕所述第一轴线旋转到静态旋转位置，并且当所述第一扫描站静止在所述静态旋转位置时，将所述成像单元绕所述成像轴线旋转到不同的预定义的静态旋转位置。8.根据前述权利要求中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：三形状股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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