具有弯曲焦面或目标基准元件和场补偿器的共焦成像设备制造技术

一种共焦成像设备，包括产生光束阵列的照明模块。聚焦光学器件将光束阵列共焦聚焦到非平坦焦面上，并且将光束阵列导向待成像的三维对象。平移机构调整至少一个透镜的位置，以使非平坦焦面沿着成像轴移位。检测器测量返回光束阵列的强度，该返回光束从三维对象反射，并且通过聚焦光学器件被导回。对于至少一个透镜的位置测量返回光束阵列的强度，用以确定三维对象的点在成像轴上的位置。调整一个以上的点的检测到的位置以补偿非平坦焦面。的检测到的位置以补偿非平坦焦面。的检测到的位置以补偿非平坦焦面。

【技术实现步骤摘要】
具有弯曲焦面或目标基准元件和场补偿器的共焦成像设备
[0001]本申请是基于2015年8月17日提交的专利申请号为202110149219.8、名为“具有弯曲焦面或目标基准元件和场补偿器的共焦成像设备”的申请的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本申请根据美国法典第35条119款要求享有2014年8月15日提交的美国临时申请No.62/037,778的权利和利益。


[0004]本专利技术的实施例涉及成像领域，并且特别地，涉及一种用于进行三维表面的共焦成像的系统和方法。

技术介绍

[0005]已经开发了各种各样的方法和系统用于牙齿的直接光学测量以及后续的义齿的自动制造。术语“直接光学测量”意味着测量患者口腔中的牙齿。这有助于获得牙齿置换的计算机辅助设计(CAD)或者计算机辅助制造(CAM)所需的数字构造数据，而不必对牙齿进行任何铸型印模。这样的系统通常包括：光学探头，其连接到诸如电荷耦合装置(CCD)或者互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器这样的光学拾取器或者接收器；以及处理器，其实现适当的图像处理技术，以设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供光；聚焦光学器件，该聚焦光学器件包括沿着所述光的光路设置的多个透镜，其中，所述聚焦光学器件包括非平坦焦面，并且其中，所述聚焦光学器件将所述光聚焦到非平坦焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导；平移机构，该平移机构调整所述多个透镜中的至少一个透镜的位置，从而调整所述聚焦光学器件的聚焦设置，并使所述非平坦焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，所述非平坦焦面的形状或放大率中的至少一者根据所述聚焦设置的改变而改变；以及检测器，该检测器测量返回光的强度，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光的强度，以确定所述三维对象的多个点在所述成像轴上的位置，其中，所述多个点中的一个以上点的检测到的位置待被调整，以利用一个以上补偿模型补偿所述非平坦焦面，所述一个以上补偿模型针对所述聚焦光学器件的不同聚焦设置提供不同调整。2.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供包括多个光束的光；聚焦光学器件，该聚焦光学器件包括沿着所述光的光路设置的多个透镜，所述聚焦光学器件将所述光聚焦到非平坦的焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导，并且其中，所述聚焦光学器件的特征在于场透镜的缺少，其中所述场透镜是将所述多个光束的光线打开的发散透镜；平移机构，该平移机构调整所述多个透镜中的至少一个透镜的位置，从而使所述非平坦的焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，所述至少一个透镜是所述聚焦光学器件的透镜；以及检测器，该检测器测量返回光的强度，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光的强度，以确定所述三维对象的多个点在所述成像轴上的位置，其中，所述多个点中的一个以上点的检测到的位置待被调整，以补偿所述场透镜的缺少。3.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供光；非远心光学系统，该非远心光学系统包括聚焦光学器件，该聚焦光学器件沿着所述光的光路设置，其中，所述聚焦光学器件将所述光聚焦到非平坦的焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导，所述聚焦光学器件包括至少一个透镜；平移机构，该平移机构调整所述至少一个透镜的位置，从而使所述焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，对于所述至少一个透镜的位置的调整引起所述焦面的放大率的改变；以及检测器，该检测器测量返回光的强度，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光的强度，以确定所述三维对象的多个点在所述成像轴上的位置，其中，所述多个点中的一个以上点的检测到的位置待被调整，以补偿与所述至少一个透镜的多个位置中的各位置相关的所述焦面的相应的放大率。
4.一种利用共焦成像设备执行口内扫描的方法，包括：提供光；经由包括非平坦焦面的聚焦光学器件，将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导；利用包括沿着所述光的光路设置的多个透镜的所述聚焦光学器件，将所述光共焦聚焦到所述非平坦焦面；利用平移机构调整所述多个透镜中的至少一个透镜的位置，从而使所述非平坦焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位；测量返回光的强度，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光的强度，以确定所述三维对象的多个点在所述成像轴上的位置；以及调整所述多个点中的一个以上点的检测到的位置，以利用一个以上补偿模型补偿所述非平坦焦面，所述一个以上补偿模型针对所述聚焦光学器件的不同聚焦设置提供不同调整。5.一种用于生成口内对象的三维虚拟模型的方法，包括：通过执行口内扫描的共焦成像设备，利用所述共焦成像设备的聚焦光学器件的至少一个透镜的多个位置，获取所述口内对象的图像数据，其中，所述图像数据包括所述口内对象的多个点的深度数据；利用一个以上补偿模型，至少部分地基于与所述多个点的一个以上点的所述深度数据相关联的所述至少一个透镜的位置，调整所述多个点的一个以上点的所述深度数据，其中，所述一个以上补偿模型补偿与所述至少一个透镜的不同位置相关联的放大率的改变，并且其中，所述一个以上补偿模型针对所述至少一个透镜的不同位置提供对于所述多个点的一个以上点的所述深度数据的不同调整；以及利用调整的所述深度数据生成所述口内对象的所述三维虚拟模型。6.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供光；聚焦光学器件，该聚焦光学器包括沿着所述光的光路设置的多个透镜，该聚焦光学器件将所述光聚焦到焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导；平移机构，该平移机构调整所述多个透镜中的至少一个透镜的位置，从而使所述焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，所述至少一个透镜是所述聚焦光学器件的透镜，并且其中，所述焦面的形状或放大率中的至少一者根据所述至少一个透镜的位置的改变而改变；以及检测器，该检测器通过测量返回光而生成图像数据，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光，以确定所述三维对象的多个点的深度数据，所述图像数据包括所述深度数据；以及一个以上的处理器，该一个以上的处理器：利用一个以上补偿模型，至少部分地基于与所述深度数据相关联的所述至少一个透镜的位置，调整所述多个点的一个以上点的所述深度数据，其中，所述一个以上补偿模型补偿与所述至少一个透镜的不同位置相关联的放大率的改变，并且其中，所述一个以上补偿模
型针对所述至少一个透镜的不同位置提供对于所述多个点的一个以上点的所述深度数据的不同调整；以及利用调整的所述深度数据生成三维虚拟模型。7.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供光；聚焦光学器件，该聚焦光学器件包括沿着所述光的光路设置的至少一个透镜，该聚焦光学器件将所述光聚焦到焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导；平移机构，该平移机构调整所述多个透镜中的至少一个透镜的位置，从而使所述焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，对于所述至少一个透镜的位置的调整引起所述焦面的放大率的改变；检测器，该检测器测量返回光，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回；以及一个以上的处理器，该一个以上的处理器：基于测量的所述返回光，确定所述三维对象的多个点的位置；以及调整所述多个点的一个以上点的确定的位置，以补偿与所述至少一个透镜的各位置相关联的所述焦面的相应的放大率。8.一种用于生成口内对象的三维虚拟模型的方法，包括：通过执行口内扫描的共焦成像设备，利用所述共焦成像设备的聚焦光学器件的至少一个透镜的多个位置，获取所述口内对象的图像数据，其中，所述图像数据包括所述口内对象的多个点的深度数据；利用一个以上补偿模型，至少部分地基于与所述多个点的一个以上点的所述深度数据相关联的所述至少一个透镜的位置，调整所述多个点的一个以上点的所述深度数据，其中，所述一个以上补偿模型补偿所述聚焦光学器件的焦面的曲率，并且其中，所述一个以上补偿模型针对所述至少一个透镜的不同位置提供对于所述多个点的一个以上点的所述深度数据的不同调整；以及利用调整的所述深度数据生成所述口内对象的所述三维虚拟模型。9.一种用于生成口内对象的三维虚拟模型的方法，包括：通过执行口内扫描的共焦成像设备，利用所述共焦成像设备的聚焦光学器件的至少一个透镜的多个位置，获取所述口内对象的图像数据，其中，所述图像数据包括所述口内对象的多个点的深度数据；利用一个以上补偿模型，至少部分地基于与所述多个点的一个以上点的所述深度数据相关联的所述至少一个透镜的位置，调整所述多个点的一个以上点的所述深度数据，其中，所述一个以上补偿模型补偿由所述共焦成像设备内的温度的改变而引起的非平坦焦面的位置改变，并且其中，所述一个以上补偿模型针对所述至少一个透镜的不同位置提供对于所述多个点的一个以上点的所述深度数据的不同调整；以及利用调整的所述深度数据生成所述口内对象的所述三维虚拟模型。10.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供光；聚焦光学器件，该聚焦光学器件包括沿着所述光的光路设置的至少一个透镜，该聚焦
光学器件将所述光聚焦到非平坦焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导；平移机构，该平移机构调整所述至少一个透镜的位置，从而使所述焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，所述焦面的形状或放大率中的至少一者根据所述至少一个透镜的位置的改变而改变；检测器，该检测器通过测量返回光而生成图像数据，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光，以确定所述三维对象的多个点的深度数据，所述图像数据包括所述深度数据；以及一个以上的处理器，该处理器：利用一个以上补偿模型，至少部分地基于与所述深度数据相关联的所述至少一个透镜的位置，调整所述多个点的一个以上点的所述深度数据，其中，所述一个以上补偿模型补偿所述焦面的曲率，并且其中，所述一个以上补偿模型针对所述至少一个透镜的不同位置提供对于所述多个点的一个以上点的所述深度数据的不同调整；以及利用调整的所述深度数据生成三维虚拟模型。11.一种用于执行口内扫描的共焦成像设备，包括：光源，该光源提供光；聚焦光学器件，该聚焦光学器件包括沿着所述光的光路设置的至少一个透镜，该聚焦光学器件将所述光聚焦到非平坦焦面，并且将所述光朝着在口腔内待成像的三维对象引导；平移机构，该平移机构调整所述至少一个透镜的位置，从而使所述焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，所述焦面的形状或放大率中的至少一者根据所述至少一个透镜的位置的改变而改变；检测器，该检测器通过测量返回光而生成图像数据，该返回光从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光，以确定所述三维对象的多个点的深度数据，所述图像数据包括所述深度数据；以及一个以上的处理器，该处理器：利用一个以上补偿模型，至少部分地基于与所述深度数据相关联的所述至少一个透镜的位置，调整所述多个点的一个以上点的所述深度数据，其中，所述一个以上补偿模型补偿由所述共焦成像设备内的温度的改变而引起的所述焦面的位置改变，并且其中，所述一个以上补偿模型针对所述至少一个透镜的不同位置提供对于所述多个点的一个以上点的所述深度数据的不同调整；以及利用调整的所述深度数据生成三维虚拟模型。12.一种用于生成口内对象的三维虚拟模型的方法，包括：通过执行口内扫描的共焦成像设备，利用所述共焦成像设备的聚焦光学器件的至少一个透镜的多个位置，获取所述口内对象的图像数据，其中，所述图像数据包括所述口内对象的多个点的深度数据；确定与所述共焦成像设备的至少一部分的温度相关联的值，其中，所述聚焦光学器件的焦面根据温度的改变而改变；利用一个以上补偿模型，至...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔勒，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：