[實(shí)用新型]一種新型光學(xué)三維圖像成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220370346.7
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN202714941U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶博;曹彬;王音特
• 申請（專利權(quán)）人: 艾博萊特（蘇州）科技有限公司
• 主分類號: A61C19/04
• 分類號: A61C19/04
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及牙科口腔治療領(lǐng)域，具體涉及一種用于獲得牙齒三維表面特征的新型非接觸式光學(xué)三維成像裝置。?

背景技術(shù)

在牙齒成像領(lǐng)域和假牙自動(dòng)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，有多種不同的光學(xué)三維直接成像的方法和裝置，不同于傳統(tǒng)使用印模材料取牙模方法的是，這些光學(xué)直接成像的方法通常采用數(shù)字化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）對口腔中的牙齒直接成像，在計(jì)算機(jī)上得到相應(yīng)的牙齒模型，之后將數(shù)字化牙齒模型傳輸?shù)郊傺乐谱鲗?shí)驗(yàn)室，通過采用計(jì)算機(jī)輔助制作（CAM）加工假牙。?

其中，有一種三維光學(xué)成像方法是基于激光三角方法來測量牙齒表面和伸入到病人空腔中的光學(xué)探測器之間的距離來獲取牙齒表面三維特征。存在以下缺點(diǎn)：這種方法假設(shè)牙齒表面具有理想的反光特征，如蘭伯特反射，然而，實(shí)際牙齒的表面并不具備蘭伯特反射特性，因此成像往往不夠準(zhǔn)確。?

而其他的技術(shù)，如已經(jīng)商業(yè)化的Siemens?GmbH或者Sirona牙科產(chǎn)品CEREC-1和CEREC-2，分別使用光學(xué)相干斷層技術(shù)和光學(xué)相位移技術(shù)實(shí)現(xiàn)對牙齒的三維成像，這兩種成像系統(tǒng)利用特別設(shè)計(jì)的手持式光學(xué)探測器來獲取牙齒三維表面特征信息，然而不足之處是：這種方法需要在牙齒表面涂抹一層特殊物質(zhì)（如測量粉末或者一種白色顏料懸浮液），其厚度很難把握在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，導(dǎo)致成像易產(chǎn)生誤差。?

因此，如何解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足點(diǎn)，便成為本實(shí)用新型所要解決的問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種新型光學(xué)三維圖像成像裝置。?

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種新型光學(xué)三維圖像成像裝置，包括：一主機(jī)箱，內(nèi)設(shè)激光發(fā)生器、空間光調(diào)制器、成像光學(xué)系統(tǒng)、圖像傳感器及控制電路；一掃描手柄，內(nèi)設(shè)陣列光轉(zhuǎn)換模塊、分光鏡、焦闌模式的共焦光學(xué)系統(tǒng)、電機(jī)以及出/入射光口；一傳光裝置，連接所述主機(jī)箱與掃描手柄；該傳光裝置包括發(fā)射光傳光裝置、反射光傳光裝置以及包覆于該發(fā)射光傳光裝置及反射光傳光裝置的第一保護(hù)套；所述發(fā)射光傳光裝置和反射光傳光裝置均包括傳光部件及包覆于該傳光部件的第二保護(hù)套，所述傳光部件的一端為主機(jī)箱接線端，另一端為掃描手柄接線端；其中，所述激光發(fā)生器的出射端與空間光調(diào)制器的入射端連接，該空間光調(diào)制器的出射端與所述發(fā)射光傳光裝置中傳光部件的主機(jī)箱接線端連接，該發(fā)射光傳光裝置中傳光部件的掃描手柄接線端連接所述陣列光轉(zhuǎn)換模塊的入射端，所述陣列光轉(zhuǎn)換模塊的出射端經(jīng)由所述分光鏡連接所述焦闌模式的共焦光學(xué)系統(tǒng)的第一端，該焦闌模式的共焦光學(xué)系統(tǒng)的第二端連接所述出/入射光口；所述反射光傳光裝置中傳光部件的掃描手柄接線端經(jīng)由所述分光鏡連接所述焦闌模式的共焦光學(xué)系統(tǒng)的第一端，該反射光傳光裝置中傳光部件的主機(jī)箱接線端連接所述成像光學(xué)系統(tǒng)的入射端，該成像光學(xué)系統(tǒng)的出射端與所述圖像傳感器的接收端連接；所述主機(jī)箱的控制電路電連接所述激光發(fā)生器、電機(jī)及圖像傳感器。?

上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：?

1、上述方案中，所述激光發(fā)生器用以產(chǎn)生激光束。

2、上述方案中，所述空間光調(diào)制器的作用是將所述激光束變成空間非相干光，因?yàn)樗黾す獍l(fā)生器產(chǎn)生的激光束本身為相干光，易發(fā)生光的干涉（“光的干涉”意為：兩列或幾列光波在空間相遇時(shí)相互疊加，在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象），而光的干涉將降低被照射物的成像效果。?

3、上述方案中，所述成像光學(xué)系統(tǒng)的作用是將經(jīng)過所述反射光傳光裝置中傳光部件的光線進(jìn)行會(huì)聚，具體為單一凸透鏡或一系列的透鏡組合，并以后者為佳，因?yàn)檫x用一系列的透鏡組合相比單一凸透鏡能夠具有消除噪聲及提高成像質(zhì)量的作用。?

4、上述方案中，所述圖像傳感器的作用是感受光學(xué)圖像信息并轉(zhuǎn)換成可輸出電信號，即完成“光”到“電”的轉(zhuǎn)換；該圖像傳感器為CCD或CMOS。?

5、上述方案中，所述控制電路用以控制激光發(fā)生器、電機(jī)、圖像傳感器的工作。?

6、上述方案中，所述陣列光轉(zhuǎn)換模塊的作用是將源光束轉(zhuǎn)換成多股照射方向一致的光束；該陣列光轉(zhuǎn)換模塊具體可為微透鏡陣列，或是針孔陣列加透鏡組合。?

7、上述方案中，所述分光鏡的作用是：一、折射通過所述發(fā)射光傳光裝置中傳光部件的光束；二、傳遞（即被穿透）通過所述焦闌模式的共焦光學(xué)系統(tǒng)的光束。?

8、上述方案中，所述焦闌模式（telecentric?lens）的共焦光學(xué)系統(tǒng)具體由一系列透鏡、精密針孔、狹縫組成，可對圖像產(chǎn)生正投影視圖，即圖像的放大倍數(shù)同圖像到共焦光學(xué)系統(tǒng)的距離和位置相獨(dú)立。?