[發明專利]用于確定物體的3D結構的裝置

在審

• 申請號: 201710304362.3
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107388981A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: A.克諾伊特爾
• 申請（專利權）人: 沃柯有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 成城,安文森

技術領域

本發明涉及一種用于確定物體的3D結構的裝置，其包括生成具有第一波長的激光輻射的第一激光發射器，和生成具有第二波長的激光輻射的第二激光發射器。這兩個波長彼此不同。該裝置還包括第一分束器，其將激光發射器的激光輻射分成參考輻射和照射輻射，照射輻射撞擊在待測量的物體上，被物體反射為物體輻射并與參考輻射干涉。檢測器檢測由此產生的干涉圖案。

背景技術

例如，這種裝置被用在牙科技術中以便掃描單個牙齒或全口義齒。例如，如果要創建患者的義齒模型，則能夠完全無接觸地執行真實義齒的掃描。因此，完全免除直接在患者身上產生印模。

這種裝置從EP 13 165 409中已知。其根據數字全息術的原理工作。至少兩個激光發射器發射不同波長的激光輻射。借助于分束器將該激光輻射分成參考輻射和照射輻射。當參考輻射經由鏡布置被引導到檢測器上時，照射輻射撞擊在待檢測的物體上。照射輻射被物體反射為物體輻射并且也被引導到檢測器。一個波長的參考輻射和物體輻射彼此干涉。由檢測器記錄所得到的干涉圖案。例如，如果將三維地測量牙齒，則至少部分地落在檢測器上的散斑散射光由照射輻射產生并撞擊在牙齒的粗糙表面上。取決于表面粗糙度和表面下方的散射行為，也產生一部分散射光，這將測量結果錯誤地表達成散斑噪聲。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于檢測物體的3D結構的裝置，其測量更不易于受到散射光和所產生的散斑噪聲的影響。

該目的通過根據權利要求1的具有權利要求1的特征的裝置實現。

根據本發明的用于檢測物體的3D結構的裝置包括至少兩個激光發射器，其每一個均生成特定波長的激光輻射。激光發射器的波長是不同的。在第一分束器中，發射器的激光輻射被分別分成參考輻射和照射輻射。照射輻射被引導到待測量的物體，從物體反射為物體輻射并且然后撞擊在檢測器上。參考輻射被直接引導到檢測器并在該處與物體輻射干涉。由此形成由檢測器檢測的干涉圖案。

EP 2 796938 B1中描述了根據本發明的裝置的基本功能，其全部內容特此通過引用并入本文。

根據本發明的裝置具有選擇全息圖（selection hologram），其被設計為使處于預定的入射角范圍的物體輻射適當地偏轉。僅以預定的入射角撞擊在選擇全息圖上的由物體反射的物體輻射以一方式被適當地偏轉，使得物體輻射在其進一步的路徑上撞擊在檢測器的確定區域上。在入射角范圍之外撞擊在選擇全息圖上的物體輻射離開選擇全息圖而不被衍射。其未到達檢測器的確定區域。然后，該物體輻射沿其進一步的路徑經過檢測器的確定區域，在一些情況下甚至經過檢測器本身。因此，輻射在確定區域外側撞擊在檢測器上并且因此不撞擊在確定區域上，并且有時甚至不撞擊在檢測器上。

參考附圖和附圖中所使用的紙張的平面以便解釋入射角的取向。因此，在本文中，術語“豎直”被理解為“垂直于紙張的平面”并且“水平”被理解為“在紙張的平面中”，即平行于檢測器或平行于確定區域。

一方面，入射角范圍優選地在光路的方向（即，照射輻射的方向）和豎直方向之間延伸。另一方面，入射角范圍也在光路的方向和水平方向之間延伸。例如，光路的方向和豎直方向之間的（豎直）入射角范圍可顯著地大于光路的方向和水平方向之間的（水平）入射角范圍。優選地，入射角范圍在光束的方向和豎直方向之間是數百mrad，使得在整個豎直方向上由物體反射的物體輻射均撞擊在檢測器上。

在本發明的背景中，檢測器的確定區域被理解為檢測區域的部分區域。檢測區域是檢測器在其中進行檢測（即，注意入射輻射并且能夠進一步處理入射輻射）的區域。確定區域優選地是檢測區域的內部部分區域。落在確定區域上的輻射能夠由檢測器評估，使得干涉圖案的無誤差檢測在實踐中是可能的。在確定區域之外（即在檢測區域的邊際區域上）撞擊在檢測器的檢測區域上的輻射不允許干涉檢測。而且，該輻射在這樣的角度條件下撞擊在檢測器上，使得不能夠產生可感測的能夠干涉的信號，并且因此不可能由檢測器進行干涉圖案的檢測，至少不可能進行干涉圖案的穩健的且無誤差的檢測。換言之，物體輻射必須在預定的角度范圍（入射角范圍）中沿檢測器的方向延伸，以便撞擊在確定區域上且不僅撞擊在檢測區域上。當以大于100 mrad的入射角行進的物體輻射撞擊在檢測器上時，其不容許有意義和無誤差的評估。