CN104955418B - 用在龈下测量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用来测量在一嘴巴中一牙齿的多个区域的方法，其包含：测量所述牙齿的一表面上的至少一表面点，所述测量是相对于机械地耦合到所述表面点的一元件进行的；判断机械地耦合到所述表面点的至少一可见基准相对于所述元件的一位置；及估计所述表面点相对于所述可见基准的一位置。一种用在这样的测量的装置可以包含：一主体，包含一成像器的一最终光学元件，其定义指向一第一方向上的一光学视场；及一测量元件，耦合到所述主体并大致在所述第一方向上延伸；其中所述测量元件的一尖端的尺寸及形状被设定成用来插入到一牙齿与邻近的牙龈之间；其中所述光学视场的尺寸被设定成用以对一牙齿的至少部分进行成像。

Description

用在龈下测量的装置及方法

相关申请案

本申请依35USC美国专利法第119(e)条要求2012年12月24日申请的美国临时申请案(申请号61/745,744)的优先权，并且在此引入全文作为参考。

技术领域

在本发明的一些实施例中，是涉及牙齿的测量，特别是有关但不限于一种用在龈下的装置及方法。

背景技术

牙齿的治疗常常包含在所述病人的嘴巴的测量。特别地，牙冠、牙桥及其他牙科假牙的建构常常包含多个现存牙齿构造的一或多个三维模型的测量或获取。常常在所述齿龈线之下的假牙扩展，及实行在所述牙龈线之下的牙齿结构的测量。一或多个精确的测量及/或模型可以促进使用所述病人的嘴巴的所述一或多个测量及/或一或多个模型建构而成的所述假牙的一个良好匹配。

牙齿的印制(dental impressions)是一种传统的技术，用来提供一个所述嘴巴的模型。通常来说，通过所述印制制造一铸模，以及所述铸模之后是用来制造所述假牙。这样的技术会遭遇不准确的问题，其由于在技术上地要求牙医及对病人是侵入性且不舒服的多个人工步骤，特别是如果龈下的测量是需要的。

在更最近地，数位扫描技术已经提供更进步的准确性以及测量细节。然而，这样的技术只能够成像、测量以及模型化所述病人嘴巴的可视部分以及大致上不提供多个龈下区域的影像。电脑断层摄影扫描能提供龈下区域的测量，然后它不能提供软组织测量。

为了进行测量的需要时间，现存的物理印制方法以及龈下区域的测量的数位印制方法都通常包含物理地把牙龈与欲测量的所述一个牙齿(或多个牙齿)的所述周围分开的步骤。这个分开通常引起流血，其在测量可以进行之前需要被阻止或避免。所述分开的过程有时候引起对所述牙龈的外伤，其可能导致对所述牙龈的炎性反应及永久损伤。

用来把牙龈从所述牙齿分开来做为龈下测量的的一种常见技术是粗线填充(cordpacking)，其中把一/多个粗线插在所述一/多个牙齿及牙龈之间，保持所述牙龈远离所述牙齿表面。粗线包装大致上地对所述牙医是一个耗费时间、有压力的以及要求的过程且对所述病人是痛苦的。

牙医可能有进退两难的情况，使用损伤的、疼痛的、挑战技术的方法来暴露龈下牙齿区域(例如粗线填充)以进行测量，或放弃龈下测量以致使不匹配的假牙或具有不讨喜的整体造型的假牙，其中位在所述假牙及原本牙齿结构之间的所述界线是可见于在所述牙龈线之上。

另外的先前技术包含美国专利号US7,346,417、美国专利号US5,257,184、美国专利号US5,320,462、美国专利号US7,625,335、美国专利公开号US2008261165、美国专利号US7813591、法国专利号FR2692773、美国专利号US5,224,049、美国专利号US5,372,502、美国专利号US7,494,338。

发明内容

根据本发明的一示范实施例提供一种用来在一嘴巴内测量一牙齿的多个区域的方法，包括：

测量所述牙齿的一表面上的至少一表面点，所述测量是相对于机械地耦合到所述表面点的一元件进行的；

判断机械地耦合到所述表面点的至少一可见基准相对于所述元件的一位置；及

估计所述表面点相对于所述可见基准的一位置。

在本发明的一示范实施例中，所述测量包括：测量在所述牙齿的一龈下表面上的至少一表面点。选择地或替换地，所述判断包含：

利用一成像器撷取所述可见基准的至少一影像；及

利用所述至少一影像判断所述可见基准的所述位置。选择地，所述方法包括利用所述可见基准的一已知尺寸来校正所述成像器。选择地或替换地，所述测量包括：利用一针笔的一尖端接触所述位置来进行测量。选择地，所述方法包含侦测所述尖端与所述位置的一接触处。选择地或替换地，所述测量包含当沿着所述牙齿的一表面扫描所述尖端时进行测量。选择地，所述扫描包含：

当与一牙齿表面保持接触时，在一大致为冠状根尖方向上振动所述针笔。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述判断包含：侦测所述针笔的一非轴向偏斜。选择地或替换地，所述判断包含：判断一针笔尖端位置。选择地，所述判断一针笔尖端位置包含：分析所述影像中的一影像漏光。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述元件是一探针本体的部分，包括一成像器最终光学元件；及

所述测量是相对所述本体来进行测量。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述元件包含一针笔或其部分；及

测量是相对所述针笔来进行测量。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述可见基准包含一可见牙齿部分。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述可见基准包含至少一标记。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述可见基准包含一针笔或其一部分。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，利用所述估计的位置产生一测量牙齿模型。选择地，所述产生包含：

记录具有一现存牙齿模型的所述可见基准；及

扩展具有所述表面点的所述位置的所述现存牙齿，来创造所述测量牙齿模型。选择地，所述记录包含：记录已取得的一影像，用在判断所述模型。选择地或替换地，所述记录包含：利用在所述牙齿上的一标记来进行记录。选择地或替换地，所述记录包含：产生一个三维模型，及记录所述三维模型到所述现存牙齿模型。选择地，所述产生一个三维模型包含：产生一点云数据，及记录所述点云数据到所述现存牙齿模型。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述判断使用一成像器及其中所述产生包含：利用以所述成像器获取的多个影像来产生一牙齿模型。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述方法包含从所述测量产生一牙齿模型，及使所述已产生的牙齿模型与一不同牙齿模型相组合。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述方法包含重复执行多个表面点的数个位置的所述测量、判断与估计。选择地，所述方法包含从多个已估计的位置产生一龈下模型。选择地或替换地，所述方法包含在所述判断期间，照明所述牙齿。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述方法包含：也估计不在所述牙齿上的至少一位置。

根据任一个所述先前实施例的本发明一示范实施例中，所述方法包含通过一电脑把一型态资讯与所述位置连结，以在所述测量前通过一电脑系统回应到使用者指引或指示的其中一者或二者。

根据本发明一示范实施例提供一种用来测量一牙齿的多个区域的装置，包括：

一主体，包含一成像器的一最终光学元件，所述最终光学元件定义指向一第一方向上的一光学视场；及

一延伸测量元件，耦合到所述主体，且大致在所述第一方向上延伸；

其中所述测量元件的一尖端的尺寸及形状被设定成用来把所述尖端插入到一牙齿与邻近的牙龈之间；其中位在所述尖端与所述本体之间的一距离是足够小，以使所述装置可以匹配一成人嘴巴内部；及

其中所述光学视场的尺寸被设定成用以当通过所述尖端接触这样的牙齿时，对一牙齿的至少部分进行成像。

在本发明的一示范实施例中，所述尖端是由比牙齿象牙质软的一材质所形成或覆盖。选择地或替换地，所述延伸测量元件是一针笔的形式。选择地或替换地，所述针笔是可挠的。选择地或替换地，所述装置包含至少一感测器，其感测所述尖端与所述牙齿的接触。选择地或替换地，所述装置包含至少一感测器，其侦测所述延伸元件的一偏斜。

选择地或替换地，所述装置包含至少一感测器，其侦测所述尖端的一移动。

在本发明的一示范实施例中，所述感测器是位在所述测量元件及所述本体之间的一耦合处。选择地或替换地，所述感测器是位在或邻近所述尖端。

在本发明的一示范实施例中，所述装置包含在一制动器，以在一扫描图形中移动所述尖端。选择地，所述扫描图形包含一垂直扫描。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述光学视场包含至少二重迭的视场。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述装置包含所述成像器。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述最终光学元件包含一镜子。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述延伸测量元件包含位在所述视场内的至少一记号或光源。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述装置包含至少一照射元件，以照射所述牙齿及所述测量元件。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述包含一覆盖物，其上安装有所述延伸测量元件。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述尖端是比邻近所述尖端的所述延伸测量元件的一厚度更厚。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述尖端是圆形的。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述装置包含电路，用来基于所述通过成像器所获得的一影像来估计所述尖端的一位置。

根据任一个所述前实施例的本发明的一示范实施例中，所述电路基于通过所述成像器所获得的一影像来估计所述尖端相对于所述主体的一移动。选择地或替换地，所述装置包含电路，用来利用所述估计的位置产生所述牙齿的一表面，其包含至少一龈下表面部分。选择地或替换地，所述装置包含电路，用来把所述尖端的一接触处当作一输入处，用来对一牙齿模型标记额外信息。

根据本发明的一种示范实施例提供一种装置，包含一连接器及一延长延伸测量元件，所述延长延伸测量元件具有一尖端适合放在一牙龈与一牙齿之间，且所述装置的尺寸被设定成用以匹配在一人类嘴巴内，所述连接器具有一内部几何结构配置用来安装在一口内扫描器上。选择地，所述连接器包含一覆盖物，其具有用在所述成像器的一密封窗口。

根据本发明的一种示范实施例提供一种尺寸被设定成用在口内用途及牢固附着到一手持探针上的附属装置，包含一镜子及一延伸测量元件，其中所述镜子定义指向在一第一方向上的一光学视场，及其中所述延伸测量元件延伸进入所述视场且具有一尖端适合放置到一牙龈及一牙齿之间。

根据本发明的一种示范实施例提供一种系统，包含：

一成像器；

一延伸测量元件，具有一尖端适合放置到一牙龈与一牙齿之间；及电路，配置用来分析通过所述成像器获得的一影像，及用以当所述尖端是不可见的位在所述牙龈及所述牙齿之间时重建所述尖端的一位置。

根据本发明的一种示范实施例提供一种口内扫描器，其尺寸被设定成用来扫描一牙齿的口内用途，包含至少一光源；

至少一成像器；及

电路，配置用来从所述成像器利用来自所述光源的光所获得的多个影像重建一牙齿的一形状，

其中所述电路是操作用来辨认一工具，所述工具用来收回不是作为所述牙齿的部分的一牙龈。在本发明的一示范实施例中，所述电路基于在多个不同影像中的所述工具的移动，来辨识所述工具。选择地或替换地，当建立所述重建的一龈下部时，所述电路辨识靠近所述工具的一尖端的影像部分作为多个欲考虑的部分。

根据本发明的一种示范实施例提供一种口内扫描至少一牙齿的方法，包含：

在扫描期间，通过一工具确认一牙龈的收回；及

重建一牙齿的一模型，在此期间不把所述工具的一影像并入到所述模型，但并入通过所述收回露出所述牙齿的一部分。

除非另外定义，此处使用的所有技术及/或科学的用语是具有如本发明所属领域的一般技术人员所一般知道的相同意义。虽然方法和类似或等同于本文描述的材料可以在实践或本发明的实施例的测试中使用，示例性方法及/或材料描述如下。包括定义的本专利说明书将解释在冲突的情况。此外，所述材料、方法和实施例仅是说明性的，并不意欲用在必然的限制。

本发明实施例的方法及/或系统的实现可以涉及手动、自动或其组合执行或完成所选择的任务。再者，根据本发明的方法及/或系统的实施例的实际仪器和设备，若干所选择的任务可以通过硬件、软件或固件或其组合的一操作系统来实现。

例如，用于执行根据本发明的实施方案选择的任务的硬件能以芯片或电路来实现。至于软件，其根据本发明实施例的所选任务可以由使用任何适当操作系统的计算机来实施。在本发明的一示范实施例中，根据如此处所述的方法和/或系统的示范实施例的一或多个任务由数据处理器执行，诸如一计算平台，用于执行多个指令。选择地，所述数据处理器包括一挥发性储存器，用于储存指令及/或数据及/或非挥发性储存器，例如，一磁性硬盘和/或可移动媒介，用于存储指令和/或数据。选择地，也提供一网路连线。也选择地提供一显示器及/或一用户输入装置，诸如键盘或滑鼠。

附图说明

通过仅作为示例的方式，在此处描述的本发明一些实施例参考所述随后的附图。与现在具体参照附图详细地说，它强调的是通过本发明的实施例的举例的方式和说明性讨论的目的来表示所述细节。在这点上，结合附图的描述明显使得本领域技术人员如何可以实施本发明的实施例。在某些情况下，在相应的图中的元件具有相应的数字，它们不需要被明确地描述。

在附图中：

图1A是一原来牙齿的一示意图；

图1B是一预备好的牙齿的一示意图；

图1C是一牙冠的牙齿的一示意图；

图2A是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种用来测量多个龈下牙齿部分的装置的一实施例的一示意图；

图2B是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种通过一龈下点延展一牙齿模型的方法的流程图；

图2C是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种方法的一流程图；

图2D是根据本发明的一个/一些示范实施例的一针笔路径相对于在一颧骨中的多个牙齿的一上方视野的一示意图；

图3A是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种利用四个摄影机来测量多个龈下牙齿部的装置的一实施例的一上方视野的一示意图；

图3B是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种利用四个摄影机来测量多个龈下牙齿部的装置的一实施例的一侧视图；

图4A及图4B是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有测量一牙齿的二个摄影机的一实施例的上视图；

图5A及图5B是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有测量一牙齿的二个摄影机及一压扁的横截面针笔的一实施例的上视图；

图6A及图6B是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有测量一牙齿的四个摄影机的一实施例的上视图；

图7是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有一球型针笔尖端的一实施例的一示意图；

图8是根据本发明的一个/一些示范实施例的包含一感应器的一实施例的一示意图；

图9A是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有位在所述针笔尖端的一感应器的一实施例的一示意图；

图9B是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有用在所述针笔及龈下准备缘之间接触的光学验证的一机制的一实施例的一示意图；

图10是根据本发明的一个/一些示范实施例的针笔移动是光学地追踪的一实施例的一示意图；

图11是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有一侧边附加针笔的一实施例的一示意图；

图12是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种用来产生一牙齿假牙的系统的一实施例的一示意图；

图13是根据本发明的一个/一些示范实施例绘示一种用来创造量身订作的牙齿假牙的示范方法的一流程图；

图14是根据本发明的一个/一些示范实施例绘示一种用来创造一牙齿的一个三维模型的方法及演算法的一流程图；

图15是根据本发明的一个/一些示范实施例绘示一种用来对准的方法及演算法的一流程图；

图16是根据本发明的一个/一些示范实施例的具有一侧边附加角度针笔的一实施例的一示意图；

图17是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种侧边附上一成像器的适配器的一示意图；

图18是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种覆盖包含一镜子的一成像器的一部分的一适配器的一示意图；

图19是根据本发明的一个/一些示范实施例的一种包含一感应器的一适配器的一示意图；

图20是根据本发明的一个/一些示范实施例的所述针笔及成像器是分开部分的一实施例的一示意图；及

图21是根据本发明的一示范实施例的一完整校准过程的一示意流程图。

具体实施方式

在本发明的一些实施例中是有关于牙齿的测量，且更特别但非限定地，是关于一种用在龈下测量的装置及方法。

简介：

本发明的一些实施例的一样态是涉及测量一牙齿的多个区域，特别是多个龈下部分，例如，使用接触测量。在一些实施例中，把一针笔尖端放入以接触一牙齿的一龈下表面。所述牙齿的所述龈下表面之后通过估计所述针笔尖端相对于所述牙齿的一可视部分的一可视基准(例如牙齿部分表面型态、在所述牙齿上的标记、针笔)来给予一针笔尖端位置。在一些实施例中，测量使用通过一成像器收集的一/多个影像。在一些实施例中，所述针笔附加到所述成像器。在一些实施例中，所述成像器及所述针笔是分开部件。

如在本文件中所使用的用语「针笔(stylus)」是指具有尺寸及形状被设定成用来插入到一牙齿与邻近的牙龈之间的一扩展测量元件尖端(针笔尖端)的任意扩展测量元件(elongated measurement element；EMD)。在一些实施例中，所述扩展测量元件(针笔)的一本体是相对地均匀。在一些实施例中，所述扩展测量装置(针笔)的所述本体在形状及/或尺寸上是不均匀的，例如是锥状、分岔的。在一些实施例中，所述扩展测量装置包含一颈部，其邻近比所述扩展测量元件尖端及/或扩展测量元件本体还具有不同尺寸及/或形状的所述扩展测量元件尖端，例如所述扩展测量元件颈部是比所述扩展测量元件尖端及扩展测量元件本体还窄。

在一些实施例中，结合多个不同龈下表面的多个测量值以产生所述牙齿的至少一龈下区域的一表面型态模型。

在一些实施例中，测量包含对多个不同龈下表面的重复测量。在一些实施例中，把所述针笔尖端放入以接触一牙齿的一龈下表面以及估计所述针笔尖端位置，之后把所述针笔尖端放入以接触一牙齿的一不同表面，以及再次估计所述一针笔尖端位置。在一些实施例中，用在多个不同龈下表面的重复测量是手动的，其中所述使用者把所述针笔尖端放入以接触多个不同龈下表面或沿着所述牙齿表面移动(扫描)所述针笔尖端。在一些实施例中，用在不同龈下表面的测量(例如针笔扫描)是自动的，例如其中一或多个执行器移动所述针笔及/或是在一些实施例中被所述针笔所附加的一主体(在一些实施例中，主体包含所述成像器)。在一些实施例中，所述针笔移动，例如振动、自动地进行垂直的(冠状根尖)移动以及所述使用者手动地环绕所述牙齿移动所述针笔。在一些实施例中，所述针笔自动地进行复杂移动，例如水平振动、混合垂直及水平移动，混合垂直移动及/或垂直所述牙齿表面的移动。

在一些实施例中，针笔位置及/或针笔尖端位置例如是被测量的。在一些实施例中，所述针笔尖端位置是通过机械的测量，例如针笔偏斜、针笔，例如外加力量及/或方向，例如利用一或多个力量感测器(如负重单元、应变器)来进行测量。在一些实施例中，一或多个力量感测器是位在连接到所述主体的一针笔及/或沿着一针笔长度及/或在所述针笔尖端。

在一些实施例中，例如通过测量一或多个针笔标记的一位置来光学地测量针笔及/或针笔尖端位置。

在一些实施例中，通过磁性地及/或使用一/多个线性编码器及/或使用一/多个近接感应器来测量/追踪针笔及/或针笔尖端位置。

在一些实施例中，在针笔移动期间(例如针笔扫描期间)重复地测量针笔位置及/或针笔尖端位置。在一些实施例中，测量一针笔移动。重复的针笔位置及/或针笔尖端测量及测量一针笔及/或针笔尖端移动是通过所述用语「追踪」来指出。在一些实施例中，通过测量一影像漏光追踪所述针笔的光学及/或标记一或多个针笔。

在一些实施例中，结合二或多个针笔测量值以产生一测量牙齿模型。在一些实施例中，一或多个针笔测量值结合分别测量的一龈上牙齿模型(例如从数位影像、电脑断层扫描、核磁共振扫描、三维口内扫描器、会诊(convention impression)的三维扫描。在一些实施例中，一或多个针笔测量值与一龈上牙齿模型结合以扩展所述模型。在一些实施例中，一龈下牙齿模型与一龈上牙齿模型结合。

在一些实施例中，通过对准二或多个影像来结合二或多个牙齿测量。在一些实施例中，通过匹配三维影像信息来对准二或多个影像。在一些实施例中，通过图案匹配多个二维特征及/或位在一牙齿表面上的自然标记来对准二或多个影像。在一些实施例中，通过匹配放置在欲测量的所述嘴巴的一部分上(例如放置在所述预备好的嘴巴的一牙冠部上)的一或多个标记来对准二或多个影像。

在一些实施例中，结合二或多个牙齿模型(例如从针笔测量值产生的一模型及通过另一测量装置，例如CT电脑断层、MRI核磁共振、光学扫描器，产生的一模型)。在一些实施例中，通过匹配三维型态信息结合二或多个模型。在一些实施例中，通过多个二维特征的图案匹配及/或在一牙齿表面的自然标记来结合二或多个模型。在一些实施例中，通过匹配放置在欲测量的所述嘴巴的一部分上(例如放置在所述预备的嘴巴的一牙冠部上)的一或多个标记来结合二或多个模型。

在一些实施例中，所述针笔的一尖端(针笔尖端)是够细小的(例如一针笔厚度是小于1毫米)以容易地插入在一牙齿表面及牙龈之间，以引起对所述牙龈的一减轻程度的损伤，其对比通过粗线填充或排龈膏对所述牙龈的所述损伤，例如，二分之一程度的损伤。在一些实施例中，所述针笔例如具有沿着所述针笔长度改变的剖面区域，例如以使所述针笔优先在一或多个点弯曲，以使所述针笔在一或多个点是更坚固的。

在一些实施例中，在一成人嘴巴内部可以保持针笔及主体的一垂直尺寸。

在一些实施例中，选择及/或设定一或多个成像尺寸，用来当所述针笔的位置接触欲测量的一嘴巴时，以成像嘴巴结构及所述针笔。在一些实施例中，选择一或多个成像尺寸来提供够清楚的影像，其从测量值(例如三维型态及/或标记或牙齿特征位置、针笔位置)来判断，例如解析度、调制传递函数(modulation transfer function；MTF)、一/多个成像波长。在一些实施例中，选择多个参数以使邻近所述针笔尖端的至少一区域成像，例如视野场(field of view；FOV)、景深(depth of field；DOF)、焦点距离(focal length)。在一些实施例中，在所述装置制造时选择一或多个成像参数。在一些实施例中，在制造后或收集测量值前，校准期间选择一或多个成像参数。在一些实施例中，在测量(焦点、视野场、景深、焦点距离)期间选择一或多个成像参数。

在一些实施例中，选择欲测量的所述多个嘴巴特征及/或所述针笔的一发光程度来测量，例如，在一些实施例中，用在快速针笔移动的光学追踪的高发光强度及/或脉冲式照明。

在一些实施例中，投射图案光(例如一方格)在一或多个嘴巴结构上以及利用如使用图案光估计三维型态的所述领域中已知的所述成像图案光以从多个影像估计嘴巴结构三维型态。

在一些实施例中，验证所述针笔尖端接触所述牙齿来为了验证所述牙齿表面收集的测量值。在一些实施例中，如果所述针笔接触所述牙齿部没有验证，一使用者被通知(例如通过警报及/或在一使用者介面显示信息)。在一些实施例中，在针笔测量期间，通过选自外加力量、外加力方向、针笔偏斜、龈下表面预期深度的一针笔参数(例如针笔参数是在一范围之内或在一端值之上或之下)验证所述针笔尖端接触所述牙齿。

选择地，所述装置是用来产生牙科假牙的一系统的部分。所述系统可以包含一处理应用程式以操作一或多个的：从多个测量值及光学上先前存在的牙齿模型产生一牙齿模型及/或产生一假牙模型及/或传送所述假牙模型到用在所述假牙的建构的一机器。

在一些实施例中，所述成像器包含一或多个摄影机。在一些实施例中，所述成像器包含超过一个摄影机以提供深度信息。在一些实施例中，所述成像器包含超过一个摄影机以环绕成像及阻碍(例如通过所述针笔)。在一些实施例中，所述成像器包含一影像感测器(例如互补式金氧半场效电晶体(CMOS)感测器、电荷耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)感测器)。在一些实施例中，所述成像器包含一全光摄影机。在一些实施例中，所述成像器包含一影像感测器，其具有超过一个光圈，例如一单一互补式金氧半场效电晶体摄影机具有四个镜头，其在超过所述互补式金氧半场效电晶体感测器的四个象限产生四个影像。在一些实施例中，另外的一/多个摄影机提供其他牙齿及/或其他嘴巴区域的多个影像。一些实施例包含一/多个额外的摄影机，其可以选择性具有一视野的宽场。在一些实施例中，一/多个额外的摄影机提供颚部信息，用在假牙设计(例如邻近牙齿型态及/或相对于所述预备好的牙齿的相反颚部的一/多个牙齿型态在一些实施例中用来引导假牙尺寸)及/或增进用在成像匹配上相对于牙齿的方位的所述成像器的准确性。

本发明一些实施例的一样态是涉及使用具有现有口内扫描器的排龈(gingivalretraction)。在本发明的一示范实施例中，所述口内扫描器是程式化来辨别及忽略或移除用在排龈的一工具的所述型式，来形成所述影像。选择地，所述工具包含一标记或颜色来辅助这样的辨认。选择地或替换地，所述工具的所述形状提供予所述口内扫描器。选择地，通过所述收回来暴露所述牙齿的多个部分的所述形状是用来建立一牙齿模型，以及其可以包含一龈下部分。选择地，这些位置是基于他们的颜色及/或基于他们接近所述收回装置的所述尖端来自动地辨认。

选择地或替换地，当所述口内扫描器正在操作，如此处所描述的一工具是用来机械地扫描这样的多个龈下区域。

在本发明的一示范实施例中，利用一针笔或架设在所述口内扫描器的其他扩展测量元件提供所述牙龈收缩。选择地，所述口内扫描器是程式化以通过这样的一元件来忽略一些它的视野场的堵塞。选择地，所述元件与所述口内扫描器的连接是刚性的。

在这个或其他实施例中，所述测量元件的所述尖端是选择性圆形的，例如用来减少牙龈伤害。选择地或替换地，所述尖端包含一止件(例如一架子延展远离所述元件)，其停止在所述牙龈下的所述工具的过度插入干涉。选择地或替换地，所述尖端是制成足够可挠的以使它在如果用在太强力地收回所述牙龈下会弯曲。选择地或替换地，所述针笔本体是制成足够可挠的以使它在一相对低力量的情况下弯曲(例如足够滑过牙齿)，例如一力量在选自1至500克重，例如，在1至100克重。

在这个或在其他实施例中，应注意的是，可以在一远程位置提供实现例如影像记录及牙齿模型产生的多个计算的电路。例如，颚部影像及/或成像器，可以远程地传送以及回传一产生的模型及/或所在位置。选择地，提供这种功能联合所述模型及/或具有一特定病人、牙齿、口内扫描器的资料(例如型式及/或编码及/或针笔编码)及/或医生的一远端伺服器。

本发明的一些实施例的一样态是涉及可抛弃式测量元件。在一些实施例中，具有一延长延伸测量元件的一无菌覆盖物是使用并设计以架设在一现有或一新颖的口内扫描器上。在另一实施例中，使用一连接器而不是一覆盖物。在一些实施例中，只有所述针笔是可抛弃式的。在另一实施例中，所述口内扫描器的所述本体是可抛弃式的，但是相对于成像元件，提供这些在一探针中，其中所述本体附加到所述探针，以及所述本体选择地包含一光学元件，例如一镜子以成型所述预期成像场。

在一些实施例中，所述成像器是一分开部件而没有连接到所述针笔。在一些实施例中，所述成像器不是连接到所述针笔而是一个现有的口内扫描器及所述针笔，在扫描期间，例如，移动所述牙龈的一或多个部分远离所述牙齿及/或提供一可视基准。

在一些实施例中，所述使用者在所述病人的嘴巴中移动所述针笔，以及测量所述针笔的移动。选择地，在所述嘴巴内的使用者针笔移动是与一牙齿模型结合，例如所述使用者可以手动地移动所述针笔超过一牙齿准备完成线(使用者输入的完成线)，以及所述线与一牙齿模型结合。选择地，所述使用者输入完成线是通过一使用者介面来在牙齿模型上展示予使用者。

在详细解释本发明的至少一实施例之前，需知道的是，本发明不必限于在以下描述的细节及/或在附图中所示应用到建构的细节和组件的安排及/或方法。本发明能够以其他实施例实行或以各种方式实行或实现。

在这个文件中，通过使用标准牙齿方向来给予方向及方位(例如，牙冠、根尖、颊部、舌头)及/或来给予相对于所述附图的所述方位(例如垂直、平行、之上、之下。

制造一牙齿的牙冠(Crowning a tooth)：

现在参照附图，图1A、图1B及图1C是根据本发明一些实施例绘示使用方法及装置准备制造一牙齿的牙冠的过程。图1A是一原来牙齿100及周围牙龈(或齿龈)102示意图。图1B是图1A的所述牙齿在准备之后(例如一牙冠或一牙桥)的示意图。图1B绘示预备好的牙齿104(也称为牙钉)、牙龈102、以及龈下准备区域106。如其可以见到的，只有一龈下牙齿部分，一牙龈线107的(或之上的)所述冠部边是可视地暴露以做为数位印制、标准印制或其他牙齿测量而没有实行多个侵入性过程来显露出多个所述龈下区域，例如粗线填充。一准备完成线108勾划出位在所述冠部方向的一预备好的牙齿部分(以上)以及位在所述牙根方向的一自然牙齿部分(以下)之间的所述边界。准备完成线108位在包含所述牙齿珐琅质涂层的所述自然牙齿以及已从其移除珐琅质的所述预备好的牙齿。一龈下准备区域是所述齿龈线107的(之下的)所述牙齿区域牙根及准备完成线108的(之上的)牙冠以及包含一龈下准备边缘。通常来说，所述龈下准备边缘具有一类阶梯形状(所述阶梯形状可以是圆的)。所述类阶梯形状是环绕所述牙齿的至少一部分，其龈下准备完成线108是所述阶梯的所述外部的边缘。

通常来说，一个匹配好的牙冠或牙桥覆盖已设定好形状或准备的(例如通过钻孔)所述牙齿的所有部分，多个所述牙齿部分之上或准备完成线108的牙冠。在一些实施例中，为了匹配好所述预备好的牙齿的一假牙的建构，牙齿龈下区域的测量是准确到大致200微米或大致100微米或大致40微米或大致30微米或大致10微米或中间的或较精确的。利用所述牙冠覆盖所述牙齿的所有准备区域的一理由是，在准备期间，牙齿珐琅质是常常被移除以离开任何未覆盖且容易腐烂的部分。

图1C是一具有牙冠的牙齿的示意图及绘示已经附加(通常是黏着)超过预备好的牙齿104的一牙冠112。牙龈102在一牙冠齿龈线114处遇到所述牙冠。典型地，牙冠112恢复所述原来牙齿的所述大致形状。图1C绘示具有一圆滑龈下连接点/接合点的一匹配好的牙冠位在龈下准备线108处的所述牙冠，其在本例子中也是所述牙冠的一完成线。位在所述假牙及所述自然牙齿之间的一圆滑表面接合点是时常需要的，因为任何裂纹或裂缝可以提供细菌一个易生存的环境。细菌可以引起齿龈发炎，导致牙齿腐烂及/或骨头分解及甚至是牙齿脱落。所述准备完成线及/或所述假牙完成线的龈下置放是，例如用在美观的理由(在自然牙齿及一假牙之间的颜色不同或可见接合点)及/或用在覆盖先前存在的修复(例如填充物)，其在所述齿龈线之下扩展。

通常来说，理想是在牙冠完成线处的所述牙冠表面的一倾斜(斜率、梯度)将会相同于邻近在所述牙根方向上的所述牙冠完成线处的所述自然牙齿表面的所述倾斜，以提供超过所述牙冠完成线的一圆滑或平缓的倾斜/梯度。在一些例子中，(例如为了把所述牙冠/假牙倾斜匹配所述自然牙齿倾斜)，位在线110之上的所述牙齿部分的所述三维表面尺寸，其中线110是大致地0.5毫米-1毫米或超过(在所述牙根方向的)龈下准备区域108是大致地测量到0.1毫米-5毫米。

示范的龈下测量装置：

图2A是根据本发明一些实施例的用来测量也可以被称为一龈下缘探针(Subgingival Margin Probe；SGMP)的龈下牙齿部分216的一装置的一实施例的一侧边视角的示意图。如图所示，龈下缘探针216包含一针笔218(或其他扩展测量元件)以及一主体220。在所示的实施例中，主体220选择地容置一成像器以及所述成像器选择地包含摄影机230及232。在本发明一示范实施例中，所述成像器具有可成像针笔218、其一尖端的一区域及/或相对放置所述针笔218的所述牙齿的一区域的一视野场。选择地，所述成像器是用来撷取有关所述牙齿的信息，其可用来记录及/或产生至一牙齿模型，及/或用来收集有关所述针笔的信息。在图2A中，龈下缘探针216是显示用于测量龈下牙齿部分，其中已把位在针笔218的一远端处的一针笔尖端222插到牙龈202及预备好的牙齿204之间。在一些实施例中，牙齿测量是通过把针笔218插进在牙龈202及预备好的牙齿204之间进行。在一些实施例中，所述成像器(例如摄影机230及232)是用来测量一针笔尖端位置，例如，直接地(针笔尖端可视成像器)及/或间接地(针笔尖端不可视成像器)。在一些实施例中，从相对于一可视牙齿部分的多个影像来估计所述针笔尖端位置。在一些实施例中，所述成像器包含二个摄影机230及232，其提供从深度信息撷取的相同三维特征的多个影像。在一些实施例中，所述多个影像匹配(可能在较之后的时间)到所述牙齿的一模型，以使所述针笔尖端及所述牙齿的所述相对位置可以从其确定。

在一些实施例中，把针笔刚性贴合到主体及刚性针笔218意谓在扫描期间知道及维持相对于所述主体的所述针笔端位置。在一些实施例中，一针笔近侧224附加到主体220。在一些实施例中，针笔近侧224附加到主体220是刚性的。在一些实施例中，针笔218是刚性的。

在一些实施例中，针笔近端224附加到主体220是刚性的但是针笔218是可挠的以允许所述针笔尖端222相对主体220移动。在本发明之一示范实施例中，所述针笔的移动是用来辨识所述针笔与一牙齿的接触(例如如果所述牙齿使所述针笔偏斜)或允许所述针笔的扫描动作及基于所述针笔关于本体220的移动来估计一尖端位置的其中一或二者。

在一些实施例中，如图2A中所示，所述成像器是位在主体220中。在图2A中示意地绘示的所述例子包含二个摄影机230及232。在一些实施例中，所述成像器(例如摄影机230及232)撷取来自不同方向的牙齿204的影像，以及可以用来成像牙齿204的所述三维轮廓及/或选择地牙龈202的所述三维轮廓、牙齿上的齿龈线207。在一些实施例中，来自多个影像的三维特征(例如可视牙齿表面)的重建利用，例如波纹等高线测定法(Moiretopography methods)(条纹图案模型)、立体或其他在口腔或非口腔三维扫描或从影像进行形状重建的领域中已知的其他方法。

选择地，主体220包含一或多个照明元件，例如一或多个灯(例如发光二极管、标准灯泡)及/或一/多个图案投影器。选择地，所述多个照明元件是用在三维形状重建(例如通过投射图案光)。选择地或替换地，所述一/多个元件是用来提供光线，用在所述成像器及/或牙医及/或照明所述针笔。

在一些实施例中，在用所述龈下缘探针进行测量的期间，针笔218提起牙龈组织202以暂时地把龈下区域206的一部分，选择地包含准备完成线208，暴露给摄影机230、232。龈下区域206的所述暴露部分可以在之后通过一/多个影像进行测量，其通过选择性包含针笔218及/或一/多个针笔标记234的摄影机230、232。

多个方法：

图2B是根据本发明一个/一些示范实施例的一种通过一龈下点扩展一牙齿模型的方法的一流程图。

在步骤201中，建立一可视牙齿部分的模型。在一些实施例中，通过处理收集来自所述成像器及/或使用所述针笔扫描所述可视牙齿部分的多个影像建立所述可视牙齿部分的模型。在一些实施例中，建立所述可视牙齿部分的模型是使用口内数位扫描。在一些实施例中，建立所述可视牙齿部分的模型是使用标准的印制，而没有依循所述印制的三维扫描或印制模具来把所述多个齿龈从所述多个牙齿分开。在一些实施例中，建立所述可视牙齿部分的模型是使用断层扫描、核磁共振或多个X射线影像。在步骤203中，然后判断所述牙齿的所述表面的一龈下点相对所述可视牙齿部分的一位置。

在步骤205中，然后所述模型使用所述龈下点的所述位置进行扩展。在一些实施例中，这个方法是对多个龈下点重复进行，用来为了提供包含多个龈下区域的一个三维牙齿模型。在一些实施例中，所述三维牙齿模型是一表面型态模型。

在一些实施例中，例如，如果欲被扩展的所述模型是龈上模型(例如使用所述龈下缘探针得知)及/或是利用多个位置建构的一模型，所述扩展可在事后实行。例如，收集及传送多个颚部影像及/或多个感测器测量值到一处理器，其之后产生一模型及/或扩展一模型及/或结合二个模型。选择地，可以快速重建一低品质模型，例如，通过所述牙医提供基本的问与答。

当扩展所述模型时，扩展可以是一次一点或更多，或者例如一模型是利用所述多个点建构以及那样的模型是与一现有模型(例如在重迭处使用精加工)合并。

图2C绘示一种判断在相对于一可视牙齿部分的一龈下牙齿表面上的一点的方法。

在步骤207中，把一针笔放入位置以接触位在一龈下(或不可视)牙齿表面上的一点。

在步骤209中，收集一可视牙齿部分的一影像。选择地，所述牙齿部分的所述影像提供以所述牙齿部分尺寸/位置相对于所述成像器的信息

在步骤211中，选择地判断相对于所述成像器(或其他固定点)的所述针笔尖端位置。在一些实施例中，由于所述针笔是刚性的，所以这是一个固定距离。在其他实施例中，所述针笔是被移动的及/或可以移动或偏斜以及撷取这个信息的感测器测量可以用来收集所述判断。在一些实施例中，动作211不这样进行，而是针笔尖端位置相对于所述牙齿的所述计算可以数学地合并所述判断而非实际明确地实行它。

在步骤213中，通过相对于所述成像器的所述牙齿部分的一/多个尺寸以及相对于所述成像器的所述针笔尖端位置，选择地判断相对于所述可视牙齿部分的所述针笔尖端位置(及/或接触牙齿表面的位置)。

在一些实施例中，一/多个标记是固定到所述牙齿或另一牙齿结构。在一些实施例中，判断位在一龈下牙齿表面处的一点的一位置是相对于这样的一标记，如下所述：

(i)收集一标记的一影像。

(ii)所述影像及/或所述标记的其他侦测提供作为所述标记位置相对于该成像器的信息。

(iii)选择性判断相对于所述成像器的所述针笔尖端位置(例如211)

(iv)通过相对于所述成像器的所述标记位置以及相对于所述成像器的所述针笔尖端位置来选择地判断相对于所述标记的所述针笔尖端位置。

在一些实施例中，一/多个标记相对于所述可视牙齿部分的所述位置是已知的(例如通过一处理电路，例如基于使用者输入，一标记接触所述针笔尖端及/或关联此信息的编码输入)以及通过相对于所述一/多个标记的所述针笔尖端位置，例如使用解析几何方法(analytical geometry methods)，来判断相对于所述可视牙齿部分的所述针笔尖端位置。

通常来说，需注意的是，在这个或其他实施例中的道具位置可以通过利用例如包含在影像处理领域中已知的各种方法的影像撷取出来。可以使用各种几何计算方法，例如，在三维几何处理中已知的。模型/影像匹配及/或重建可以使用在影像匹配及三维及/或表面模型匹配的领域中已知的方法。

在一些实施例中，判断一/多个标记相对于所述可视牙齿部分的所述位置，其通过测量、使用所述针笔尖端及多个影像、位在可视牙齿部分上的一组位置、以及整合或匹配(例如使用多点云匹配(cloud-of-points matching)技术)相对于所述可视牙齿部分模块的所述组的测量位置，以找到相对于所述可视牙齿部分模型的所述一/多个标记位置及龈下点。

扫描：

在一些实施例中，根据本文件描述的所述方法的多个龈下测量值被完成(例如在图2B及图2C所描述)。在一些实施例中，用在不同龈下表面的多个测量是人工的，所述使用者把所述针笔尖端放入以接触不同龈下表面或手动地沿着所述牙齿表面(扫描)移动所述针笔尖端。

在本发明的一示范实施例中，通过提供多个测量值，所述牙齿的一表面的一形状可以被重建。在本发明的一示范实施例中，欲重建的所述表面是介于10％至100％之间，例如，所述牙齿的所述龈下(及骨头之上)表面的20％至70％之间，例如提升到在所述齿龈线之下的1毫米、2毫米、3毫米、5毫米或中间或更大的深度及/或用来建立牙冠的形成在所述牙齿内的一阶梯之下。选择地，所述扫描区域是所述牙齿的所述周围的10％至100％之间(例如介于20％至70％之间)。在一些例子中，重建超过一牙齿的多个表面。选择地或替换地，扫描可以包含所述牙齿的多个龈上部分。在一些实施例中，扫描是重复进行，例如在检查产生来自所述牙齿信息一模型(或其他视像)之后，一牙医修正所述牙齿形状。

在此描述的一些所述方法提供在测量时较快的撷取及/或增进的准确性，例如，通过大致地合并尖端位置的连续的测量(其甚至用在手动扫描是有用的)及/或信息撷取是在比影像撷取快的速率。

在一些实施例中，扫描是在冠状突起顶部地移动(大致垂直地)，同时保持接触所述牙齿表面(类似于通过通常由牙医进行的刮削动作，当从一牙齿清洗菌斑时或当进行牙周袋调查(pocket survey)时。)，其如图2A中箭头226及228所示。虽然在本文件中所提及的冠状突起/顶部移动、垂直移动、上/下移动、当所述针笔保持接触所述牙齿的所述表面，所述移动也可以包含所述针笔尖端的一非冠状突起/顶部移动部件。在一些实施例中，如下面更详述中，扫描是通过所述主体及/或所述针笔近端冠状突起/顶部进行移动，但是由于针笔偏斜及/或变形，所述针笔尖端实行所述冠状突起/顶部同时如上述保持接触所述牙齿表面移动。在一些实施例中，对于所述针笔保持接触所述牙齿，所述针笔是利用在所述牙齿表面方向上的一侧向力来接触所述牙齿。在一些实施例中，侧向力是通过附加在所述主体上的所述针笔的弹性来提供，及/或针笔弹性。在一些实施例中，侧向力是通过朝向所述牙齿中心的所述针笔及/或主体的一手动或自动位移的应用(例如通过一执行器)来提供。

在一些牙齿准备中，所述预备好的牙齿包含多个锐利角度，例如在所述牙齿准备完成线(在预备好的牙齿和天然牙齿之间的所述接合)的一阶梯形状。如果所述预备好的牙齿包含在所述冠状突起顶部方向上扫描的一阶梯形状垂直针笔，同时保持接触所述牙齿表面可能会难以实行。这可能是因为位在所述阶梯形状及所述自然牙齿之间的所述高角度所致(例如所述针笔通过多个高角度被抓到、所述针笔松散接触及越过多个高角度)。

在一些实施例中，通过垂直所述牙齿表面的扫描可以克服在垂直针笔扫描中的困难点。在一些实施例中，多个针笔扫描移动，其在一些实施例中可以是自动的，是超过一些牙齿表面的垂直牙齿表面的多个移动(例如所述针笔垂直地扫描一牙齿阶梯形状的一上方部分以及垂直一牙齿表面处的一牙齿阶梯形状的一基部段)。在一些实施例中，多个针笔扫描移动，其在一些实施例中是自动的，结合多个垂直移动及垂直所述牙齿表面或沿着牙齿表面的多个移动(在空间中的多个螺旋移动或相对牙齿表面的多个圆形移动)。

图2D是在一颚部中的一上方视野的一示意图。预备好的牙齿或牙钉204是与在一颚部221内的其他牙齿在上下文中示出。一针笔第一位置218a、在一针笔第二位置218及一针笔路径219示出环绕预备好的牙齿204的一针笔扫描移动。在一些实施例中，扫描移动是顺时针沿着环绕预备好的牙齿214的路径219。在一些实施例中，扫描移动是逆时针沿着环绕预备好的牙齿214的路径219。在一些实施例中，扫描移动是连续的沿着环绕预备好的牙齿214的路径219。在一些实施例中，扫描移动是不连续的沿着环绕预备好的牙齿214的路径219。

在一些实施例中，所述龈下边缘的扫描是通过在一大致方向上的重复针笔移动同时在另一大致方向上移动所述针笔。例如，所述冠状突起顶部针笔移动同时保持接触所述牙齿表面，如上所述，在一些实施例中是与环绕针笔路径219的针笔移动结合(例如所述针笔垂直地振动是在它环绕所述牙齿扫描时)。

在一些实施例中，所述冠状突起/顶部移动同时保持与所述牙齿表面是通过所述牙齿尖端相对于所述主体的移动来达成，同时环绕路径219的所述针笔移动是通过所述针笔及所述主体两者。在一些实施例中，所述针笔相对于所述主体移动以达成二个冠状突起/顶部移动，同时接触所述牙齿表面及环绕路径219的针笔移动。在一些实施例中，主体220是固定到所述预备好的牙齿、及/或另一牙齿、及/或多个牙齿、及/或所述颚部及/或到一外部夹具及/或通过所述病人在所述装置的一或多个部分向下咬。

在一些实施例中，扫描是通过在所述牙齿上的不同深度处(多个冠状突起/顶部位置)环绕所述预备好的牙齿的多个连续针笔移动进行。

在一些实施例中，所述牙齿的针笔扫描可以是自动的，例如在一/多个马达(例如一/多个执行器)移动所述针笔及/或所述针笔本体处。在一些实施例中，所述装置可以部分地且自动地扫描所述牙齿，例如如上所述的在冠状突起/顶部同时接触所述牙齿表面移动是自动的且所述使用者手动地移动环绕路径219的所述针笔。

多个周围嘴巴结构到预备好的牙齿204包含，例如多个牙齿、鄂部、舌头、颊部、牙龈。所述多个周围嘴巴结构在针笔位置218a及218b不相同。在218a处所述针笔是不邻近其他牙齿，但是邻近所述舌头。在218b处所述针笔是邻近附近的牙齿344。在环绕路径219的一些位置中，多个周围嘴巴结构可以形成障碍物成像。

在本发明的一示范实施例中，通过在所述针笔及所述本体之间的一连接器提供垂直扫描，其中连接器包含一长度改变元件，例如一线性执行器或一压电元件。多个类似结构及或如下所述的多个结构，可以用来提供针笔移动。

在本发明的一示范实施例中，在所获得信号的信号处理期间，在所述针笔尖端接触所述牙齿之时的信息被储存，而其他信息是选择地丢弃及/或不用在影像重建上。

在本发明的一示范实施例中，在扫描期间连续的获得影像，选择地，获得影像的速率及/或其时机，是与多个扫描参数匹配。

当此处描述的扫描收集信息来重建一牙齿模型，在一些实施例中，扫描或单一接触是用来输入信息。在一例子中，一使用者可以「标记」一牙齿，其通过指示这样一种使用者介面以及之后收缩该牙齿及/或沿其一部分进行扫描。由于所述前面的指示，此信息可以选择地与一重建或其他牙齿模型一并被储存，(也)作为指示除了一单纯表面的某些事物。一例子是，一完成线的标记。另一例子是，在需要龈下扫描处的一边界的一标记。

示范的形状和多个尺寸：

在一些实施例中，一针笔尖端厚度在0.1毫米至2毫米之间或是部分地在0.5毫米至1.5毫米之间来避免针笔218的插入造成所述病人牙龈的损伤，以及在测量期间的插入及移动所述针笔的方面上辅助所述使用者(牙医)。如果所述针笔尖端具有一圆形剖面，所述针笔尖端厚度是所述针笔直径。如果所述针笔尖端具有一非圆形剖面，所述针笔尖端厚度是位在可以通过穿过所述剖面的一中心点的一直线而被连接的所述剖面的周围上的二点之间的最小距离。在一些实施例中，所述针笔尖端厚度是小于1毫米。在一些实施例中，针笔218具有沿着所述针笔长度的一变化厚度，在0.05-7毫米之间、或0.5至3毫米之间。在一些实施例中，沿着所述针笔长度的一变化针笔厚度(例如针笔尖端具有一个比位在附加到主体上的所述针笔处的所述针笔厚度还小的厚度，使所述针笔能够偏斜而不塌陷。

在一些实施例中，针笔的形状被设定为所述尖端是具有一针笔本体的一圆锥体形状，所述针笔本体具有大致相同于所述圆锥体形状的所述圆形基部的所述直径。

一种细小的针笔(例如在排除针笔尖端的所述针笔主体处在直径上是小于3毫米或小于1毫米的直径)在扫描期间施加力量时可以是可挠的、偏斜的。在一些实施例中，所述针笔附加到所述本体不是完全地刚性的，以导致所述针笔与所述主体的连结处中的机构公差。在一些实施例中，针笔可挠性及针笔-主体连接处的机构公差允许所述针笔尖端在扫描期间相对于所述主体移动10-100微米(由于多个力量运用在针笔插入及多个扫描移动)。在一些实施例中，所述针笔尖端可以具有相对于主体多个较大的移动，例如所述针笔尖端相对于所述主体移动上达2毫米。在一些实施例中，如下面更详细的描述，估计相对于所述主体的一针笔尖端位置。

在一些实施例中，当扫描所述牙齿时，龈下缘探针本体220是通过所述医生拿持。在一些实施例中，龈下缘探针的一垂直部分，其包含所述针笔及连结到所述针笔的至少一部分的所述主体，可以被放进去一病人的嘴巴中，例如图9A所示的一高度978。在一些实施例中，龈下缘探针的一高度或垂直尺寸，从所述针笔尖端到主体的一顶部(例如图9A所示的一高度978)是小于10公分或小于7公分或小于5公分或小于3公分。如前面所描述，在一些实施例中，当把针笔插入在顶部-冠状突起(垂直的)方位上，多个测量被进行。在一些实施例中，一针笔长度是小于8公分，或小于5公分或小于3公分，或小于2公分。在一些实施例中，一最终光学元件，例如一/多个摄影机、镜子、是在8公分内或4公分内或2公分内的所述针笔尖端。

包含四个摄影机的龈下装置：

在一些实施例中，多个摄影机(例如四个摄影机)收集多个邻近牙齿的多个影像。例如，在图3B中，邻近牙齿344是通过摄影机332及342来看见。在一些实施例中，多个邻近牙齿的多个影像是用来获得包含多个邻近牙齿的测量及多个模型。在一些实施例中，包含多个邻近牙齿的测量及多个模型用来判断一牙冠、牙桥或其他假牙的所述多个边界。在一些实施例中，多个邻近牙齿的多个影像是用在具有一牙齿模型(例如来自口内扫描器、扫描标准印制、断层扫描的牙齿模型)的多个收集影像的记录。

现在参阅图3A及3B，图3A绘示一实施例的一上视图，其中一主体320包含四个摄影几330、332、340及342。也可以看见的是一主体电缆348。在一些实施例中，主体是被扩展的以及在一些实施例中，在测量期间主体挂在所述病人嘴巴外面。一扩展主体是通过间断(break)349表示。

图3B绘示包含图3A的所述主体的龈下缘探针的一侧视图。也如图3B所示是针笔318、多个针笔标记334、牙齿304、牙龈302、邻近牙齿344及346、缆线348、间断349。图3B绘示位在预备好的牙齿304及邻近牙齿344之间的针笔318，类似于图2D中所示的针笔第二位置218b。

在一些测量针笔位置中(例如图2D中环绕路径219)，多个周围嘴巴结构可以形成障碍物来成像。增加龈下缘探针摄影机的所述数量可以具有一个不被阻挡的视野。例如，至少一部分的所述龈下边缘区域350，如图3B所示，可以透过二个摄影机330及340看见。

在一些实施例中，四个摄影机影像针笔318及多个针笔标记334及相对于牙齿304的所述针笔尖端位置是以一高准确性(例如准确到10微米之内)估计。

图3A及图3B也示意地绘示缆线348可以连接主体320及一外部供电及/嘿一处理应用程式(例如处理应用程式1280)。在一些实施例中，(包含通过图2A所示的所述实施例)龈下缘探针216是无线的，例如具有用来供电的内部电池。在一些实施例中，无线龈下缘探针216包含一无线通讯基础架构，例如具有用在通讯的一外部处理器或处理应用程式。

在一实施例中，使用所述针笔进行测量的期间，如图3B所示，所述针笔是定向在所述冠状突起-顶部方向上，其中对于一远中-近中(distal-mesial)方向(垂直的)α的一倾斜角度θ大致上是90度。在一些实施例中，所述针笔定向在相对于一颊部-舌部方向(未绘示)大致是90度。然而，在一些实施例中，可以收集在把所述针笔以一不同角度插入之处的多个测量值，例如在对于远中-近中方向及/或颊部-舌部方向的倾斜角度是小于90度、或小于45度或小于20度之处。在一些实施例中，所述针笔倾斜以进行在所述准备完成线之下的牙齿测量或在所述牙齿对于所述顶部-冠状突起方向的所述角度增加之处的多个牙齿表面的牙齿测量(例如所述牙齿朝向所述牙齿根部变窄)。虽然环绕路径219的轨迹移动，所述针笔可以通过不同角度或方位移动。例如，在一些实施例中，在第一针笔位置218a插入所述针笔的一角度以及在第二针笔位置218b插入所述针笔的一角度是不同的。在一些实施例中，在所述预备好的牙齿及一邻近牙齿之间的一间隙是小于所述针笔尖端直径以及把所述针笔插入是用在从位在一高倾斜角度(例如在对于小于45度的所述颊部-舌部方向的一倾斜角度)的所述侧边(例如从一颊部或舌部方向)的多个龈下表面的测量。在一些实施例中，邻近主体(如通过角度β在图3B中所示)的一针笔部分方位相对于主体的一角度是90度，或倾斜且在45度及90度之间，或倾斜在45度之下。

成像及多个摄影机：

图4A、图4B、图5A、图5B、图6A及图6B是绘示用在所述装置的三个示范实施例的多个照相机的视野场(field of view；FOV)的多个实施例的上视图。所示上视图是在所述牙齿上的所述多个摄影机的视野场的一剖面，(以及一针笔剖面)其是在多个摄影机的视野场及重迭随着深度变化时。在一些实施例中，多个摄影机三维形状是一截锥形状，在所述多个摄影机镜头处的所述截断尖端视野场的所述截断尖端。

图4A及图4B绘示通过具有二个摄影机的一实施例来测量一牙齿404的一上视图。用在所述二个摄影机及一针笔434(为简洁起见所述主体未绘示)的多个摄影机视野场430、432也被示出。在图4A中具有摄影机视野牙齿404及所述针笔。图4B示出图4A的所述装置，其中所述装置已经环绕所述牙齿移动，但是没有转动所述主体及/或多个摄影机。在图4B中，针笔434及牙齿404有些挡住所述多个摄影机的所述视野。在一些实施例中，所述多个摄影机的所述重迭视野场被设定来在所述牙齿及针笔之处。

图5A及图5B绘示具有一扁平截面的针笔的一实施例。一扁平截面针笔剖面意谓当所述针笔环绕所述牙齿被移动时，它倾向旋转。在图5B中，当针笔534已经环绕牙齿504移动以及所述多个摄影机的视野场530、532持续未被阻挡时，所述多个摄影机的视野场530、532及针笔543已经随针笔534旋转。在一些实施例中，如图5A及图5B中所示，所述多个摄影机随着环绕所述牙齿移动(或扫描)所述针笔旋转。在一些实施例中，所述针笔、成像器/多个摄影机主体随着环绕所述牙齿扫描所述针笔而旋转。在一些实施例中，在针笔环绕所述牙齿扫描的期间，旋转所述成像器(例如如在图5A及5B中所示的所述摄影机视野场移动)而没有旋转所述主体的其他一/多个部分。所述成像器旋转同时所述主体的一或多个物分没有旋转的一潜在优点是所述主体可以具有不能匹配到一成人嘴巴中的一或多个尺寸，(例如电缆348)。例如，在一些实施例中，所述针笔及成像器/多个摄影机是通过在所述针笔环绕所述牙齿侦测时可以自动地或手动地旋转的旋转头来架设到主体。

图6A及图6B绘示相似于在图3A及图3B中绘示具有四个摄影机的一实施例。图6A及图6B绘示牙齿604、针笔618及多个摄影机的视野场630、632、640、642。图6B绘示出当针笔618环绕所述牙齿移动时，至少二个摄影机具一未被阻挡的视野。

选择地，把结构光投射在所述一/多个可视牙齿部分及/或一/多个可视嘴巴部分上，以为了增进从多个收集影像的表面型态(例如龈下牙齿部分表面型态)的多个估计的所述准确性。在一些实施例中，所述龈下缘探针包含一或多个图案投射器，用来照出结构光。在一些实施例中，使用在利用结构光的三维形状重建领域中已知的多个图案。在一些实施例中，使用具有空间编码及/或波长编码及/或时间编码(多个替换结构图案)作为图案投射的领域中已知的多个图案。在一些实施例中，一结构光投射器是位在主体上(例如在图8上的855)。替换地，在一些实施例中，一结构光投射器是位在来自针笔及主体的一分开单元。使用结构光的一潜在好处是，三维深度信息可以使用一个摄影机来收集。

在一些实施例中，所述装置包含多个摄影机，除了在本体中的多个摄影机是外接到所述主体及针笔。例如，具有一成像器的一分开单元可以是暂时地附加到邻近(例如图3B上的牙齿344或牙齿346)所述牙齿的一牙齿上以接收一牙冠或其他假牙，而使用龈下缘探针收集多个测量值(例如针笔扫描、收集多个影像)。在一些实施例中，所述分开成像单元追踪针笔318及/或收集欲测量的所述牙齿的多个影像及/或其他嘴巴结构。在一些实施例中，一结构光投射器是位在一外接摄影机模块/单元上。

在一些实施例中，一成像器或摄影机单元可以位在对于所述颚部对于欲测量的所述牙齿的一相反侧，以提供所述欲测量的牙齿及所述针笔的一侧面视野。

在一些实施例中，一主体及/或一成像单元的一部分或多个部分可以具有一厚度，以使具有一被测量牙齿的所述病人可以通过咬下所述成像器或摄影机单元以保持它在位置上。在一些实施例中，一成像器或摄影机单元在测量期间是用来保持所述病人的嘴巴打开。在一些实施例中，一成像器或摄影机单元是在保持在一外部夹具上固定。

选择地，在一些实施例中，所述主体不包含一成像器/多个摄影机，以及所述成像器(例如多个摄影机)是位在一外部单元或多个单元上。在一些实施例中，一成像器外部单元或多个单元是固定到所述病人的多个牙齿及/或颚部及/或通过使用者手持。图20是一实施例的一示意图，其中所述针笔及成像器是分开的部件。一针笔2018是附加到一主体2020。在一些实施例中，主体2020是如一间断2049所示扩展。包含一窗户2058的一成像器没有附加到针笔2019或本体2020上。在一些实施例中，成像器2030是一种商业地(例如龈上)可获得口扫描器，但是这样的扫描器的所述软体被修正，例如在重建期间支持龈下成像及/或忽略所述针笔，例如如下所述。通过图20所示，在一些实施例中，针笔2018以相对于不是90度水平20a的一针笔倾斜角度20θ接触牙齿2004(例如，如图示，倾斜角度20θ是小于90度)。一种无摄影机主体的一潜在优点在于，针笔可以具有一非常的薄度及轻巧把手(主体)，如同常见的多个牙科工具，例如多个牙齿探针。在一些实施例中，一种无摄影机主体以及针笔是可抛弃式的。

使用高放大倍率摄影机的光学测量可能在景深(Depth Of Field；DOF)上是具有挑战性的或是对于所述摄影机在好的焦距内的所述景深范围可能会相对地小(例如在显微镜中)。根据一摄影机的所述透镜数值光圈，所述摄影机景深可以是例如在0.1毫米之下。不使用对焦扫描的一些现有口内扫描器(例如3M ESPE Lava^TM Chairside Oral Scanner)，收集多个测量值引导使用者朝向在所述正确距离保持所述扫描器固定，其通过用于对焦的一使用者介面。

在多个实施例中，所述针笔附加到所述成像器，位在所述针笔尖端及所述成像器之间的距离是机械地稳定，意谓着一/多个摄影机的焦点距离的范围被设定(例如在装置制造处及/或在扫描之前及/或期间通过所述使用者)。在一些实施例中，所述摄影机的所述焦点距离(通过摄影机收集的多个影像是对焦的多个距离)的范围是设定去覆盖在所述针笔尖端的一空间区域(例如在设备制造处)。在一些实施例中，当所述针笔接触一龈下牙齿部分，所述摄影机的所述焦点距离的范围是设定来覆盖一估计的空间区域，其包含所述龈下边缘及/或一/多个可视牙齿部分。机械地设定位在一/多个摄影机及/或一/多个最终光学元件之间的所述距离的一潜在好处是，所述使用着不参与对焦所述装置或保持所述装置固定在从欲测量的所述牙齿的所述正确距离以用来对焦。机械地设定位在一/多个摄影机及/或一/多个最终光学元件之间的所述距离的另一潜在好处是更正确且快速执行更快的扫描及/或比现有牙齿扫描器更正确。

在一些实施例中，通过收集数个影像可以获得多个测量值用在不同焦点距离处的每一个摄影机位置(例如扫描镜头焦点)，例如通过移动所述摄影机镜头。在本实施例中，扫描镜头焦点是与位在所述一/多个摄影机及欲成像的所述多个区域之间的所述距离的机械稳定来进行结合，其中机械稳定是通过针笔机械耦合到所述最终光学元件。结合扫描镜头焦点及在所述牙齿中所述焦点距离到感兴趣的所述区域的机械稳定的一潜在好处是，可以减少用在一特定影像锐利化(例如超过所述整个牙齿)的多个焦点距离步骤的所述数目(及/或焦距的需要范围)。减少的一种方式(例如，以及加速及/或准确度增加)是用在多个焦点距离步骤的多个影像补偿未收集的一未知距离，其介在摄影机及在牙齿中所述感兴趣的区域之间。

一些实施例包含具有一较宽的视野场的一或多个摄影机，其用来收集所述预备好的牙齿、及/或多个其他牙齿、及/或一/多个牙齿结构的多个额外影像。在一些实施例中，具有多个较宽视野影像场的预备好的牙齿的多个记录影像是用来定位所述主体及/或在具有一整个牙齿模型或多个牙齿模型的多个测量值的记录。

在一些实施例中，包含欲测量的所述牙齿的多个影像及多个额外嘴巴结构(例如通过一或多个较宽视野场摄影机收集的一或多个影像)是与来自所述成像器的所述预备好的牙齿的一或多个影像匹配。这样提供一方位予在嘴巴内的所述预备好的牙齿的多个收集影像以辅助多个预备好的牙齿影像的匹配及/或多个测量值。在一些实施例中，一个较宽视野场的摄影机是附加到所述主体。在一些实施例中，一个较宽视野场的摄影机是附加到一嘴巴结构，或是保持固定在所述嘴巴外的位置。在一些实施例中，具有一较宽视野场的一摄影机是用来收集多个影像，用在多个邻近牙齿到欲测量的所述牙齿及/或所述整个颚部的一粗糙三维模型的建构。

选择地，所述主体包含一或多个额外摄影机，其中所述一/多个摄影机是指向在所述相反方向，例如一/多个额外摄影机是指向在从所述预备好的牙齿的多个摄影机收集影像的所述方向的大致180度(视野场被反转)。在一些实施例中，指向所述相反方向的一/多个摄影机收集对于欲测量的所述牙齿的所述相反颚部的多个影像。在一些实施例中，相反于在所述相反颚部中的一计画假牙(例如牙冠、牙桥)的所述牙齿或多个牙齿的多个影像是用来提供一种匹配所述一/多个牙齿的假牙，以给予所述假牙一个良好咬合或与多个相对牙齿的闭合。

在一些实施例中，所述额外摄影机视野场是进一步位在从所述预备好的牙齿而不是所述成像器的一/多个视野场，以使一/多个额外摄影机的所述位置可以比所述成像器的还有较少的限制(例如多个额外摄影机可以放在一龈下缘探针的把手内)。这可以辅助保持适用在口内用途的一外型及/或尺寸。

在一些实施例中，所述成像器包含一或多个镜子，其具有提供二或多个视野场到一摄影机的多个不同角度。这可以减少成像感测器的数量，同时也可以允许从欲获得的多个视野的多个点的多个影像。

在一些实施例中，多个影像(例如标记、及/或针笔及/或多个针笔标记及/或可视牙齿部分的)的影像处理(例如通过下面描述的处理应用程式1280)可以使用提供一或更多像素的1/10的解析度的子像素解析度或超解析度。在一些实施例中，使用位在一特征(例如标记、标线、多个牙齿特征)及多个像素之间的多重相互作用。在一些实施例中，使用多个影像。例如能够相互对准多个影像及/或能测量一模型及/或多个标线，其是利用多个技术的一子像素准确度，所述多个技术是利用欲匹配/测量一影像特征(例如一牙齿表面特征或标记)相交多个像素的所述事实的优点。在一些实施例中，在所述龈下缘探针的一或多个部分的移动或振动的期间进行成像。在一些实施例中，一或多个装置参数，例如选择一主体质量、相对一针笔质量的一主体质量及/或相对多个侧向移动弹簧力的一主体质量，以使所述针笔的移动或振动具有一减轻或一已知影响(例如通过造成影像漏光)。在一些实施例中，一主体质量是相对一针笔质量及/或多个侧向移动弹簧力还高，以在针笔818移动期间减少主体820的振动。在一些实施例中，主体质量是比10克多或比20克多或比50克多或比100克多或比500克多。在一些实施例中，一主体质量对一针笔质量的比例是比2：1多或比5：1多或比10：1多或比50：1多或比100：1多或比1000：1多。

在一些实施例中，选择地或替换地，归因于针笔振动或移动的所述成像器移动被补偿。在一些实施例中，通过利用如本领域已知的多个影像稳定技术来补偿所述成像器的移动，例如通过同步一或多个成像器镜头的一移动及/或成像器最终光学元件对于所述针笔的移动。在一实施例中，一成像镜头以与多个垂直针笔扫描移动的相同频率的振荡来移动。选择地或替换地，一感测器，例如耦合到所述主体的一加速度计或陀螺仪感测器，也可以用来侦测所述扫描多个动作或多个振动及预测他们，以致使能够提供在移动、影像处理及/或获得影像之间的同步。

在一些实施例中，包含一影像感测器及其他多个光学元件(例如多个镜头)的一成像器，其一并定义一光学路径，其定义在所述嘴巴中的一视野场。选择地，一或多个成像器部分是位在来自一/多个其他成像器部分的一分开位置。具有对于所述针笔尖端的所述最短直接可视光学路径的所述成像器部分在此处被称为「成像器最终光学元件」或「最终光学元件」(例如折迭镜子或镜头或透明固体光学口的一路径)。在一些实施例中，「一/多个摄影机」被描述且它是被了解为，在这些情况中的所述多个单字「摄影机」、「多个摄影机」及「一/多个摄影机」是被了解为相同于所述单字「成像器」。

在一些实施例中，以相比于所述一/多个摄影机收集影像的一较高速度来测量所述针笔尖端位置(例如通过力量感测器)。

在一些实施例中，所述针笔尖端位置是校准到一牙齿模型坐标系统以及以相比于成像的一较高速率来测量所述针笔尖端位置。

多个针笔标线及自我校准：

选择地，如图2A(及图3B)中所示，针笔218包含沿着所述针笔218的一或多个标线234(及334)。在一些实施例中，摄影机230及232通过获得针笔218的多个影像光学地追踪针笔218，包含沿着它的本体的标线234。，利用多个针笔标线234，针笔本体218的所述位置及相对于牙齿204的针笔尖端222的所述位置从而可以通过所述多个摄影机获得的所述多个影像来估计。

在一些实施例中，如图2A及图3B所示，多个针笔标线在所述针笔上是多个对比颜色标线。在一些实施例中，一/多个针笔标线可以是一/多个镜子。在一些实施例中，一/多个针笔标线可以是多个高对比标记，例如反光镜、镜面球、平面镜、球状镜。在一些实施例中，一或多个针笔标线是自发光的，(例如发光二极管)，选择地，一或多个自发光标线是通过一或多个电线供电，其走线通过一中空针笔连接一或/多个发光二极管到一电力来源(例如电池)。在一些实施例中，所述针笔是中空的，从内照明(例如使用一内部光纤及/或贴附在所述针笔的一基部处的一光源)，及一/多个标线是在所述针笔内的一/多个窗户或多个光束形状元件。

选择地，一/多个针笔标线可以用在所述成像器的龈下缘探针的自校准。多个已知的针笔尺寸及/或多个标记尺寸及/或位在一/多个标线的距离及/或沿着一/多个标记的所述针笔的位移可以用来校准所述成像器，其中已知多个距离/多个尺寸的多个影像提供一比例予所述成像器。在一例子中，获得包含多个标线的所述针笔的一影像及撷取在所述影像上的所述多个标线的所述位置。所述多个撷取位置与多个已知位置的一对照可以用来判断多个校准设定。龈下缘探针的自校准的一潜在好处是，如果所述成像器/一/多个摄影机遭遇到一机械冲击(例如所述装置掉落)或经历热转换。一/多个机械冲击或热改变对于龈下缘探针会引起所述成像器之内的多个元件(例如多个摄影机、多个摄影机镜头)移动，意谓任何先前校准(例如工厂校准)是不再准确。

在一些实施例中，所述龈下缘探针可以自校准相对所述成像器的所述针笔尖端位置(例如校准针笔长度)。在一些实施例中，龈下缘探针针笔尖端自校准是通过一起成像所述针笔尖端及一/多个针笔标线进行，及估计相对于从所述收集的多个影像的所述针笔主体及一/多个针笔标线的所述针笔尖端三维位置。

在一些实施例中，所述龈下缘探针可以利用一牙齿模型来自校准相对于所述成像器的所述针笔尖端位置。相对于所述牙齿座标系统的所述针笔尖端三维位置从所述针笔的多个收集影像及/或一/多个针笔标线及可视牙齿部分或一/多个牙齿标记来估计。相对于所述牙齿座标系统的所述龈下缘探针成像器或主体位置是从所述牙齿的多个影像(或一/多个牙齿标记)来估计。之后，估计相对于龈下缘探针主体的所述针笔尖端三维位置。

在一些实施例中，在开始测量之前实行自校准，例如，在临床上，所述病人嘴巴之外。在一些实施例中，(例如针笔尖端自校准)进行一部分的以下替换(例如一可抛弃部分的替换)。

在本发明的一示范实施例中，校准是用来调整(或选择地匹配)二个摄影机的所述多个校准设定(例如，如果如此提供)。在校准之后，所述二个摄影机应该估计欲相同的一相同标线(或所述尖端)的所述位置。

在一些实施例中，在所述工厂中实行至少一些校准及/或使用之后，例如，周期性地或对于可抛弃式部件的一个新批次及/或每次使用。可以进行不同次数的不同校准程度及/或多个参数。

所述校准可以包含一或二个成像器摄影机「内部(intra)」参数(例如焦点距离、中心偏移、镜头失真、互补式金氧半场效电晶体像素缩放及/或歪斜因子)及「幅间(inter)」摄影机参数(例如相对位置、方位、旋转及/或偏移)，后者的情况下有时候在对于多个立体摄影配置是否是被动或主动是有用的，「幅间(inter)」参数关于摄影机位置及/或方位对于龈下缘探针主体及/或针笔可能是感兴趣的(取代或加入)。在本发明的一示范实施例中，依据所述针笔表面及/或被给予的背景/校准目标/投影图案的多点匹配，不论在单一或在多个摄影机影像中，和事前标线部分参考一起用在多个校正参数撷取及订正。

一个例子是在一个平面上给定见方大小标准的棋盘图案：侦测及比较位在所述基准及合成图像之间的所述可区别的正方形的多个交叉点。在单一摄影机校准或通过一不同摄影机获得的一影像的情况下，所述基准影像可以是一理论图案。在所述所得的网格与所述基准网格之间的偏差是在之后选择地制定到一校准参数公式系统之中及用于参数撷取的解答。

由于三维到二维摄影机投射的所述主要性质(例如，尺寸与距离模糊性)，在一般情况下这样的解决方案可能会错过一个尺度参数(例如，多个偶然匹配点，而不是具体的校准目标)和一已知尺寸的一基准对象可以用于一个完整的校准-相对于它的已知大小的在图像平面上的物体的所述相对大小，显示了错过的缩放因子。选择地，根据所述龈下缘探针(例如针笔)的所述多个标记是用来实线对于一完整校准的需求。

图21是根据本发明一示范实施例的一完整校准过程的一示意流程图，其例如可以实行在一电脑或其他电路上。

在步骤1900，多个第一匹配点是位在多个影像/影像对/校准目标之中。

在步骤1902，多种方法，例如，在一立体对情况下的一种八点演算法，可以用在系统校准到缩放。

在步骤1904，选择地在平行下，所述针笔是从所述影像1904分割出来。选择地，在步骤1906，侦测所述针笔的多个标记。

在步骤1908，在所述校正到缩放系统的所述多个相对标记位置是选择地缩放1908，例如，使用一比例资料库1910。

在步骤1912，所述得到的多个校准参数是选择地上传，用在模型计算上。

针笔追踪：

在一些实施例中，所述针笔可以在一牙齿的扫描期间移动。这样的动作可以是，例如，故意的(例如由于振动)及/或非故意的(例如由于所述针笔的偏斜，其基于通过一牙齿施加力量于其上)。选择地，相对于所述成像器或主体追踪所述针笔尖端三维位置，例如在扫描期间追踪所述针笔的所述移动。在一些实施例中，追踪所述多个针笔标记的所述位置，其之后可以处理以得到所述尖端的一位置。

在一些实施例中，追踪可以包含所述针笔的一/多个可视部分的光学追踪及/或一/多个针笔标记，选择地通过来自成像器收集的多个影像。在一些实施例中，光学追踪是替换地或额外地使用一光学位置感测器，例如位置感应二极管(position sensitivediode；PSD)。在一些实施例中，光学追踪是通过来自所述针笔或一/多个针笔标记反射的一光束的一方向的测量进行。

在一些实施例中，多个影像(多个帧)是通过所述成像器判断在每一帧中的所述针笔及/或一/多个针笔标线的所述位置来收集。在一些实施例中，所述成像器以一帧期(frame duration)收集多个影像及/或以一帧速率定时来撷取多个针笔移动，以使在每一帧中的所述针笔及/或一/多个针笔标记的所述路径是看成漏光影像。多个漏光的针笔及或标记影像可以是用来估计在每一帧期间的周期中相对于主体的针笔的所述三维路径。例如，在一些实施例中，一影像漏光的所述开始及结束是用来分别地计算一针笔及/或一/多个标记开始及一结束位置，一影像漏光的所述长度及/或所述帧速率是用来估计一针笔及/或多个标记移动速度。

在一些实施例中，减少在影像漏光测量上的针笔移动(例如振动)的所述影响，及/或减少通过针笔移动所创造的一影像漏光是通过以一高采样速率及/或高快门速度(例如1微秒)收集多个影像及/或增加照明(例如增加的照明促进高快门速度)来减少。在一些实施例中，所述照明器脉冲及/或是与成像器影像撷取同步(例如快门速度及速率)。在一些实施例中，脉冲所述照明器以储存电力及/或减少透过照明所产生的热。

选择地，针笔尖端的所述位置(例如相对于所述主体)是通过使用磁性追踪来进行追踪，其中一/多个磁铁或一/多个电磁铁(直流电或交流电调制的)是安装在所述针笔。例如，在一些实施例中，一或多个磁铁及/或一或多个电时铁是附加到所述针笔及一或多个磁铁感测器是附加到所述主体。在一些实施例中磁性追踪是一扫描或振动(例如垂直扫描)针笔尖端。选择地，所述针笔尖端的所述位置(例如相对于所述主体)是通过安装到所述针笔的至少一镜子、用平行光照明所述针笔及用一位置敏感二极管测量一反射光束以测量针笔偏斜来追踪。在一些实施例中，一位置敏感二极管是附加到所述主体。

选择地，所述探针尖端的所述位置(例如相对于所述主体)是使用一或多个近接感测器来追踪，例如电容近接感测器、光学近接感测器。选择地，所述针笔位置是利用一或多个线性编码器来估计，例如电容编码器、光学编码器。选择地，所述针笔位置可以利用一或多个线性可变差动变压器(linear variable differential transformer；LVDT)感应器来估计。在一些实施例中，一/多个近端感测器及/或一/多个线性编码器及/或一或多个线性可变差动变压器感应器提供以10千赫兹采样(测量)速率的在10微米内的针笔尖端位置。

选择地，所述针笔的所述位置以及特别是相对于扫描器主体的一振动针笔是利用二个摄影机光学地追踪。在一些实施例中，使用同步到撷取所述振动针笔漏光影像的多个针笔移动(例如多个振动)的一全局快门的追踪。在一些实施例中，一全局快门是通过利用相同电路驱动多个振动及摄影机及/或通过适应获得时间来匹配所述多个振动来同步到多个针笔振动。在一些实施例中，在撷取影像中的所述针笔漏光典型地基于在针笔振动周期及摄影机积分时间。在一些实施例中，针笔振动具有一非常数速度及所述影像漏光根据所述针笔振动的相位(phase)。在一些实施例中，所述成像器包含一/多个全局快门摄影机。在一些实施例中，使用多个滚动快门摄影机及选择地补偿暂时偏移。

选择地，在振动是从多个收集影像所撷取的期间，一或超过一标线(例如高对比标线)的一漏光路径是安装在所述针笔上。

图10是光学地追踪针笔移动的一实施例的一示意图。一光源，例如安装到主体1020的一发光二极管1068照明，多个针笔标线，在一些实施例中，其是被选择以使反射到所述成像器最终光学元件是镜面的且具有相对于位置的已知几何。在一些实施例中，多个标线是例如，安装到针笔1018的多个镜面球1066及/或一凸块(例如0.5毫米直径球型凸块)1070。从发光二极管1068发射的所述多个虚线箭头显示从发光二极管到一/多个摄影机1030的所述光线路径：发光二极管光线被反射离开凸块1070到镜子1056且是从镜子反射到一/多个摄影机1030。一/多个摄影机1030看到超过凸块1070的一个微小的、非常高对比镜面点的一影像。所述球面点的所述位置是在具有一正交平行于所述角度的所述平行线的凸块1070的补丁上，所述角度通过开始于发光二极管光源1068到所述镜面点的所述光线，及光线从所述镜面点反射到镜子1056及摄影机1030(通过多个虚线箭头示意地指向)形成。在一些实施例中，从多个收集影像的所述球型凸块三维位置的估计考虑到超过所述球型凸块的所述成像点位置的多个轻微移动的所述影响。

在一些实施例中，测量是来自多个收集影像的一部分，环绕所述针笔位置的一感兴趣区域(region of interest；ROI)。在一些实施例中，只有所述感兴趣区域被成像(成像是所述摄影机视野场的一部分)。使用一感兴趣区域的一预期好处是在成像及处理上减量。在一些实施例中，所述感兴趣区域是随时间改变，以为了追踪所述移动的针笔。在一些实施例中，如果所述针笔不在所述感兴趣区域中被发现，所述感兴趣区域被放大。

在一些实施例中，一振动针笔相对于主体的所述位置是通过二个快速摄影机来追踪，例如以每秒120帧或更高的一速率操作的多个摄影机，其成像具有一小(例如大致30％或大致20％或大致10％或大致1％的所述成像尺寸)感兴趣区域的所述多个振动针笔标记，用来以一甚至更高的速率达成针笔追踪，例如大致5倍或大致10倍或大致100倍于所述快速摄影机基本成像速度，例如每秒1200帧。在一些实施例中，所述整个摄影机视野场的多个影像可以在一较低速率获得，例如每秒60帧，但是在所述感兴趣区域的所述成像是以一高速率收集。

具有圆形针笔尖端的装置：

所述针笔尖端可以具有各种形状，例如基于一或多个预期效果，在多个牙齿之间的空间、进入的角度、损伤到齿龈及/或精度的考虑。例如，所述尖端形状可以是一圆锥状、一倒置圆锥状、一扁平状、一球状或其他圆形形状，例如一椭圆形。在这个或其他实施例中，所述尖端可以是圆形的，例如球型或非球型的。作为一例子，多个球型尖端形状是相对于一些实施例描述于这里。图7是具有一球型针笔尖端的一实施例的一示意图。图7绘示用于位在所述准备完成线708之下及/或一自然牙齿出现轮廓、及/或最大牙齿剖面的一线段之下、及/或多个牙齿表面的牙齿测量，其中所述牙齿对于所述顶部-冠状突起方向的所述角度增加。图7绘示一实施例，其中针笔718具有球型针笔尖端722，其具有相较于所述针笔一较宽直径。例如，如图7所示，针笔718及针笔尖端722是用来测量准备完成线708之下或顶部的一牙齿表面。

所述针笔尖端相较于所述针笔主体还宽的多个实施例的一潜在好处在于，所述针笔对于所述水平的所述倾斜角度θ(在图3b中所示)用于龈下测量可以减少。

测量低于所述准备完成线的所述自然牙齿的所述出现轮廓的一个潜在好处是，使用与所述出现轮廓匹配或混合的所述出现轮廓测量值建构的多个假牙具有接合所述自然牙齿的一圆滑表面。具有接合所述自然牙齿的一圆滑表面的一假牙不提供一沟槽或裂缝以使细菌生长。

在一些实施例中，其他针笔尖端形状收集所述准备完成线的顶部的测量值，例如具有一铲子形状及具有比邻近所述尖端的一针笔本体部分还宽的一扁平尖端的一针笔是容易插入，其是通过把平行所述嘴巴表面的所述尖端的所述平坦侧。所述铲子形状的尖端之后旋转90度以用于测量。一圆锥针笔尖端或用在针笔扫描器尖端的领域中已知的其他形状也是可预见及涵盖的。

图7也绘示许多描述的实施例的所述能力来测量视觉上多个被遮挡牙齿表面。针笔尖端722是被流体752所淹没。流体750可以是来自沟槽中的沟液及/或牙龈出血所致，例如在牙齿准备及/或牙周发炎的期间损伤到所述牙龈组织。上述具有在流体下的测量能力的一潜在好处是提高超过现有技术龈下测量的速度，其中在测量前流血或其他流体必须被吸收或避免是可能的。

图7也绘示在主体720之内/上的摄影机730、732多个位置及多个方位的一实施例。摄影机730、732是朝向针笔718倾斜以使摄影机视野场是朝向所述牙齿及针笔定向。在一些实施例中，所述针笔及/或针笔尖端是由比牙齿材料(例如珐琅质、象牙质)还软的一材料制成。在一些实施例中，使用所述针笔扫描一牙齿不会刮到所述牙齿表面。在一些实施例中，所述针笔是由至少在所述针笔尖端处涂布金属制成，且具有一软性涂布物，其中所述软性涂布物是由比牙齿材料(例如珐琅质、象牙质)还软的一材料制成。

镜子成像器最终光学元件：

选择地，龈下缘探针816可以包含一个倾斜的(或折迭的)镜子856。图8绘示一镜子865、一成像器最终光学元件，其如上面所述，匹配到所述病人的嘴巴内且是非常接近(如4厘米内)针笔尖端822。镜子865反射一视野场(例如包含预备好的牙齿804及/或针笔818及/或一/多个牙齿结构)到一成像器或一/多个摄影机830，其允许所述成像器或一/多个摄影机830位在从相较于针笔的所述远端处的所述牙齿计算的一较远距离

选择地，一主体进入光圈858是通过一透明窗户覆盖(在图8中未绘示)，例如一个玻璃窗户。所述透明窗户保护所述镜子避免液体(例如水滴、漏油)及/或污垢且可以容易地被清洗。在一些实施例中，所述窗户及/或其他光学元件(例如一/多个摄影机包含一或多个加热系统(例如用来加热窗户及/或摄影机镜头)来避免冷凝阻挡成像。

多个感测器：

在一些实施例中，龈下缘探针816包含一或更多感测器。图8是包含一感测器的一实施例的一示意图。一/多个感测器是例如位在所述针笔上(包含针笔本体、针笔近端及所述针笔尖端)及/或在所述主体上及/或安装到一嘴巴或脸部表面(例如牙齿、齿龈、嘴唇、脸夹)及/或安装到另一部件(例如指针、替代牙科工具)。

在本发明一示范实施例中，针笔818通过一感测器854与主体820连接。在一些实施例中，感测器854是一负载单元。在一些实施例中，负载单元854测量连接到主体820的针笔818上多达三方向的所述外力。在一些实施例中，所述针笔尖端822(针笔偏斜)相对于主体820(针笔及位置)的所述位置可以从负载单元测量值来判断。在一些实施例中，针笔854相为于主体820移动及负载单元854测量相对于主体的针笔移动。

在一些实施例中，针笔偏斜的测量用来判断针笔尖端位置。在一些实施例中，为了从针笔偏斜测量值判断针笔尖端位置，所述测量被校准。例如，在一实施例中，通过所述负载单元测量的所述力量是利用包含针笔尖端侧向及/或垂直移动的所述针笔的可能偏斜来进行校准。在本发明的一示范实施例中，一夹具用来提供所述偏斜。

在一些实施例中，机械针笔偏斜测量(例如负载单元测量)可以在高采样速率下进行，例如对负载单元以10千赫兹。针笔偏斜测量的高速率促进以所述针笔尖端822进行多个龈下表面的快速扫描(及测量)。利用机械测量来追踪/判断针笔尖端位置的一潜在好处是机械测量可以部分地或全部地取代针笔光学追踪。在一些实施例中，机械测量是用来在一高速率下追踪针笔尖端位置，例如10千赫兹的采样速率(与用在普通每秒60帧成像器的60赫兹采样速率相比)

在一些实施例中，结合机械测量或利用成像的所述针笔的追踪，其中所述针笔尖端位置没有从多个影像来判断(其中甚至使用低速率机械测量(例如低于10千赫兹)，其减少所述影像处理在所述成像器及/或所述解析度及/或多个影像的采样速率的需求。在一些实施例中，机械针笔测量，例如从负载单元72收集的那些是与测量值/模式结合(例如从一现有电流口内扫描器)以产生包含多个龈下牙齿区域的一牙齿模型。以一现有模型结合机械针笔测量(相对于组合图型测量)减少作为对准的影像处理是对一模型的机械测量，不是对一模型的多个影像。

选择地，所述针笔端位置可以是替换地或额外地通过一或多个应力计来从针笔偏斜测量判断(参考下面图9A的更详细描述)。在一些实施力中，多个应力计可以应用在好几个位置处的所述针笔(例如图9A上的多个感测器921)。在一些实施例中，以一已知方式弯折。在一些实施例中，所述针笔是设计来具有一脆弱点(例如针笔厚度是小于一或多个邻近针笔部分)，其最多弯曲发生处。在一些实施例中，针笔偏斜是通过位在所述脆弱点的一应力计来测量。

在一些实施例中，针笔偏斜是通过数种测量方法来测量的，例如标记(如先前描述)的光学测量及机械测量(例如通过负载单元)。

在一示范实施例中，针笔818垂直地扫描牙齿804而持续接触所述牙齿表面。所述针笔本体是在所述垂直(顶部-冠状突起)方向上移动及所述针笔尖端是通过所述牙齿偏斜以顺着所述牙齿的所述表面顶部地(朝下)。所述垂直扫描可以是，例如以2毫米在50赫兹下进行。在一些实施例中，虽然所述针笔是垂直地扫描，所述针笔偏斜是在一高速率下测量，例如在10千赫兹下通过负载单元854进行，以使对于一示范50赫兹扫描循环，对于每一垂直扫描循环，测量200个点的所述位置

在一些实施例中，所述使用者移动所述垂直扫描(或振动)针笔水平地环绕所述牙齿(例如在图2D中所示之下列路径219)，其在与成像器扫描速率相应的一速率下。例如，如果所述成像器扫描速率是每秒10-60帧，以成像环绕所述牙齿的至少500个扫描位置，所述针笔是在8至50秒内环绕路径219移动。

在一些实施例中，所述龈下缘探针包含一位置敏感二极管(例如用在光学扫描)。在一些实施例中，所述位置敏感二极管是附加到所述主体。在一些实施例中，所述位置敏感二极管包含一或多个近接感测器，例如电容近接感测器、光学近接感测器(例如用在针笔追踪)。选择地，所述龈下缘探针包含一或多个线性编码器，例如电容编码器、光学编码器及/或一或多个线性可变差动变压器感应器(例如用在针笔追踪)。选择地，所述龈下缘探针包含安装到所述针笔(例如用在针笔追踪)的一/多个磁铁或一/多个电磁铁(由直流电或交流电调制)。

选择地，通过一/多个感测器的测量可以用在确认所述针笔尖端接触所述牙齿龈下表面。

在一些实施例中，通过针笔偏斜的一测量确认所述针笔尖端接触所述牙齿。在一些实施例中，确认针笔接触所述牙齿龈下表面是用在一针笔偏斜方向或一范围的针笔偏斜方向。在一些实施例中，确认针笔接触所述牙齿龈下表面是当针笔偏斜方向是垂直牙齿表面：当环绕所述牙齿扫描时(例如在图2D中所示的下列路径219)，所述牙齿表面方向可以直接从一上传牙齿模型及/或从针笔尖端移动的所述方向来直接地撷取。在一些实施例中，一具体针笔偏斜或压力范围指出所述针笔接触所述牙齿。在一些实施例中，针笔偏斜是通过在所述针笔上的一或多个压力计及/或通过一负载单元及/或通过测量针笔偏斜的其他方法及/或如上所述的力量(例如光学的)，及/或在本领域中已知的其他方法来测量。

在一些实施例中，通过确认施加在所述针笔尖端的力量的一大小及/或方向测量来确认所述针笔尖端接触所述牙齿。在一些实施例中，确认所述针笔尖端接触所述牙齿是用在位在所述针笔尖端的一门槛施加力大小(例如图8中通过负载单元854测量及/或通过位在所述针笔尖端的一力量感测器测量)。在一些实施例中，确认所述针笔尖端接触所述牙齿是用在一施加力方向，其基于所述针笔相对于所述牙齿的位置(例如图2D中所示路径219上的针笔位置)。在一些实施例中，所述施加力方向是从多个即时影像来计算(例如图12中通过处理应用程式1280)

在一些实施例中，通过确认所述针笔是在一深度及/或高度范围之内(例如相对于一预先存在的模型的针笔尖端深度、相对于在所述牙齿上的一标记的针笔深度)来确认所述针笔尖端接触所述牙齿。

如果所述针笔本体接触一牙齿表面(例如在所述准备完成线之下、位在邻近的多个牙齿之间进行测量)针笔偏斜测量以确认针笔尖端接触所述牙齿表面可能提供一伪阳性(false positive)。在一些实施例中，针笔位置相对于一已知牙齿模型的一或多个估计是用来确认所述针笔本体接触一牙齿表面(例如在欲测量所述表面之上的预备好的牙齿表面)的一风险以及是用来减少错误针笔接触确认。在一些实施例中，一种演算法在扫描期间使用所述针笔倾斜及/或合适的一测量牙齿梯度/斜率(在所述顶部方向)来辨认错误针笔接触确认；例如如果所述梯度是零或是小于预期，指定所述针笔尖端以避免到达所述牙齿表面(例如通过针笔本体)，所述演算法指出一错误接触确认。

图9A是具有位在所述针笔尖端的一感测器的一实施例的一示意图。图9A绘示具有位在所述针笔尖端的一感测器923以及沿着针笔长度921的多个感测器的一实施例。在一些实施例中，多个感测器921是应变计。在一些实施例中，感测器923是一力量感测器，例如负载单元、应力计。位在所述针笔尖端的所述力量感测器923测量施加在所述尖端的所述力量且不超过全部呃所述针笔，例如当在针笔基部或超过所述整个针笔本体测量针笔偏斜。

在一实施例中，所述针笔尖端接触所述牙齿是利用一个二部分针笔来判段，其中所述针笔尖端相对于一第二针笔部分移动。这种移动的成像或追踪，选择地透过多个标记辅助，可以用来确认针笔尖端接触所述牙齿表面。

图9B是具有用在介于所述针笔尖端及龈下准备边缘之间接触的光学确认的一机制的一实施例的一示意图。针笔918是中空的且包含一内部柱(internal post)，选择地是同轴的，其连接到针笔尖端922。柱960是稍微在直径上小于中空针笔918的所述内部直径，且当施加力量在针笔尖端922时，可以在中空针笔918a之内稍微侧向地及/或垂直地移动。在一些实施例中，内部柱960的移动是通过摄影机930及930来看见及测量。

选择地，柱移动(例如侧向移动)的测量是通过在中空针笔918a中的一窗户964以利用在柱960上的一标线962来进行。在一些实施例中，中空针笔918a具有对应在柱960上的多个标线的多个窗户。选择地，所述多个窗户包含多个标线(例如刻度及/或多个边缘标记)所以它们可以在所述针笔的所述多个获得影像被辨认。除了或替换多个针笔标线，可以使用在中空针笔918a中所述多个窗户。

选择地，柱移动(例如侧向移动)是电性地测量。在一些实施例中，柱960是电性地从中空针笔918a隔离且柱移动相对于中空针笔的测量是例如通过位在柱960及中空针笔918a之间的所述电容的测量进行。

在一些实施例中，把介于内部柱960及外部针笔918之间的一沟槽919填满是利用一可挠性材料填满，例如氧化硅(silicone)或室温硫化(Room Temperature Vulcanizing；RTV)的氧化硅，其提供对针笔尖端的稳定性而允许柱960相对于中空针笔918的移动。

侧向驱动：

在一些实施例中，一针笔连接所述主体是利用允许所述针笔尖端移动的一移动机制，及/或致使它水平地移动的一机制。示范的移动量是2毫米、1毫米、0.5毫米及/或中间或较小量的移动，选择地是对称的。选择地，移动是用来辅助所述针笔跟随一龈下牙齿表面轮廓，例如在垂直针笔扫描期间。在垂直扫描期间，所述针笔尖端可通过一梯状龈下准备边缘来获取，且不会下去所述阶梯的顶部。在一些实施例中，当所述针笔遭遇一高角度特征(例如龈下边缘阶梯)，所述龈下缘探针包含侧向地移动所述针笔的一移动机制。在一些实施例中，用来侧向地或水平地移动所述针笔的一移动机制是曲折的。在一些实施例中，所述移动机制包含一垂直驱动。在一些实施例中，所述垂直驱动能以1-5毫米垂直地移动及/或振动针笔尖端822。在一些实施例中，多个垂直针笔移动是小于15毫米或小于10毫米及多个侧向移动是小于±10毫米或小于±5毫米。

在一些实施例中，所述移动机制包含一曲折，其包含一垂直驱动(对于以1-5毫米垂直地振动针笔尖端)及二个倾斜驱动(选择地使用电力或光学编码)，其能以±1毫米侧向地移动所述针笔尖端。在一些实施例中，所述针笔尖端是超过牙齿表面轮廓垂直地扫描而避免所述针笔尖端被碰撞及/或被进入锐利角度特征抓住(例如一阶梯形状准备边缘)，通过侧向地移动所述针笔来避免所述一或多个锐利角度特征。在一些实施例中，避免接触或扫描多个锐利角度特征是通过使用施加到针笔尖端的所述力量的即时信息的所述侧向驱动的控制(例如使用如上所述的一/多个力量感测器)，及/或一先前存在的牙齿模型(例如一牙齿模型指出一阶梯形状轮廓的可能性/或位置)。选择地，一扫描控制软体判断及/或预测(例如使用本领域已知的预测方法)所述针笔可能被抓住，及移动所述针笔远离这样的一个问题位置。

侧边附加针笔：

图11是具有一侧边附加针笔的一实施例的一示意图。针笔1118连接到所述主体1120到所述成像柱/窗户的所述边。在本例子中，针笔1118是包含一测量部分的L型(在图11中垂直的)及一附加部分(在图11中水平的)。在一些实施例中，如图11中所示，位在针笔附加部分及测量部分之间连接的一角度是大致上90度。在一些实施例中，针笔1118的连接测量部分的所述角度是倾斜的且是对于所述附加部分多于或少于90度。针笔1118通过外壳1154连接主体1120。在一些实施例中，外壳1154包含一负载单元及/或一/多个其他力量感测器。选择地，针笔1118具有沿着所述针笔长度(未绘示)的多个应力计。在一些实施例中，所述负载单元及/或选择的多个应力计如上所述测量针笔偏斜。在一些实施例中，L型针笔1118垂直地振动，如上所述。在一些实施例中，外壳1154包含一机制，(例如一曲折)其允许针笔尖端1122以0.2-10毫米或1-5毫米垂直地振动及以至少0.1或至少0.5毫米或至少1毫米或至少5毫米在每一方向上水平地移动。在一些实施例中，外壳1154包含一驱动，其可以引起针笔尖端1122以0.2-10毫米或1-5毫米垂直地振动。在一些实施例中，垂直针笔振动导致上达5毫米或1毫米或0.5毫米的垂直及侧向偏移。在一些实施例中，外壳1154包含一驱动，其可以引起所述针笔尖端1122上达5毫米或10毫米或20毫米垂直地振动以及测量较大的偏移。在一些实施例中，外壳1154包含一驱动其可以引起针笔尖端1122垂直地振动及水平地移动来追踪所述牙齿表面。

在主体1120的所述边的连接针笔1118(及多个实施例，其中所述成像器没有附加到所述针笔，如图20中所示)的一潜在优点是位在牙齿1104及所述成像器之间的一光学路径没有被位在所述针笔及所述主体之间的一光学路径阻挡。在一些实施例中，如上所述，所述成像器，例如一/多个摄影机1130收集用来追踪针笔1118的多个影像。

选择地，所述针笔可以从所述主体断开。在一些实施例中，龈下缘探针包含一机械连接器元件(例如鸠尾形接头，球窝接头，选择地具有一六角形连接器防止旋转)，其使所述针笔能够容易从所述主体连接及断开。在一些实施例中，所述连接器包含一释放按钮(例如图19中的释放按钮1999)，其当通过一使用者压下时释放及/或打开所述连接器。在一些实施例中，在测量期间所述机械连接器元件以所述针笔(例如在所述连接点及/或针笔尖端处)及主体相对于彼此(由于机械连接器公差)的小移动(小于10微米)来确保所述针笔良好连接。在多个实施例中，测量期间所述针笔及主体具有相对于彼此的小移动，针笔尖端位置测量可以利用如上所述的力量进行测量。在多个实施例中，光学地追踪所述针笔，位在针笔及主体之间多个较大移动是可被容忍的。

一可移除针笔的一潜在好处是所述针笔可以透过高温釜杀菌，如同对于多个牙齿探针目前常见做法。这是相对于通常以醇/克罗西希定(chlorhexidine)/过氧化物(peroxide)擦拭的清洁来完成的现有口内扫描器的灭菌，因为蒸压罐会损坏摄像机或其他组件。一可移除针笔的另一潜在好处是所述针可以是可抛弃式的及/或所述针笔可以在损伤或自然损伤的情况下替换而不需要所述龈下缘探针本身被替换。

一侧边连接的一潜在优点是一覆盖物(例如一软片袋)可以放置在所述龈下缘探针上以及不被所述针笔连接干扰，其是更远离龈下缘探针尖端。

多个可抛弃式部分：

选择地，所述装置的一/多个部分是可抛弃式的。在一些实施例中，所述针笔是可抛弃式的。在一些实施例中，所述装置包含一可抛弃式成像器覆盖物。在一些实施例中，所述针笔可以是容易地连接到主体及/或从主体断开。在一些实施例中，一容易地可连接/可移除针笔是可抛弃式的。

在一些实施例中，在不同病人之间进行更换的一可抛弃式覆盖物，覆盖至少一摄影机或光学窗户以减少不同病人之间感染的所述风险。图11绘示可以是可抛弃式的一覆盖物1174。覆盖物1174包含在窗户1158上的一覆盖透明部分1176。

在一些实施例中，所述针笔在具有连接所述覆盖物及主体的所述外壳的所述摄影机视野区域之外(例如在所述边)连接(或整合于)一覆盖物。在一些实施例中，针笔连接一覆盖物以形成一可抛弃式部分。在一些实施例中，针笔连接一覆盖物，及针笔与覆盖物拆成二或多个单元，其中一或多个单元是可抛弃式的。

在本发明的一示范实施例中，用来测量针笔移动的一负载单元在所述龈下缘探针本体上提供，邻近所述针笔的一预期位置。当具有一针笔的一覆盖物放置在所述龈下缘探针上，所述针笔可以通过所述负载单元(及/或其他感测器)读取。选择地，所述针笔包含一部分，其延展超过所述覆盖物朝向所述龈下缘探针。这样的延展可以辅助对准及/或相对定位。选择地或替换地，位在所述覆盖物及所述龈下缘探针本体之间的其他匹配特征是用来在所述覆盖物及/或针笔及所述龈下缘探针本体之间锁定及/或对准。在一例子中，所述匹配特征包含一环件(例如一凹口及一匹配槽)。

在一些实施例中，所述可抛弃式部分包含只有多个塑胶部分，可能具有一些金属用来确保预期刚性。选择地或替换地，所述多个可抛弃式部分包含一些电子设备(例如多个感测器、用在所述多个感测器的多个放大器及/或多个照明器，选择地具有供电装置)。在这样的多个实施例中，所述电子设备选择地包含一或多个接点，其匹配在所述龈下缘探针的一或多个接点，例如，在其一本体之上及/或在其一套筒之内。选择地或替换地，多个无线连接方法，例如蓝芽是用在所述可抛弃式电子设备及其余所述龈下缘探针之间的通讯。在一些实施例中，所述可抛弃部分可以包含多个光学元件(例如一反射器及/或一镜头)。在一些实施例中，一成像器被包含在所述多个可抛弃部分之中。

牙齿模型：

在多个实施例中，测量可以包含成像及多个针笔测量是用来产生一牙齿模型。这个牙齿模型可以例如作为或可以记录及/或结合一分开获得牙齿模型。

在一些实施例中，针笔尖端位置相对于多个龈上牙齿部分的一/多个估计是用来产生所述牙齿的一龈下表面型态的一模型。在一些实施例中，一/多个可视牙齿部分的多个影像结合龈下测量来创造所述牙齿的龈上及龈下表面型态的一模型。

选择地，相对于多个龈上牙齿部分的牙龈部分是从多个影像估计，例如通过辨认牙龈组织，例如基于颜色，以及计算在所述影像座标中的一位置。在一些实施例中，相对于多个龈上牙齿部分的牙龈位置是从先前存在的多个模型/测量(例如从数位影像、电脑断层、核磁共振扫描)来估计。在一些实施例中，相对于多个龈上牙齿部分的牙龈位置是用来产生所述牙齿的所述表面型态的一模型上的一牙龈(或齿龈)线。

在一些实施例中，一准备完成线是在所述牙齿模型上指出，例如辅助匹配一牙冠完成线到所述准备完成线。在一些实施例中，从一牙齿表面型态模型估计一准备完成线(例如通过辨认一阶梯形状)。在一些实施例中，从一龈下边缘牙齿表面型态模型估计所述准备完成线。在一些实施例中，通过所述使用者手动地扫描所述针笔尖端超过所述准备完成线或超过一预期假牙完成线，所述准备完成线及/或一假牙完成线可以被加到所述牙齿模型。选择地，所述使用者控制一使用者介面(例如一触控萤幕、基于介面的滑鼠及/或一按钮)以指定一针笔接触是用来标记而不是及/或除了测量。这样的一标线是选择地加到所述模型且可以被看见及/或其他下游使用，例如，通过一技术人员。选择地，这使一牙医能够决定及/或提供在所述牙冠的尺寸及形状上的输入值(例如它环绕所述整个牙齿与否及其中)，而不是只有一技术人员应用他自身的判断。

在本发明的一示范实施例中，这样的标线可以作为扫描过程的部分，例如，指出所述系统，其需要一较好的扫描及/或其形成位在所述龈下区域的一阶梯。选择地，所述系统使用这样的多个标线来确保获得足够的信息点，其中需要重建一牙齿模型来展示那些部分，用来根据所述多个标线需要一精确的模型。选择地或替换地，这样的标线是被实行在一萤幕上的一影像，例如在一先前存在牙齿模型的一影像上。

结合多个模型：

图15是根据本发明一示范实施例绘示用来对齐一或多个影像及/或一或多个模型的方法的一流程图。在一些实施例中，对齐多个影像来提供三维模型，例如，结合多个针笔测量及他们关联影像，所述多个影像被对齐(在一些实施例中，创造一个三维模型)。在一些实施例中，结合二或多个牙齿模型(例如从不同测量装置的多个牙齿模型)。

图15绘示结合一第一影像或模型1502与一第二影像或模型1504以产生一三维模型1512。所述多个模型(或多个影像或影像及模型)1502及1504被对齐。例如，一或更多的二维图案匹配1506、标记匹配1508及三维特征匹配可以被使用。其他影像对准方法及/或表面模型对齐方法及/或影像到表面对准方法也可以一起使用。

在一些实施例中，二维匹配是，例如，一牙齿表面的多个标记或多个图案或多个特征。在一些实施例中，二维图案匹配例如是匹配照射在一牙齿上(及/或多个牙齿及/或嘴巴结构)的一光线图案，例如通过一图案投影器。在一些实施例中，一光线图案的匹配是通过辨认在至少一影像中的所述光线图案的空间及/或波长/及或暂时编码进行以及批配所述图案到一已知基准图案或到在其他多个影像中的多个光线图案。

在一些实施例中，三维匹配是例如一/多个牙齿三维表面(包含所述预备好的牙齿及/或其他一/多个牙齿)。在一些实施例中，标记匹配是当一/多个标记在一/多个影像及/或一/多个模型二者之中，其是用来结合所述一/多个影像及/或一/多个模型。虽然参照在一些实施例中结合二个一/多个影像/一/多个模型的描述，上述用来对准的所述方法是用来对准超过二个一/多个影像/一/多个模型(例如结合在一牙齿扫描中收集的多个影像)。

在一些实施例中，一/多个标记及/或一/多个基准可以被附加(例如利用一标记或通过黏着附加)到所述预备好的牙齿及/或多个牙齿及/或其他多个嘴巴结构。在一些实施例中，所述一或多个标记是用来结合或记录所述牙齿的所述可视部分的一模型，例如所述牙齿的所述龈上部分(例如通过目前可获得口内装置、扫描印制来测量)，其具有所述牙齿的龈下或不可视部分(例如使用在本文件中描述的一或更多的所述方法或实施例来测量)。

结合二个模型的一潜在好处，如上所述，是所述龈下缘探针是较简单及/或较小/及或能够较快进行龈下扫描/及或有较低成本，因为例如所述成像器在一些实施例中，辨认一/多个标记及不测量所述牙齿的可视部分的一完整模型(例如使用图案投影及高解析度成像)。

在一些实施例中，包含一/多个标记的一预备好的牙齿的一龈上模型及选择地其他多个嘴巴结构，例如邻近的多个牙齿是被需要的。所述龈上模型是需要用来例如通过使用市售的口内扫描器或通过制作一个标准印制及把它换成三维档案。选择地，所述龈下缘探针是用来获得多个影像以及用来重建所述牙齿的所述多个龈上部分的一模型。

在一些实施例中，所述龈下缘探针是用来扫描所述多个龈下牙齿边缘以及测量所述牙齿上的多个龈下点，如上所述，其是相对于所述一/多个标记。在一些实施例中，一成像器是用来估计相对于所述主体的一/多个标记的位置。在一些实施例中，例如使用二个摄影机或具有二或更多视野角度的一单一摄影机(例如全光摄影机)。在一些实施例中，一部分的所述摄影机视野场，包含多个标记的一感兴趣区域，是在一高速率下成像(例如250赫兹)。在一些实施例中，在一/多个摄影机影像中一/多个标记的所述位置被追踪(例如通过一处理应用程式)及在扫描期间上传所述感兴趣区域，以使所述感兴趣区域在整个扫描过程中包含所述一/多个标记。

在一些实施例中，使用标记信息来使所述龈下边缘三维信息(龈下模型)结合或记录所述龈上牙齿(或多个牙齿)模型，以提供一龈下或龈上牙齿模型。理论地，需要一起结合二个三维模型、三个标记或基准。然后，在具有至少三个特征的所述牙齿上(或其他嘴巴结构)的一单一标记或基准可以提供三个基准点，用来一起结合所述二个三维模型(龈上及龈下)。在一些实施例中，所述标记包含多于或少于三个特征。在一些实施例中，所述牙齿的一/多个自然特征是用来当作一或更多标记。

在一些实施例中，龈上扫描(例如通过口内扫描、标准印制扫描、断层扫描)是不能提供在所述模型内的标记信息(例如多个颜色对比标记不能通过许多现有口内扫描器测量，因为现有口内扫描器大致上提供没有颜色对比信息的三维测量)，以及产生一无标记龈上模型。

在一些实施例中，龈下缘探针是扫描超过预备好的牙齿的一些龈上牙齿部分及/或一/多个邻近牙齿，例如通过扫描几个线段及/或经过或环绕所述可视牙齿的多个测量点，例如扫描一交叉超过所述预备好的牙齿。所述龈下缘探针之后得到相对于所述一/多个标记的龈下测量(如上所述)。相对于所述一/多个标记位置的所述龈上的龈下缘探针测量(多个扫描线或多个测量点)是用来结合所述无标记龈上模型(例如使用一或更多口内扫描器、扫描标准印制、断层扫描及/或核磁共振)以及所述龈下模型。在一些实施例中，在至少一附近牙齿上的测量(例如多个扫描线及/或多个测量点)减少在所述无标记龈上及龈下模型之间对准的一旋转错误。

可以看出，在一些实施例中，多个扫描点被加到一现有龈上模型。在其他实施例中，多个扫描点的所述收集是本身被连接以形成之后可以用一现有模型对准的一模型。在一些实施例中，同时获得二个模型。

在一些实施例中，在龈上扫描之前，其扫描是使用一扫描器而不能提供在所述模型中的标记信息时，一厚的标记(例如50微米或更厚)附加到所述牙齿。在一些实施例中，所述厚的标记附加到所述预备好的牙齿的一牙冠部分，其中所述扫描的所述精确度是较低的。所述厚的标记看起来像是在所述无标记模型的一个三维特征，其在一些实施例中是用来结合如上所述的所述无标记龈上模型(例如从不能撷取一/多个列印标记的一装置获得)以及所述龈下模型(从龈下缘探针测量)。在一些实施例中，所述一/多个厚的标记是从在模型后制程的所述结合的龈上及龈下模型移除，例如通过处理应用程式(在下面描述)。在一些实施例中，移除所述厚的标记及先前在所述标记下的所述牙齿区域被重新扫描以提供一部分的龈上模型，用以结合所述龈上及龈下模型以提供包含在所述厚的标记下的所述区域的一牙齿模型。

在一些实施例中，当所述龈上模型是一表面模型，它可能具有与其记录的多个影像及/或包含影像及/或颜色信息。这些影像可能用来对准在扫描期间通过所述龈下缘探针获得的多个影像。

钻头针笔：

选择地，所述针笔是一牙齿钻头。在一些实施例中，在所述牙齿的钻孔及/或磨平准备期间收集多个影像。在一些实施例中，在所述牙齿的准备期间如上所述使用多个方法追踪所述钻头尖端以提供所述预备好的牙齿204的所述形状。选择地，所述钻头可以具有多个颜色对比标线，类似于标线234(图2A中所示)或更适合牙齿钻头的其他标线(例如列印超过或在钻头磨料粉粒之间)。选择地，当追踪所述钻头是，不收集准备边缘完成线108的所述位置。在一些实施例中，所述准备完成线是使用相似于上面所述的一针笔进行测量。在一些实施例中，所述钻头自身当它没有旋转时，是用来作为针笔，所述钻头尖端形成针笔尖端222，用在准备完成线108的测量。在一些实施例中，所述钻头尖端或端部是用类似针笔218的一针笔来取代，选择地包含多个针笔标线234。上面所述的其他装置或方法可以用在钻头追踪。

多个示范实现：

图13根据本发明的一示范实施例绘示用来创造多个牙齿假牙的一示范方法的一流程图。所述牙医准备所述牙齿或多个牙齿(1300)予将被固定的所述假牙。在准备之后，选择地，使用另一装置或方法，例如印制、数位印制、电脑断层、核磁共振，收集所述预备好的牙齿的龈上测量(1302)。选择地，一种齿龈退后材料(gum receding material)(例如收回贴片)用在所述牙龈以使它收回远离牙齿。选择地或替换地，可以使用例如减少流血的其他材料。所述龈下缘探针装置之后开启，及所述针笔放入一开始位置(1304)。龈下缘探针之后收集测量值(1306)。测量可以例如是光学的(例如多个影像)、机泄地使用针笔追踪等(例如如上所述。在一些实施例中，例如如上所述，收集包含所述使用者环绕所述牙齿导引龈下缘探针的测量值。选择地，所述使用者可以之后确认所述牙齿(1308)及/或多个假牙模型，其例如通过一使用者介面，具有一显示器及选择地一滑鼠及/或键盘的这样的一电脑产生。选择地，所述使用者可以通过所述使用者介面及/或通过标记预期假牙完成线及/或其部分，手动地使用所述针笔把一假牙完成线加到所述假牙模型的所述牙齿上(1310)。一旦通过所述使用者收到所述假牙，它被匹配/附加到所述预备好的牙齿(1312)。所述龈上模型及龈下模型是选择地通过所述使用者结合(例如使用本机处理或送出一要求到远端伺服器)。选择地，所述使用者可以看到所述结合的模型以确定所述模型是正确的及选择地且手动地修正所述结合，例如通过旋转、扫描及/或翻转一模型及/或通过定义所述过程到使用在结合二个模型的重迭部分。替换地，他们可以通过制造所述牙齿的一诊所进行结合。选择地，所述结合是在一远端伺服器，其可以接收从所述使用者、诊所及/或二者的所述信息。选择地，充电所述远端伺服器的使用。

在一些实施例中，所述针笔保持一部分的所述牙龈远离所述牙齿在环绕所述牙齿的每一测量点(如上所述)。收集所述牙齿的多个影像，包含多个龈下部分。所述牙齿的一模型(牙齿模型)可以从所述多个收集影像来建构。在本发明的一示范实施例中，这可以使用于仅适用在龈上成像的一装置。选择地或替换地，所述装置被编程来识别所述针笔(或其他工具，例如用来收回所述牙龈的一钩子)。选择地，所述识别是用来移除所述针笔以使它不形成到所述模型。选择地或替换地，使用所述识别以使多个龈下部分是可见的位置可以被辨认(例如在所述针笔的所述尖端)。选择地，所述装置指出是否成像所述整体的龈下部分。大致上，应注意的是，如果一装置意识到所述多个龈下区域的程度及/或大致形状(例如使用一断层扫描模型或手动输入)，如果获得所述感兴趣区域的够精确及/或多个致密的样本，这样的一装置(龈下缘探针或其他扫描器)可以自动地侦测。

在一些实施例中，所述针笔保持一部分的所述牙龈远离在每一测量点的所述牙齿及所述针笔环绕所述牙齿准备完成线扫描。所述针笔的所述尖端相对于可见于所述成像器的所述多个牙齿部分的所述位置的估计是用来把一准备完成线加入从所述多个收集影像建构的所述牙齿模型。选择地，所述使用者被提示通过所述使用者介面来实行这样的一扫描(例如可视及/或音频显示器)。

图14是根据本发明一示范实施例绘示用来创造一牙齿的一个三维模型的一方法及演算法的一流程图。所述龈下缘探针放进接触所述牙齿1400的一表面的一开始位置。所述龈下缘探针之后利用所述成像器收集多个影像。从所述多个收集影像，估计相对于可视于所述成像器的一牙齿部分(可视牙齿部分)的所述成像器的所述尺寸(表面型态)1406。

在一些实施例中，所述可视牙齿部分是可视于二个摄影机。在一些实施例中，所述可视牙齿部分是一可视于至少一摄影机及一图案投影器。在一些实施例中，所述可视牙齿部分是可视于一全光摄影机的至少二可视角度。在一些实施例中，所述可视牙齿部分是可视于一多光圈摄影机的至少二光圈。在一些实施例中包含一/多个可视特征及/或一/多个标记的一牙齿部分是可视于至少一摄影机。

所述牙齿部分的所述多个尺寸的所述估计是之后使用一牙齿三维模型记录1408。选择地或替换地，所述影像结合到一模型中，例如使用本领域已知的多个牙齿模型建造方法。选择地，如果一部分的所述模型被修正，相同的修正可能会应用到所述龈下部分，其位置同时地被获得。在一些实施例中，在获得及/或重建一粗糙龈上模型的至少资料之后，获得所述多个龈下部分。

在一些实施例中，一/多个特征及/或一/多个标记位置是先天知道的或从其他视角的一/多个特征/一/多个标记位置影像使特征/标记位置能够估计，使用牙齿三维模型记录一/多个特征/一/多个标记的所述位置。在一些实施例中，所述牙齿三维模型是先前存在的，例如来自另一方法/装置(例如传统印制、数位印制、断层扫描、使用龈下缘探针的先前测量)。在一些实施例中，在测量/扫描期间通过所述龈下缘探针产生所述牙齿三维模型。选择地，通过匹配一/多个标记记录，其可以是在牙齿上的一/多个物理标记及/或出现在成像器二维影像中的多个牙齿特征(二维图案匹配)。选择地，针笔端位置(相对于多个摄影机的针笔尖端位置)测量是使用上述多个方法收集，例如通过力量感测器(例如负载单元、应力计1409)。所述针笔尖端相对于所述可视牙齿部分的所述位置(针笔尖端位置)是之后被估计1410。所述针笔尖端位置之后使用所述牙齿三维模型1412记录。如果已经测量足够牙齿位置1414，扫描结束且所述三维牙齿模型完成1416。如果更多牙齿位置被测量，所述龈下缘探针针笔是环绕所述牙齿移动到一新位置1402，其中测量1404、1409估计1406、1410及使用牙齿三维模型记录1408、1412是重复对所述新位置进行。

选择地，当扫描结束，所述使用者接收一警报或其他指示。选择地，龈下缘探针可以指引所述使用者执行额外扫描及/或所述牙齿的多个区域来扫描。选择地，一使用者显示一扫描牙齿模型的一影像，其具有欲扫描的遗漏牙齿部分或其他牙齿部分的一指引。

选择地，在一些实施例中，在图14描述的所述方法可以被重复进行，其对超过一个牙齿使用针笔测量的同时用一模型记录，来创造超过一牙齿的三维模型，例如当对一牙桥进行制造测量。选择地，在一些实施例中，所述方法可以包含对一牙齿采取针笔测量的同时记录测量及收集其他嘴巴结构的多个影像，例如其他多个牙齿、齿龈。

选择地，在一些实施例中，当环绕所述牙齿扫描时，所述使用者产生一假牙完成线及/或来自龈下缘探针针笔尖端位置的一准备完成线(例如所述使用者选择一使用者介面选项到「定义假牙完成线」及之后环绕一预期假牙完成线扫描所述针笔尖端)。

选择地及替换地，使用所述牙齿模型记录一次中超过一次的测量(例如在扫描之后)。选择地，在收集或存取一「先前存在的」模型之前，龈下缘探针测量可以被收集。

选择地，在扫描完成之后，一处理应用程式使用所述的多个采集影像及多个针笔位置来提供一较好准确度的模型。这可以是有用的，例如如果所述模型是逐步地产生。一个优化过程，例如迭代应用(iteratively applied)，可以修正所述模型的多个部分，以使所述整个错误减少。在一例子中，使用一些或所有所述获得信息的一优化演算法(例如全局优化(global optimization)或迭代最近点(Iterative Closest Point；ICP)演算法)是用来最小化所述不同处，其位在通过所述扫描过程的不同部分所产生的多点云之间。迭代最近点是选择地使用来重建来自不同扫描的二维或三维表面。在一迭代方法中，所述现存模型是作为一开始点且之后使用所述获得信息「被修正」，以便例如减少错误及/或其位在工件中。所述过程是选择地重复进行。

在本发明的一示范实施例中，当所述模型被上传时，尖端位置的所述估计被上传，及因此多个影像的所述匹配到所述模型也可以改变。选择地或替换地，在所述牙齿模型上假设(例如连续性及平滑度)及/或针笔动作是用来定义在所述模型上的约束，其是通过一全局(及/或本地)优化方法进行最小化。

用来产生牙齿假牙的系统：

选择地，龈下缘探针的多个实施例可以是用来产生一匹配牙齿假牙的一系统的部分(例如牙冠或牙桥)。图12是用来产生一匹配牙齿假牙的一系统的一实施例的一示意图。一龈下缘探针1216连接一远端处理应用程式1280。如上所述，在一些实施例中，连接是无线的且在一些实施例中连接是透过电缆。在一些实施例中，远端处理应用程式1280是完全地或部分地透过靠近所述使用者的一机器托管(例如在牙医办公室的机器)。在一些实施例中，远端处理应用程式1280是完全地或部分地通过一远端伺服器托管。在龈下缘探针1216及远端处理应用程式1280之间的通讯，在一些实施例中，是通过标准通讯技术。龈下缘探针1216收集测量值，其可以例如是光学的，例如多个影像、机械的、磁力的，及把所述测量值传送到在处理应用程式1280内部的一牙齿模型产生模块1282。牙齿模型产生模块1282产生来自所述收集测量值的所述牙齿的一模型。在一些实施例中，所述产生牙齿模型包含所述牙齿的多个龈下区域。牙齿模型产生模块1282也可以存取保存在一资料库1286中的信息。资料库1286可以预先地通过龈下缘探针保持收集测量值及/或预先地产生的一/多个牙齿模型及/或通过另一测量装置1288或多个装置(例如印制、数位印制、断层扫描、核磁共振、多个X射线影像收集信息)。一使用者，通过使用者介面1284，可以控制及/或寄出说明到龈下缘探针1216及与牙齿模型产生模块1282及资料库1286互动。

一假牙模型产生模块1290建构一假牙模型，其使用来自关于一或超过一个牙齿的信息的牙齿产生模块1282及选择地使用来自使用者介面1284的使用者说明以及选择地使用来自资料库1286的信息。在一实施例中，资料库1286包含准备之前的所述牙齿的一模型，其通过龈下缘探针或另一方法提供。在一些实施例中，准备之前的所述牙齿的一模型是用来建构一假牙模型，其匹配所述病人原来的牙齿。在一些实施例中，使用者介面1294连接假牙产生模块1290，以使例如为了建造而传送它之前，所述使用者可以看到所述假牙。在一些实施例中，所述使用者手动地指示一假牙完成线：所述使用者，通过使用者介面1284，指出在所述产生牙齿模型上或所述产生假牙模型上的所述假牙完成线。

选择地，龈下缘探针包含处理应用程式1280或龈下缘探针包含一额外处理应用程式。选择地，龈下缘探针包含一使用者介面。例如一龈下缘探针处理应用程式及使用者介面可以提供关于测量及/或产生的即时回馈以及显示导引所述使用者在测量收集上的一基本牙齿模型，以留下模型产生处理应用程式细节到处理应用程式1280。

选择地，通过从所述使用者介面来看所述牙齿模型，所述使用者评价所述牙齿准备的所述品质(例如判断是否所述边缘具有适当的形状及/或尺寸及/或是否一牙冠或牙桥是强状的及/或足够耐用)，选择地决定继续准备(例如钻孔)及再次扫描。

选择地，通过视觉地确认所述牙齿模型，所述使用者评估所述测量的所述品质，例如通过所述使用者介面。

选择地，所述处理应用程式评估所述测量的所述品质或所述扫描，例如通过确认一准备完成线被侦测(例如通过评估牙齿表面斜率及找到一准备边缘阶梯特征)。在一例子中，所述处理应用程式，通过所述使用者介面，指定应该被重新扫描的所述牙齿的一部分或多部分。应当理解的是，可以提供多个处理模型，例如在一牙医办公室，在一假牙制造诊所及/或在一远端伺服器。每一这样应用程式可以提供此处描述的只有一些或全部的功能，例如多个模块。在本发明的一示范实施例中，一或多个后述模块被提供：影像到模块记录模块、针笔尖端位置模块、影像深度撷取模块、标记分析模块、自校准模块、移动针笔追踪模块、感应器处理模块、模型结合模块、模型记录模块、影像-影像结合模块、龈上模型创造模块及/或龈下模型创造模块。一或多个所述模块的所述功能可以例如是如此处所描述。选择地，所述多个模块被提供在短暂的或非短暂的储存空间中(例如快闪记忆体及/或机械硬盘)。

在一些实施例中，所述龈下缘探针及处理应用程式产生一牙齿模型，其是物理地建构(例如通过三维列印及/或铣削)及所述物理模型是如传统及/或数位印制的领域已知，用在一假牙的建构。

值得注意的是，选择地，在所述龈上模型是通过扫描(或其他方式成像)所述病人牙齿的一铸件来获得之后，把所述龈下模型加到一龈上模型。

多个示范的校准细节：

在本发明的一示范实施例中，所述龈下缘探针成像器被校准以涉及通过至少一摄影机看见的一点或特征到相对于成像器或成像器最终光学元件的它的三维位置。这样的校准可以使用影像校准的领域中已知的多个方法。

所述校准可以包含至少一成像器摄影机「内部」参数(例如焦点长度、中心偏移、镜头失真、互补式金氧半场效电晶体像素缩放及/或歪斜因子)以及涉及摄影机彼此的「幅间」参数(例如相对位置、方位、旋转及/或偏移)，后者的情况下与多个立体摄影配置是否为被动或主动有关。在主动的情况中，所述校准选择地包含至少一图案投影器「内部」参数(例如图案、焦点长度、中心偏移、镜头失真、缩放、歪斜因子)及/或涉及所述至少一投影机及一或更多摄影机的「幅间」参数(例如例如相对位置、方位、旋转及/或偏移)。

所述校准可以被执行，例如在工厂处及/或使用或通过一已知目标。一例子是具有根据一平面被附予一见方大小的标准棋盘图案：所述可区分见方交叉点是在所述基准及得到的影像之间侦测及比较。如果通过一不同摄影机获得的一单一摄影机校准或一影像，所述基准影像可以是一理论图案。在所述得到的方格及所述基准者之间的所述偏斜可以被调制到一校准参数方程式系统及解决参数撷取。选择地，缩放也是通过成像一已知规模的一元件(例如一针笔标线)提供。

如果所述龈下缘探针掉落或遭受其他机械振动及/或热变化，校准可以重复进行，例如作为一/多个摄影机及/或一/多个投影机之间的所述几何关系可以由此改变。选择地，为了通过一牙医使用，这样的校准设置有一使用者介面。

其他应用程式：

在一些实施例中，上面所述的方法及装置是用在其他牙齿手术测量，例如为了夹层、覆盖物层及填充物的准备三维扫描。在一些实施例中，上面所述的方法及装置是用来测量植入物的连接及植入物桥台，其包含一或更多的所述植入物颈、六边形及外表面连接所述桥台。一旦被测量，一模型可以显示予一使用者及/或上传的一现有模型。例如，附近多个牙齿的一测量可以用来显示相对于其他牙齿及/或一颚部及或一断层扫描数据集的一植入物的所述方位及/或位置。

在一些实施例中，所述多个方法及装置是用来测量牙沟或牙周袋深度。所述牙沟或牙周袋深度是位在所述游离牙龈线(或齿龈线)及所述牙沟或牙周袋底部之间的所述距离。所述牙沟深度是用在评估牙周病或其他病理学病症的常见测量。为了评估一牙齿治疗的所述效果，牙周袋深度可以随时间追踪。在一些实施例中，通过施加一恒定的插入力量，同时把所述针笔插入所述牙沟或牙周袋中，其类似于使用牙周探针所使用的测量，龈下缘探针是用来测量牙沟或牙周袋深度。在一些实施例中，所述装置测量所述施加的插入力量(例如使用负载单元854及/或通过使用力量感测器923)来确认所述施加的插入力量是在一有效范围内。在一些实施例中，在本文中描述的装置及方法是用来测量其他常见牙齿或牙周标记，例如临床附加水平(Clinical Attachment Level；CAL)。

对于所述装置的另一种用途是具有在所述多个牙齿及所述齿龈上某些感兴趣的多个区域的所述标线，以使所述牙医通过一特别指定，可以接触或扫描在多个牙齿上的多个特征或在所述滑鼠中来标记他们在一牙齿或多个牙齿模型上。这样的特征可以例如是为了其他牙医或技术人员或使用者进行进一步治疗而应被标记的多个特征。一些例子包含位在所述预备好的牙齿的所述假牙部分(填充或堆积)及所述牙齿的所述有机部分(象牙质或珐琅质)之间的所述边界，其在许多情况中不能在所述口内扫描器三维模型中被看见。

另一例子是标记所述牙医想要通过手术创造的所述新齿龈线的一区域。这个过程可能会感兴趣出于美观理由来设计及展示所述结果给所述病人或其他牙医。在这个例子中，所述系统测量具有相对所述牙钉的所述齿龈的一接触处，但是显示可以例如是被覆盖在显示具有所述牙冠的所述牙齿的一个三维模型上。

另一例子是具有在一牙齿或多牙齿或口腔模型的收集标记及/或信息，用来转传给第三者，例如其他值班牙医及技术人员及/或口腔外科医生，例如用来进一步治疗及/或会诊。

选择地，收集的所述信息是展示给病人以加强关于所述治疗的信息及提供所述治疗的所述结果的视觉化解释。这种用法可以提高病人审批及治疗的验收以及增加病人满意度。

多个示范实行：

图16是一侧边附加倾斜针笔的一示意图。图16绘示一示范针笔形状，其中针笔1618接触在不是90度的一针笔倾斜角度处的预备好的牙齿1604。通过外壳1654，针笔1618附加到位在所述边的主体1620。龈下缘探针也包含一覆盖物1674，其包含一透明窗户1676、一镜子1656(最终光学元件)。

在一些实施例中，龈下缘探针包含附加到一成像器的一配接器。在一些实施例中，所述配接器包含一针笔、一覆盖物、及用来附加所述配接器到所述成像器的一连接器。在一些实施例中，负加到所述成像器的所述配接器是坚固的，例如，作为一个卡扣或螺纹附加。在一些实施例中，所述配接器连接所述成像器允许所述配接器一些移动的自由度以引起所述针笔相对于所述成像器的移动。在一些实施例中，所述针笔相对于所述成像器的所述移动可以通过光学追踪补偿。在一些实施例中，利用一现有口内扫描器使用所述配接器。在一些实施例中，所述配接器是一标准覆盖物，用在已附加一针笔的现有口内扫描器。在一些实施例中，所述成像器位在所述配接器之内。在一些实施例中，所述配接器是侧边附加到所述成像器及包含一倾斜镜子以提供具有所述针笔及所述针笔尖端的多个视野的所述成像器。在本发明的一示范实施例中，然而，所述覆盖物是制作的够坚固以避免所述针笔的不需要的移动。

在本发明的一示范实施例中，一牙医可以购买一组覆盖物或具有整合多个针笔的多个覆盖物或多个针笔(例如基于实施情况)。例如，可以提供包含10、15、40或100(或中间或更大的数字)的覆盖物、针笔、及/或整合多个针笔的覆盖物的一套组。

在一些实施例中，连接在主体1620及针笔1622之间的外壳1654包含一机制，以测量针笔移动及/或偏斜及估计尖端位置，例如，如之前所描述。在一些实施例中，连接在主体1620及针笔1622之间的外壳1654包含一机制，以移动针笔1622及测量针笔位置，例如，如之前所描述。在一些实施例中，外壳1654连接提供电力及来自外壳1964的读取信息的电子元件。在一些实施例中，外壳1654提供只有位在针笔1622及主体1620之间的机械连接，以及针笔尖端位置是通过成像器测量，例如，如之前所描述。在一些实施例中，外壳1654包含用来通过外壳1654以连接针笔1622及主体1620的一连接器1655。在一些实施例中，用来连接针笔1622及外壳1654的连接器1655包含一释放按钮1656，用在针笔1622的简单释放。在一些实施例中，针笔1622是可抛弃式的。在一些实施例中，外壳1654及针笔1622是一单一可抛弃式单元。

图17是包含附加到一成像器的一镜子侧的一配接器的一示意图。一配接器1778包含通过外壳1754附加到一覆盖物1774的一针笔1718。在一些实施例中，外壳1754包含如前面描述的一/多个执行器，及/或一/多个感测器(例如负载感测器)。覆盖物1774包含一镜子1756、在一进入光圈1758上的一透明窗户1776。覆盖物附加到一成像器1730。

图18是根据本发明的一示范实施例的覆盖包含一光学镜子的一成像器的一部分的一配接器的一示意图。如图所示，图18是示意地绘出具有通过形状像是一覆盖物1874的一配接器而附接到一成像器1820的一针笔的一龈下缘探针。所述配接器包含一针笔1818、一外壳1854以及一覆盖透明部分1876。成像器包含一成像器主体1820、一或多个摄影机1832及选择地一镜子1856。覆盖物1878覆盖一部分的一成像器主体1820。外壳1854连接针笔1818及覆盖物1874。

在一些实施例中，针笔1822是通过外壳1854刚性地连接覆盖物1874。选择地，覆盖物1874可以利用通过附加机制提供的机械压力刚性地固定到成像器1820及可以选择地通过压下一释放按钮释放。

在一些实施例中，连接位在覆盖物1874及针笔1822之间的外壳1854包含一机制来测量针笔移动及/或偏斜及估计针笔位置，例如，如前面所描述。在一些实施例中，连接位在覆盖物1874及针笔1822之间的外壳1854包含一机制来移动针笔1822及测量针笔位置，例如，如前面所描述。在一些实施例中，外壳1854是通过电线连接(图18中未绘示)从外壳1854提供电力及读取信息的电子单元。在一些实施例中，外壳1854也是通过位在覆盖物1874及成像器(图18中未绘示)之间的一电子接触电子地连接到成像器1820来提供从外壳1854的电力及/或读取信息。在一些实施例中，外壳1854提供只有位在针笔1922及覆盖物1874之间的机械连接，针笔位置通过成像器测量，例如，如前面所述。在一些实施例中，外壳1854包含一连接器，用来通过外壳1854连接针笔1822及覆盖物1874。在一些实施例中，针笔1822是可抛弃式的。在一些实施例中，覆盖物1874及针笔1822是一单一可抛弃式单元。

图19是根据本发明的一示范实施例的具有通过配接器1930附加于成像器1920的一针笔的一龈下缘探针的一示意图。选择地，针笔1922是刚性地连接配接器1930。在一些实施例中，配接器1930可以利用通过一附加机制提供的机械压力刚性地固定到成像器1820及/或可以选择地通过压下一释放按钮1918释放。在本发明的一示范实施例，成像器1920包含一窗户1958及可以包含一镜子1956，例如如图19所示，或其他光学元件。

在一些实施例中，连接位在配接器1930及针笔1922之间的外壳1954包含一机制来测量针笔移动及/或偏斜及估计针笔位置，例如如前面所述。在一些实施例中，连接位在配接器1930及针笔1922之间的外壳1954包含一机制来移动针笔1922及测量针笔位置，例如如前面所述。在一些实施例中，外壳1954是通过电线(在图19处未绘示)连接从外壳1954提供电力及读取信息的电子单元及包含提供电力到外壳1954的一电力来源。在一些实施例中，外壳1954也是通过位在配接器1930及成像器1920(在图19处未绘示)之间的一电子接触电性地连接成像器1920，来提供从外壳1954的电力及/或读取信息。在一些实施例中，外壳1954提供只有位在针笔1922及配接器1930之间的机械连接，及针笔位置通过成像器测量，例如，如前面所述。在一些实施例中，外壳1954包含一连接器，用来通过外壳1954连接针笔1922及配接器1930。在一些实施例中，针笔1922是可抛弃式的。在一些实施例中，配接器1930及针笔1922是一单一可抛弃式单元。

在一些实施例中，成像器1820及/或1920是一独立三维口内扫描器，例如一市售口内扫描器。在一些实施例中，口内扫描器的所述软体是修正来包含用在从成像器的针笔位置的偏斜的多个部件及结合它与牙齿模型。选择地或替换地，口内扫描器的所述软体是修郑来包含用来移除针笔影像的多个部件，其来自用于创造所述牙齿模型的多个影像。在一些实施例中，口内扫描器的所述软体是修正来包含使用来自额外感测器的信息的多个部件，其用以估计针笔位置及/或结合用来获得一牙齿模型的信息。

在一些实施例中，贴合所述覆盖物1874及/或配接器1930及所述成像器1820是刚性的。在一些实施例中，所述配接器连接到所述成像允许所述配接器移动的一些自由度，其允许所述针笔相对于所述成像器的移动。在一些实施例中，所述针笔相对于所述成像器的所述移动是通过使用光学追踪及修正的测量来补偿。在一些实施例中，一成像器位在所述配接器内部。

如这里所使用的用语「大致(about)」指±20％。

所述用语「包括(comprises)」、「包括(comprising)」、「包含(includes)」、「包含(including)」、「具有(having)」及他们的结合是意谓着「包含但不限于」。

所述用语「以…组成(consisting of)」意谓「包含且限制于」。

所述用语「基本上以…组成(consisting essentially of)」意谓着所述组成、方法或结构可能包含另外的成分、步骤及/或部件，但仅当所述另外的成分，步骤和/或部件不实质上改变所要求保护的组合物，方法或结构的基本和新颖特征。

如此处所使用的所述单数形式「一(a)」、「一(an)」及「所述(the)」包含复数形式，除非上下文另有明确规定。例如，所述用语「一组成物」或「至少一组成物」可能包含多个组成物，包含他们的混合物。

在整个本申请中，本发明的各种实施方式能以范围的形式表示。应当理解，范围形式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应该被解释为对本发明的范围的硬性限制。因此，一范围的描述应当被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及在那范围内的单个数值。例如，一范围的描述例如从1到6个，应考虑到有具体公开的子范围如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2至6、从3到6等等，以及在所述范围内的个体数，例如，1，2，3，4，5，和6。这适用于无论所述范围的所述幅度。

每当在本文中所指出的一数值范围，它是指包含在指示的范围内的任何引用数字(分数或整数)。所述片语「范围(ranging)/范围(ranges)之间(between)」在第一指示数字和第二指示数字以及「范围(ranging)/范围(ranges)从(from)」第一指示数字「到(to)」第二指示数字在本文中是可互换使用的并且意味着包含所述第一和第二指示数字“范围内/范围之间”和其间的所有分数和整数数字。

可以理解的是，本发明的某些特征，其中，为清楚起见在单独实施例的上下文中描述，也可以提供在单个实施例中组合。相反地，本发明的各种特征，为简明起见在单个实施例的上下文中描述，也可以分别地或以任何合适的子组合或作为适于在本发明的任何其他描述的实施例提供的。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施方案的必要特征，除非所实施例没有这些元件的话无法操作。

Claims (55)

1.一种用来测量在一嘴巴中的一牙齿的多个区域的方法，其特征在于，包括：

提供耦合到一成像器的一针笔，所述针笔包含一尖端；

所述针笔的尖端接触所述牙齿的一表面上的至少一表面点；

通过使用所述成像器撷取包含一可见牙齿部分及除了所述尖端外的所述针笔的一可见部分的至少一影像，判断所述可见牙齿部分的一位置；及从所述可见牙齿部分及所述针笔的可见部分中的所述至少一影像估计所述表面点相对于所述可见牙齿部分的一位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接触包括：

接触在所述牙齿的一龈下表面上的至少一表面点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：包括：

利用所述针笔的一已知尺寸来校正所述成像器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：包含：

侦测所述尖端与所述位置的一接触处。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接触包含：

当沿着所述牙齿的一表面扫描所述尖端时进行测量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述扫描包含：

当与一牙齿表面保持接触时，在一大致为冠状根尖方向上振动所述针笔。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述判断包含：

侦测所述针笔的一非轴向偏斜。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述判断包含：

判断在三维中的一针笔尖端位置。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述判断一针笔尖端位置包含：

分析所述影像中的一影像漏光。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述针笔是一探针本体的部分，包括一成像器最终光学元件。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述至少一影像包含至少一标记。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更包含：

利用所述估计的位置产生一测量牙齿模型。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述产生包含：

记录具有一现存牙齿模型的所述可见牙齿部分；及

扩展具有所述表面点的所述位置的所述现存牙齿，来创造所述测量牙齿模型。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述记录包含：

记录已取得的所述至少一影像，用在判断所述模型。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述记录包含：

利用在所述牙齿上的一标记来进行记录。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述记录包含：

产生一个三维模型，及记录所述三维模型到所述现存牙齿模型。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述产生一个三维模型包含：

产生一点云数据，及记录所述点云数据到所述现存牙齿模型。

18.如权利要求12所述的方法，其特征在于：包含：

从所述估计的位置产生一牙齿模型，及使已产生的所述测量牙齿模型与一不同牙齿模型相组合。

19.如权利要求12所述的方法，其特征在于：包含：

重复执行多个表面点的数个位置的所述接触、判断与估计。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于：包含：

从多个已估计的位置产生一龈下模型。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于：包含：

在所述判断期间，照明所述牙齿。

22.如权利要求1所述的方法，其特征在于：包含：

也估计不在所述牙齿上的至少一位置。

23.如权利要求1所述的方法，其特征在于：包含：

通过一电脑把一型态资讯与所述位置连结，以在所述接触前通过一电脑系统回应到使用者指引或指示的其中一者或二者。

24.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述针笔包含至少一针笔标记；

其中所述影像包含所述至少一针笔标记；

其中所述判断包含：判断所述至少一针笔标记的一位置。

25.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述针笔包含至少一针笔标记；

其中所述判断一针笔尖端位置包含：分析在所述影像中的一标记影像漏光。

26.一种用来测量一牙齿的多个区域的装置，其特征在于，包括：

一主体，包含一成像器的一最终光学元件，所述最终光学元件定义指向一第一方向上的一光学视场；

一延伸测量元件，耦合到所述主体，且大致在所述第一方向上延伸，所述延伸测量元件具有一尖端；

其中所述延伸测量元件的尖端的尺寸及形状被设定成用来把所述尖端插入到一牙齿与邻近的牙龈之间；

一电路，配置用来从通过所述成像器获得的一影像来估计所述尖端相对于一可见牙齿部分的一位置，其中所述影像包含所述可见牙齿部分及所述延伸测量元件的一可见部分，但不包含所述尖端；

其中位在所述尖端与所述主体之间的一距离是足够小，以使所述装置可以匹配一成人嘴巴内部；及

其中所述光学视场的尺寸被设定成用以当通过所述尖端接触这样的牙齿时，对一牙齿的至少部分进行成像。

27.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述尖端是由比牙齿象牙质软的一材质所形成或覆盖。

28.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述延伸测量元件是一针笔的形式。

29.如权利要求28所述的装置，其特征在于：所述针笔是可挠的。

30.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含至少一感测器，其感测所述尖端与所述牙齿的接触。

31.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含至少一感测器，其侦测所述延伸测量元件的一偏斜。

32.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含至少一感测器，其侦测所述尖端的一移动。

33.如权利要求30至32任一项所述的装置，其特征在于：所述感测器是位在所述延伸测量元件及所述主体之间的一耦合处。

34.如权利要求30至32任一项所述的装置，其特征在于：所述感测器是位在或邻近所述尖端。

35.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含在一制动器，以在一扫描图形中移动所述尖端。

36.如权利要求35所述的装置，其特征在于：所述扫描图形包含一垂直扫描。

37.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述光学视场包含至少二重迭的视场。

38.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含所述成像器。

39.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述最终光学元件包含一镜子。

40.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述延伸测量元件包含位在所述视场内的至少一记号或光源。

41.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含至少一照射元件，以照射所述牙齿及所述延伸测量元件。

42.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含一覆盖物，其上安装有所述延伸测量元件。

43.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述尖端是比邻近所述尖端的所述延伸测量元件的一厚度更厚。

44.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述尖端是圆形的。

45.如权利要求26任一项所述的装置，其特征在于：所述电路基于通过所述成像器所获得的影像来估计所述尖端在三维中相对于所述主体的一移动。

46.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含电路，用来利用所述估计的位置产生所述牙齿的一表面，其包含至少一龈下表面部分。

47.如权利要求26所述的装置，其特征在于：包含电路，用来把所述尖端的一接触处当作一输入处，用来对一牙齿模型标记额外信息。

48.如权利要求26所述的装置，其特征在于：所述延伸测量元件连接到一连接器，所述连接器具有一内部几何结构配置用来安装在一口内扫描器上。

49.如权利要求48所述的装置，其特征在于：所述连接器包含一覆盖物，其具有用在所述成像器的一密封窗口。

50.如权利要求26所述的装置，其特征在于所述主体是配置成牢固附着到一手持探针上，所述最终光学元件包含一镜子。

51.一系统，其特征在于，包含：

一延伸测量元件，具有一尖端适合放置到一牙龈与一牙齿之间；

一成像器，被配置为获得一可见牙齿部分及所述延伸测量元件的一可见部分的一影像，但不包含所述尖端；及

电路，配置用来分析通过所述成像器获得的所述影像，及用以当所述牙齿是通过所述尖端而接触且当所述尖端是不可见的位在所述牙龈及所述牙齿之间时，则重建所述尖端相对于所述可见牙齿部分的一位置。

52.一种口内扫描器，其尺寸被设定成用来扫描一牙齿的口内用途，其特征在于，包含：

一如权利要求26所述的装置；

至少一光源；及

其中所述电路还配置用来从所述成像器利用来自所述光源的光所获得的多个影像重建一牙齿的一形状，

其中所述电路是操作用来辨认一工具，所述工具用来收回不是作为所述牙齿的部分的一牙龈。

53.如权利要求52所述的口内扫描器，其特征在于：所述电路基于在多个不同影像中的所述工具的移动，来辨识所述工具。

54.如权利要求52所述的口内扫描器，其特征在于：当建立所述重建的一龈下部时，所述电路辨识靠近所述工具的一尖端的影像部分作为多个欲考虑的部分。

55.如权利要求1所述的方法，所述方法包含口内扫描所述牙齿，其特征在于，还包含：

在扫描期间，通过所述针笔确认一牙龈的收回；及

重建所述牙齿的一模型，在此期间不把所述针笔的一影像并入到所述模型，但并入通过所述收回露出所述牙齿的一部分。