CN109124576A - 可自动对焦的口腔扫描机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可自动对焦的口腔扫描机，其包含壳体部，壳体部包含相对的第一端和第二端，该第一端具有第一开口，且壳体部具有第一腔体，口腔扫描机包含：投影单元，位于该第一腔体内，用于发射第一光线并自该第一开口到达待扫描牙齿，第一光线自该待扫描牙齿的表面反射并形成第二光线；取像单元，位于该第一腔体内，用于接收第二光线；距离检测单元，邻近第一开口设置，用于检测第一开口与待扫描牙齿之间的第一距离；可调焦透镜筒组，可移动地设置于第一腔体内；以及处理单元，与投影单元、取像单元和距离检测单元电性连接以实现通讯。本发明能够自动对焦，顺利完成患者所有牙齿的三维扫描影像的拼接，得到患者的牙齿模型，操作十分方便。

Description

可自动对焦的口腔扫描机

技术领域

本发明涉及一种口腔扫描机，尤其是能够自动对焦的口腔扫描机。

背景技术

在口腔修复过程中，口腔医生经常会利用口腔扫描机扫描患者的牙齿，获取患者每一个牙齿的三维扫描影像，然后将同一个患者的所有牙齿的三维扫描影像进行拼接形成牙齿模型，从而能够根据该牙齿模型来了解患者的牙齿状况。此外，在临床口腔诊疗中，口腔医生还可以在治疗的各个阶段分别获取患者的牙齿模型，将各阶段的牙齿模型进行对比，可方便口腔医生了解对患者的治疗效果，提高口腔诊疗的准确性。

然而，在使用现有的口腔扫描机时，操作者必须使口腔扫描机的扫描端与牙齿的距离为一固定值，这样采集到的三维扫描影像才能准确且清晰，若操作者的手抖动会导致牙齿的三维扫描影像模糊，易造成扫描结果不准确。

发明内容

鉴于现有技术中的问题，本发明提供一种可自动对焦的口腔扫描机，能够自动对焦，一次性完成牙齿的三维扫描影像拼接，使用方便，节约时间，操作简单。

本发明提供一种可自动对焦的口腔扫描机，其包含壳体部，该壳体部包含相对的第一端和第二端，该第一端具有第一开口，且该壳体部具有第一腔体，该口腔扫描机包含：

投影单元，用于发射第一光线并自该第一开口到达待扫描牙齿，该第一光线自该待扫描牙齿的表面反射并形成第二光线，该投影单元位于该第一腔体内；

取像单元，用于接收该第二光线，该取像单元位于该第一腔体内；

距离检测单元，邻近该第一开口设置，该距离检测单元用于检测该第一开口与该待扫描牙齿之间的第一距离；

可调焦透镜筒组，可移动地设置于该第一腔体内，且该可调焦透镜筒组设置在该投影单元及该取像单元与该第一开口之间，使得该第一光线和该第二光线在传播时均穿过该可调焦透镜筒组；以及

处理单元，与该投影单元、该取像单元和该距离检测单元电性连接以实现通讯，

其中，于使用时，该距离检测单元测量该第一开口与该待扫描牙齿之间的该第一距离，并将包含该第一距离的第一信号发送至该处理单元，该处理单元接收该第一信号，并根据该第一距离控制该可调焦透镜筒组移动而处于与该第一距离相匹配的第一状态，以使得该第二光线经过该可调焦透镜筒组聚焦而形成清晰的扫描影像。

作为可选的方案，该可调焦透镜筒组包含第一透镜筒和第二透镜筒，该投影单元发出的该第一光线穿过该第一透镜筒而到达该待扫描牙齿，该第二光线穿过该第二透镜筒而聚焦形成该扫描影像。

作为可选的方案，该口腔扫描机还设置有反射镜，该反射镜邻近该第一开口设置，该投影单元发出的该第一光线穿过该第一透镜筒后到达该反射镜，然后自该反射镜表面反射至该待扫描牙齿上，该第二光线经过该反射镜表面反射后穿过该第二透镜筒而到达该取像单元。

作为可选的方案，于使用时，该待扫描牙齿在该反射镜里所成的正立的虚像与该第一透镜筒的中心之间的距离等于该第一透镜筒的焦距；该待扫描牙齿在该反射镜里所成的正立的虚像与该第二透镜筒的中心之间的距离等于该第二透镜筒的焦距。

作为可选的方案，该第一透镜筒包含第一中空筒体及多个第一透镜，该多个第一透镜设置于该第一中空筒体内，该第一中空筒体邻近该壳体部的外壁上设有第一齿条，该壳体部上对应设有第一齿轮和第一步进电机，该第一齿轮与该第一齿条啮合，当该第一齿轮转动时，该第一中空筒体随着该第一齿轮的转动而移动，且该第一齿轮与该第一步进电机连接，且该第一步进电机与该处理单元电性连接，当该处理单元接收该第一信号，该处理单元根据该第一信号发送第二信号至该第一步进电机，该第一步进电机根据该第二信号控制该第一齿轮转动第一目标转动角度以使得该第一透镜筒处于该第一状态。

作为可选的方案，当该处理单元接收该第一信号，该第一中空筒体位于第一当前位置，该处理单元根据该第一距离确定该第一中空筒体的第一目标位置，并根据该第一当前位置及第一目标位置的差值确定该第一目标位移，该处理单元根据该第一目标位移与该第一齿轮的分度圆周长来确定该第一目标转动角度，该处理单元将包含该第一目标转动角度的该第二信号发送至该第一步进电机。

作为可选的方案，该处理单元储存有第一目标位移与第一旋转步阶关系查询表，该第一目标位移与第一旋转步阶关系查询表包含多组第一目标位移与对应的第一步进电机旋转的第一目标转动角度的数值。

作为可选的方案，于使用时，定义该第一距离为d1，定义该第一透镜筒的焦距为f1，定义该第一中空筒体的中心与反射镜的距离为d2，定义该第一齿轮的分度圆周长为c1，定义该第一步进电机的第一目标转动角度为θ1，则各参数满足以下关系：θ1＝360°*(d1+d2-f1)/c1。

作为可选的方案，该第二透镜筒包含第二中空筒体及多个第二透镜，该多个第二透镜设置于该第二中空筒体内，该第二中空筒体邻近该壳体部的外壁上设有第二齿条，该壳体部上对应设有第二齿轮和第二步进电机，该第二齿轮与该第二齿条啮合，当该第二齿轮转动时，该第二中空筒体随着该第二齿轮的转动而移动，且该第二齿轮与该第二步进电机连接，且该第二步进电机与该处理单元电性连接，当该处理单元接收该第一信号，该处理单元根据该第一信号发送第三信号至该第二步进电机，该第二步进电机根据该第三信号控制该第二齿轮转动第二目标转动角度θ2以使得该第二透镜筒处于该第一状态。

作为可选的方案，于使用时，定义该第二透镜筒的焦距为f2，定义该第二中空筒体的中心与该反射镜的距离为d3，定义该第二齿轮的分度圆周长为c2，定义该第二步进电机的第二目标转动角度为θ2，则各参数满足以下关系：θ2＝360°*(d1+d3-f2)/c2。

与现有技术相比，本发明中所述距离检测单元能够实时检测该第一开口与该待扫描牙齿之间的第一距离，并将包含该第一距离的第一信号发送至该处理单元，该处理单元接收该第一信号，并根据该第一距离控制该可调焦透镜筒至指定位置，从而实现自动对焦，即使操作者的手抖动或者在扫描过程中该第一距离的数值发生变化，本发明所述可自动对焦的口腔扫描机也能够得到患者的每一颗牙齿的清晰三维扫描影像，从而顺利完成患者所有牙齿的三维扫描影像的拼接，得到患者的牙齿模型，操作十分方便。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的可自动对焦的口腔扫描机的立体示意图；

图2为本发明的可自动对焦的口腔扫描机一实施例的局部立体示意图；

图3为图2的局部放大示意图；

图4为本发明的自动调焦的口腔扫描机一实施例的剖面示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参考图1至图4，图1为本发明的可自动调焦的口腔扫描机的立体示意图，图2为本发明的可自动对焦的口腔扫描机一实施例的局部立体示意图，图3为图2的局部放大示意图，图4为本发明的自动调焦的口腔扫描机一实施例的剖面示意图。本发明的可自动对焦的口腔扫描机100包含壳体部110、投影单元120、取像单元130、距离检测单元190、可调焦透镜筒组和处理单元(未绘示)，其中，壳体部110包含相对的第一端111和第二端112，壳体部110的第一端111具有第一开口111a，距离检测单元190临近第一开口111a设置(见图4)，本实施例中，距离检测单元190可为红外线测距传感器、超声波测距传感器或雷达测距传感器。

如图2至图4所示，壳体部110还具有第一腔体113，投影单元120、取像单元130、可调焦透镜筒组和处理单元均安装在第一腔体113内，且投影单元120与取像单元130并列设置。此外，可调焦透镜筒组可在第一腔体113内移动，可调焦透镜筒组安装在投影单元120及取像单元130与第一开口111a之间，即，可调焦透镜筒组既在投影单元120与第一开口111a之间，又在取像单元130与第一开口111a之间。在本实施例中，可调焦透镜筒组包含第一透镜筒140和第二透镜筒150，其中，第一透镜筒140安装在投影单元120与第一开口111a之间，第二透镜筒150安装在取像单元130与第一开口111a之间。

本发明中，投影单元120、取像单元130和距离检测单元190分别与处理单元电性连接以实现通讯，其中，于使用时，距离检测单元190测量第一开口111a与待扫描牙齿200之间的第一距离d1(距离检测单元190实际测量的是距离检测单元190与待扫描牙齿200之间的距离，但由于距离检测单元190邻近第一开口111a设置，故可视为第一开口111a与待扫描牙齿200之间的距离)，并将包含第一距离d1的第一信号发送至处理单元；处理单元接收第一信号，并根据第一距离d1控制可调焦透镜筒组移动而处于与第一距离d1相匹配的第一状态，然后投影单元120发出第一光线X，第一光线X穿过第一透镜筒140到达待扫描牙齿200，第一光线X在待扫描牙齿200的表面反射形成第二光线Y，第二光线Y穿过第二透镜筒150后聚焦形成清晰的扫描影像并被取像单元130接收。

本发明的可自动对焦的口腔扫描机能够通过距离检测单元实时检测第一开口111a与待扫描牙齿200之间的第一距离d1，并将包含第一距离d1的第一信号发送至处理单元，处理单元接收第一信号，并根据第一距离d1控制可调焦透镜筒至指定位置，从而实现自动对焦，故无论口腔扫描机与待扫描牙齿之间的距离远近，取像单元130均能够接收到待扫描牙齿200的清晰影像。

实际操作中，投影单元120可投射第一图案，第一图案被投射出后形成上述第一光线X，第一光线X在待扫描的牙齿200表面反射形成第二光线Y，第二光线Y穿过第二透镜筒150后可形成对应上述第一图案的第二图案，由于牙齿200的表面具有纹理或者凹凸等特征，使得第二图案与第一图案不同，处理单元根据第二图案与第一图案的差异来建立对应牙齿200的三维扫描影像，并可将患者口腔内的所有牙齿200的三维扫描影像进行拼接得到患者的牙齿200模型。

实际操作中，本发明的可自动对焦的口腔扫描机100还设置有反射镜160，反射镜160邻近第一开口111a设置。口腔扫描机100工作时，投影单元120发出的第一光线X穿过第一透镜筒140后到达反射镜160，然后自反射镜160表面反射至待扫描牙齿200上，然后自待扫描牙齿200反射第二光线Y至反射镜160表面，接着第二光线Y自反射镜160表面反射后穿过第二透镜筒150而到达取像单元130。反射镜160的设置可以改变第一光线X和第二光线Y的传播方向，使得光线可以自投影单元120顺利到达待扫描牙齿200并自待扫描牙齿200顺利回到取像单元130，从而使操作者能够方便的扫描患者牙齿200的内外侧面。

实际操作中，当可调焦透镜筒组处于与第一距离d1相匹配的第一状态时，待扫描牙齿200在反射镜160里所成的正立的虚像与第一透镜筒140的中心之间的距离等于第一透镜筒140的焦距；待扫描牙齿200在反射镜160里所成的正立的虚像与第二透镜筒150的中心之间的距离等于第二透镜筒150的焦距。在这种状态下，无论操作者手持本发明的可自动对焦的口腔扫描机100时手是否抖动或者上下移动，由于可调焦透镜筒可根据第一开口111a与待扫描牙齿200之间的第一距离来进行自身位置调整，从而待扫描牙齿200在反射镜160里所成的正立的虚像始终位于第一透镜筒140、第二透镜筒150的焦点上，使得投影单元120投射出的第一图案能够清晰地在牙齿200上显现，自牙齿200反射回的第二光线Y在穿过第二透镜筒150聚焦后也形成清晰的第二图案，则对应每一颗牙齿200的三维扫描影像也更精确，所有牙齿200的三维扫描影像拼接后得到的牙齿200模型也更准确。

本发明中，第一透镜筒140包含第一中空筒体140a及多个第一透镜140b，多个第一透镜140b设置于第一中空筒体140a内，第一中空筒体140a邻近壳体部110的外壁上设有第一齿条140c，壳体部110上对应设有第一齿轮170a和第一步进电机180a，第一齿轮170a与第一齿条140c啮合，当第一齿轮170a转动时，第一中空筒体140a将随着第一齿轮170a的转动而移动。本实施例中第一齿轮170a的中心与第一步进电机180a的转轴连接，则当第一步进电机180a的转轴转动时，第一步进电机180a的转轴的转动角度与第一齿轮170a的转动角度相等。

实际操作中，第一步进电机180a可与处理单元电性连接，当处理单元接收到包含第一距离d1的第一信号后，此时第一中空筒体140a位于第一当前位置P0，处理单元根据上述第一距离d1确定第一中空筒体140a的第一目标位置P1，并根据第一当前位置P0及第一目标位置P1确定第一目标位移s1，处理单元根据第一目标位移s1与第一齿轮170a的分度圆周长来确定第一目标转动角度θ1，处理单元将包含第一目标转动角度θ1的第二信号发送至第一步进电机180a，第一步进电机180a根据第二信号控制第一齿轮170a转动第一目标转动角度θ1以使得第一齿条140c移动第一目标位移s1，从而使得第一中空筒体140a自第一当前位置P0移动至上述第一目标位置P1，此时第一透镜筒140处于上述与第一距离d1相匹配的第一状态。

实际操作中，定义当第一中空筒体140a位于第一当前位置P0时第一中空筒体140a的中心与反射镜160的距离为d2，定义当第一中空筒体140a位于第一目标位置P1时第一中空筒体140a的中心与反射镜160的距离为d10，第一目标位移为s1，则可得到：

s1＝d2-d10……………………公式11

当s1的值大于零时，则说明第一中空筒体140a位于第一当前位置P0时其中心与反射镜160之间的距离大于第一中空筒体140a位于第一目标位置P1时其中心与反射镜160之间的距离，如图4所示，第一中空筒体140a需要沿着第一方向A1移动s1；当s1的值小于零时，则说明第一中空筒体140a位于第一当前位置P0时其中心与反射镜160之间的距离小于第一中空筒体140a位于第一目标位置P1时其中心与反射镜160之间的距离，如图4所示，第一中空筒体140a需要沿着第二方向A2移动(-s1)；第一方向A1与第二方向A2的方向相反。

变形后，得到：

d10＝d2-s1……………………公式12

本实施例中，定义第一透镜筒140的焦距为f1，则可得到：

f1＝d1+d10……………………公式13

将公式12代入公式13，则可得到：

f1＝d1+d2-s1……………………公式14

稍作变形，则可得到：

s1＝d1+d2-f1……………………公式15

其中，f1为固定的已知参数，d1为距离检测单元190测量到的参数，s1为需要计算的未知参数，d2可为已知参数也可为需要测量的参数。故，知晓d2的数值后，即可计算出s1的具体数值。实际中，知晓d2的方式例如为：(1)可在壳体部110上设置初始位置，在每一次本发明的口腔扫描机100使用前将第一中空筒体140a移动回归至该初始位置，每次使用时d2为已知参数；(2)于第一中空筒体140a上设置一个距离检测单元用于检测第一中空筒体140a的中心与反射镜160之间的距离，从而便于知晓第一中空筒体140a在第一当前位置P1时其中心与反射镜160之间的距离。

实际操作中，定义第一齿轮170a的分度圆周长为c1，第一步进电机180a的第一目标转动角度为θ1，则可得到：

θ1＝360°*s1/c1……………………公式16

如图4所示，当θ1的值大于零时，第一齿轮170a沿着第一转动方向B1旋转以带动第一中空筒体140a沿着第一方向A1移动，当θ1的值小于零时，第一齿轮170a沿着第二转动方向B2旋转以带动第一中空筒体140a沿着第二方向A2移动，第一转动方向B1与第二转动方向B2的旋转方向相反，例如第一转动方向B1为顺时针方向，第二转动方向B2为逆时针方向。其中c1为固定的已知参数，θ1为需要计算的未知参数。

由公式15和公式16可得到：

θ1＝360°*(d1+d2-f1)/c1……………………公式17

从而，根据公式17即可知晓将第一中空筒体140a自第一当前位置P0移动至第一目标位置P1所需要第一齿轮170a旋转的角度及方向。

实际操作中，处理单元内还可存储有第一目标位移-第一旋转步阶关系查询表，第一目标位移-第一旋转步阶关系查询表包含多组第一目标位移s1与对应的第一步进电机180a旋转的第一目标转动角度θ1的数值。如下表1所示，例如当第一目标位移s1的具体值为a1时，则第一目标转动角度θ1的数值为b1，当a1为大于零的数值时，则说明第一中空筒体140a需沿着第一方向A1移动，则第一齿轮170a需沿着第一转动方向B1旋转；当a1为小于零的数值时，则说明第一中空筒体140a需沿着第二方向A2移动，则第一齿轮170a需沿着第二转动方向B2旋转；当第一目标位移s1的具体值为a2时，则第一目标转动角度θ1的数值为b2；当第一目标位移s1的具体值为a3时，则第一目标转动角度θ1的数值为b3。

表1：第一目标位移-第一旋转步阶关系查询表

s1	a1	a2	a3
				θ1	b1	b2	b3

这样一来，当处理单元计算出第一目标位移s1的值时，无需再进行其它运算步骤，仅需要查询第一目标位移-第一旋转步阶关系查询表就可以直接知晓第一步进电机180a的第一目标转动角度θ1，节省了处理器的计算时间，从而使本发明的口腔扫描机的调焦反应更快，灵敏度更高。

与第一透镜筒140类似，本发明中，第二透镜筒150包含第二中空筒体150a及多个第二透镜150b，多个第二透镜150b设置于第二中空筒体150a内，第二中空筒体150a邻近壳体部110的外壁上设有第二齿条150c，壳体部110上对应设有第二齿轮170b和第二步进电机180b，第二齿轮170b与第二齿条150c啮合，当第二齿轮170b转动时，第二中空筒体150a将随着第二齿轮170b的转动而移动。本实施例中第二齿轮170b的中心与第二步进电机180b的转轴连接，则当第二步进电机180b的转轴转动时，第二步进电机180b的转轴的转动角度与第二齿轮170b的转动角度相等。

实际操作中，第二步进电机180b可与处理单元电性连接，当处理单元接收到包含第一距离d1的第一信号后，此时第二中空筒体150a位于第二当前位置P2，处理单元根据上述第一距离d1确定第二中空筒体150a的第二目标位置P3，并根据第二当前位置P2及第二目标位置P3确定第二目标位移s2，处理单元根据第二目标位移s2与第二齿轮170b的分度圆周长来确定第二目标转动角度θ2，处理单元将包含第二目标转动角度θ2的第三信号发送至第二步进电机180b，第二步进电机180b根据第三信号控制第二齿轮170b转动第二目标转动角度θ2以使得第二齿条150c移动第二目标位移s2，从而使得第二中空筒体150a自第二当前位置P2移动至上述第二目标位置P3，此时第二透镜筒150处于上述与第一距离d1相匹配的第一状态。

实际操作中，定义当第二中空筒体150a位于第二当前位置P2时第二中空筒体150a的中心与反射镜160的距离为d3，定义当第二中空筒体150a位于第二目标位置P3时第二中空筒体150a的中心与反射镜160的距离为d20，第二目标位移为s2，则可得到：

s2＝d3-d20……………………公式21

当s2的值大于零时，则说明第二中空筒体150a位于第二当前位置P2时其中心与反射镜160之间的距离大于第二中空筒体150a位于第二目标位置P3时其中心与反射镜160之间的距离，如图4所示，第二中空筒体150a需要沿着第一方向A1移动s2；当s2的值小于零时，则说明第二中空筒体150a位于第二当前位置P2时其中心与反射镜160之间的距离小于第二中空筒体150a位于第二目标位置P3时其中心与反射镜160之间的距离，如图4所示，第二中空筒体150a需要沿着第二方向A2移动(-s2)；第一方向A1与第二方向A2的方向相反。

变形后，得到：

d20＝d3-s2……………………公式22

本实施例中，定义第二透镜筒150的焦距为f2，则可得到：

f2＝d1+d20……………………公式23

将公式22代入公式23，则可得到：

f2＝d1+d3-s2……………………公式24

稍作变形，则可得到：

s2＝d1+d3-f2……………………公式25

其中，f2为固定的已知参数，d1为距离检测单元190测量到的参数，s2为需要计算的未知参数，d3可为已知参数也可为需要测量的参数，故，知晓d3的数值后，即可计算出s2的具体数值。实际中，知晓d3的方式与d2类似，故不另赘述。

实际操作中，定义第二齿轮170b的分度圆周长为c2，第二步进电机180b的第二目标转动角度为θ2，则可得到：

θ2＝360°*s2/c2……………………公式26

如图4所示，第一齿轮170a和第二齿轮170b设置于第一腔体113的相对的两侧，当θ2的值大于零时，第二齿轮170b沿着第二转动方向B2旋转以带动第二中空筒体150a沿着第一方向A1移动，当θ2的值小于零时，第二齿轮170b沿着第一转动方向B1旋转以带动第二中空筒体150a沿着第二方向A2移动。其中c2为固定的已知参数，θ2为需要计算的未知参数。

由公式25和公式26可得到：

θ2＝360°*(d1+d3-f2)/c2……………………公式27

从而，根据公式27即可知晓将第二中空筒体150a自第二当前位置P2移动至第二目标位置P3所需要第二齿轮170b旋转的角度及方向。

类似的，实际操作中，处理单元内还存储有第二目标位移-第二旋转步阶关系查询表，第二目标位移-第二旋转步阶关系查询表包含多组第二目标位移s2与对应的第二步进电机180b旋转的第二目标转动角度θ2的数值。第二目标位移-第二旋转步阶关系查询表的格式及效用与第一目标位移-第一旋转步阶关系查询表类似，故不另赘述。

实际操作中，为了便于第一中空筒体140a和第二中空筒体150a移动，可调焦透镜筒组还包括第一支撑部140d、第二支撑部140e、第三支撑部150d和第四支撑部150e。

其中，第一中空筒体140a包含相对的第三端和第四端，第一支撑部140d包含相对的第五端和第六端，第二支撑部140e包含相对的第七端和第八端，第一支撑部140d的第五端与壳体部110固定连接，第一支撑部140d的第六端从第一中空筒体140a的第三端伸入第一中空筒体140a(或者第一中空筒体140a的第三端伸入第一支撑部140d的第六端)，从而第一支撑部140d与第一中空筒体140a部分交叠；第二支撑部140e的第七端与投影单元120固定连接，且第二支撑部140e的第八端从第一中空筒体140a的第四端伸入第一中空筒体140a(或者第一中空筒体140a的第四端伸入第二支撑部140e的第八端)，从而第二支撑部140e与第一中空筒体140a部分交叠。此外，第一支撑部140d和第二支撑部140e的内部均为中空以便于第一光线X传播。使用时，由于第一中空筒体140a分别与第一支撑部140d及第二支撑部140e部分交叠，则第一中空筒体140a可沿着第一支撑部140d或第二支撑部140e滑动，便于第一中空筒体140a沿轴心方向稳定地来回移动以实现对焦。

第二中空筒体150a包含相对的第九端和第十端，第三支撑部150d包含相对的第十一端和第十二端，第四支撑部150e包含相对的第十三端和第十四端，第三支撑部150d的第十一端与壳体部110固定连接，第三支撑部150d的第十二端从第二中空筒体150a的第九端伸入第二中空筒体150a(或者第二中空筒体150a的第九端伸入第三支撑部150d的第十二端)，从而第三支撑部150d与第二中空筒体150a部分交叠；第四支撑部150e的第十三端与取像单元130固定连接，且第四支撑部150e的第十四端从第二中空筒体150a的第十端伸入第二中空筒体150a(或者第二中空筒体150a的第十端伸入第四支撑部150e的第十四端)，从而第四支撑部150e与第二中空筒体150a部分交叠。此外，第三支撑部150d和第四支撑部150e的内部均为中空以便于第二光线Y传播。使用时，由于第二中空筒体150a分别与第三支撑部150d及第四支撑部150e部分重叠，则第二中空筒体150a可沿着第三支撑部150d或第四支撑部150e滑动，便于第二中空筒体150a沿轴心方向稳定地来回移动以实现对焦。

综上所述，本发明的可自动对焦的口腔扫描机，其上设置有距离检测单元190，距离检测单元190能够实时检测第一开口111a与待扫描牙齿200之间的第一距离d1，并将包含该第一距离d1的第一信号发送至处理单元，处理单元接收第一信号，并根据第一距离d1控制可调焦透镜筒至指定位置，从而实现自动对焦，即使操作者的手抖动或者在扫描过程中该第一距离d1的数值发生变化，本发明所述可自动对焦的口腔扫描机100也能够得到患者的每一颗牙齿200的清晰三维扫描影像，从而顺利完成患者所有牙齿200的三维扫描影像的拼接，得到患者的牙齿200模型，操作十分方便。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种可自动对焦的口腔扫描机，包含壳体部，该壳体部包含相对的第一端和第二端，该第一端具有第一开口，且该壳体部具有第一腔体，其特征在于，该口腔扫描机包含：

投影单元，用于发射第一光线并自该第一开口到达待扫描牙齿，该第一光线自该待扫描牙齿的表面反射并形成第二光线，该投影单元位于该第一腔体内；

取像单元，用于接收该第二光线，该取像单元位于该第一腔体内；

距离检测单元，邻近该第一开口设置，该距离检测单元用于检测该第一开口与该待扫描牙齿之间的第一距离；

可调焦透镜筒组，可移动地设置于该第一腔体内，且该可调焦透镜筒组设置在该投影单元及该取像单元与该第一开口之间，使得该第一光线和该第二光线在传播时均穿过该可调焦透镜筒组；以及

处理单元，与该投影单元、该取像单元和该距离检测单元电性连接以实现通讯，

其中，于使用时，该距离检测单元测量该第一开口与该待扫描牙齿之间的该第一距离，并将包含该第一距离的第一信号发送至该处理单元，该处理单元接收该第一信号，并根据该第一距离控制该可调焦透镜筒组移动而处于与该第一距离相匹配的第一状态，以使得该第二光线经过该可调焦透镜筒组聚焦而形成清晰的扫描影像。

2.根据权利要求1所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，该可调焦透镜筒组包含第一透镜筒和第二透镜筒，该投影单元发出的该第一光线穿过该第一透镜筒而到达该待扫描牙齿，该第二光线穿过该第二透镜筒而聚焦形成该扫描影像。

3.根据权利要求2所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，该口腔扫描机还设置有反射镜，该反射镜邻近该第一开口设置，该投影单元发出的该第一光线穿过该第一透镜筒后到达该反射镜，然后自该反射镜表面反射至该待扫描牙齿上，该第二光线经过该反射镜表面反射后穿过该第二透镜筒而到达该取像单元。

4.根据权利要求3所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，于使用时，该待扫描牙齿在该反射镜里所成的正立的虚像与该第一透镜筒的中心之间的距离等于该第一透镜筒的焦距；该待扫描牙齿在该反射镜里所成的正立的虚像与该第二透镜筒的中心之间的距离等于该第二透镜筒的焦距。

5.根据权利要求2所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，该第一透镜筒包含第一中空筒体及多个第一透镜，该多个第一透镜设置于该第一中空筒体内，该第一中空筒体邻近该壳体部的外壁上设有第一齿条，该壳体部上对应设有第一齿轮和第一步进电机，该第一齿轮与该第一齿条啮合，当该第一齿轮转动时，该第一中空筒体随着该第一齿轮的转动而移动，且该第一齿轮与该第一步进电机连接，且该第一步进电机与该处理单元电性连接，当该处理单元接收该第一信号，该处理单元根据该第一信号发送第二信号至该第一步进电机，该第一步进电机根据该第二信号控制该第一齿轮转动第一目标转动角度以使得该第一透镜筒处于该第一状态。

6.根据权利要求5所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，当该处理单元接收该第一信号，该第一中空筒体位于第一当前位置，该处理单元根据该第一距离确定该第一中空筒体的第一目标位置，并根据该第一当前位置及第一目标位置的差值确定该第一目标位移，该处理单元根据该第一目标位移与该第一齿轮的分度圆周长来确定该第一目标转动角度，该处理单元将包含该第一目标转动角度的该第二信号发送至该第一步进电机。

7.根据权利要求6所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，该处理单元储存有第一目标位移与第一旋转步阶关系查询表，该第一目标位移与第一旋转步阶关系查询表包含多组第一目标位移与对应的第一步进电机旋转的第一目标转动角度的数值。

8.根据权利要求7所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，于使用时，定义该第一距离为d1，定义该第一透镜筒的焦距为f1，定义该第一中空筒体的中心与该反射镜的距离为d2，定义该第一齿轮的分度圆周长为c1，定义该第一步进电机的第一目标转动角度为θ1，则各参数满足以下关系：θ1＝360°*(d1+d2-f1)/c1。

9.根据权利要求2所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，该第二透镜筒包含第二中空筒体及多个第二透镜，该多个第二透镜设置于该第二中空筒体内，该第二中空筒体邻近该壳体部的外壁上设有第二齿条，该壳体部上对应设有第二齿轮和第二步进电机，该第二齿轮与该第二齿条啮合，当该第二齿轮转动时，该第二中空筒体随着该第二齿轮的转动而移动，且该第二齿轮与该第二步进电机连接，且该第二步进电机与该处理单元电性连接，当该处理单元接收该第一信号，该处理单元根据该第一信号发送第三信号至该第二步进电机，该第二步进电机根据该第三信号控制该第二齿轮转动第二目标转动角度以使得该第二透镜筒处于该第一状态。

10.根据权利要求9所述的可自动对焦的口腔扫描机，其特征在于，于使用时，定义该第二透镜筒的焦距为f2，定义该第二中空筒体的中心与该反射镜的距离为d3，定义该第二齿轮的分度圆周长为c2，定义该第二步进电机的第二目标转动角度为θ2，则各参数满足以下关系：θ2＝360°*(d1+d3-f2)/c2。