CN110495853B - 动态调整荧光成像的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种动态调整荧光成像的方法及装置。该方法用于一装置中，包括：藉由一发光二极管发射光以照射口腔中的牙齿，其中上述光用以产生来自上述牙齿的荧光；藉由一光学滤波器对上述荧光进行滤波；藉由一图像传感器接收一信号，并根据上述信号调整一模拟‑数字转换器的一增益值；上述模拟‑数字转换器转换上述滤波后的荧光为一数字信号，并根据上述增益值调整上述数字信号；以及藉由一处理器从上述数字信号产生对应上述增益值的一输出图像信号。

Description

动态调整荧光成像的方法及装置

技术领域

本公开一般涉及动态调整荧光成像的方法及装置，且更加具体地说涉及一种用于检测牙齿上牙菌斑的动态调整荧光成像的方法及装置。

背景技术

龋齿或牙周病被认为是由牙菌斑中存在的细菌所引起的感染性疾病。去除牙菌斑对于口腔健康非常重要。然而，牙菌斑不容易由肉眼识别。因此，已生产出各种菌斑检测设备以帮助检测牙菌斑和/或龋齿。

大多数牙菌斑检测设备利用来自牙菌斑(和/或龋齿)与来自牙齿非龋蚀区可见光光谱显著不同的特征。例如，一种已知类型的牙菌斑设备利用照射光(Irradiated Light)照射牙齿材料和牙龈以识别被牙菌斑感染的区域。此类型的菌斑检测设备可利用蓝色激发光照射牙齿表面且可被配置过滤波长小于约480纳米(nm)蓝光的滤光片以显露出牙菌斑和/或龋齿区域。

然而，若此类型设备的滤光片一旦被确定，设备所产生的荧光成像将无法变动。因此，需要一种动态调整荧光成像的方法及装置，以改善上述缺点。

发明内容

以下公开的内容仅为示例性的，且不意指以任何方式加以限制。除所述说明方面、实施方式和特征之外，通过参照附图和下述具体实施方式，其他方面、实施方式和特征也将显而易见。即，以下公开的内容被提供以介绍概念、重点、益处及本文所描述新颖且非显而易见的技术优势。所选择，非所有的，实施例将进一步详细描述如下。因此，以下公开的内容并不意旨在所要求保护主题的必要特征，也不意旨在决定所要求保护主题的范围中使用。

本公开提供一种动态调整荧光成像的方法及装置。

本公开提出一种动态调整荧光成像的方法，用于一装置中，包括：藉由一发光二极管发射光以照射口腔中的牙齿，其中上述光用以产生来自上述牙齿的荧光；藉由一光学滤波器对上述荧光进行滤波；藉由一图像传感器接收一信号，并根据上述信号调整一模拟-数字转换器的一增益值；上述模拟-数字转换器转换上述滤波后的荧光为一数字信号，并根据上述增益值调整上述数字信号；以及藉由一处理器从上述数字信号产生对应上述增益值的一输出图像信号。

在一些实施例中，上述图像传感器根据上述信号调整上述模拟-数字转换器的对应一蓝光信道的上述增益值。

在一些实施例中，上述光学滤波器滤除波长带小于约450纳米(nm)的光。

在一些实施例中，上述光学滤波器滤除包括选自在430纳米(nm)至480纳米、620纳米至750纳米以及其组合范围外波长带的光。

在一些实施例中，上述光学滤波器滤除包括在450纳米(nm)至680纳米范围外波长带的光。

本公开提出一种动态调整荧光成像的装置，包括：一发光二极管，发射光以照射口腔中的牙齿，其中上述光用以产生来自上述牙齿的荧光；一光学滤波器，用以对上述荧光进行滤波；一图像传感器，耦接至上述光学滤波器，并接收一信号，包括：一模拟-数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，用以转换上述滤波后的荧光为一数字信号；以及一处理器，耦接至上述图像传感器，用以从上述数字信号产生一输出图像信号；其中上述图像传感器根据上述信号调整上述模拟-数字转换器的一增益值，而上述模拟-数字转换器根据上述增益值调整上述数字信号，以使上述处理器产生对应上述增益值的上述输出图像信号。

附图说明

附图被包括以提供本公开进一步理解且被合并并组成本公开的一部分。附图说明本公开的实施例且连同描述一起用以解释本公开的原理。其可理解附图不一定按比例描绘，一些元件可以超过在实际实施方式的大小来显示，以清楚地说明本公开的概念。

图1是显示根据本公开一实施例中以一检测装置检测牙齿的工作示意图。

图2是以一方式表示根据本发明一实施例所述的检测装置的简化功能方块图。

图3是显示根据本公开一实施例所述的动态调整荧光成像的方法的流程图。

图4A～4D是显示根据本公开一实施例所述的检测装置根据不同模拟-数字转换器的增益值所输出不同输出图像信号的示意图。

【符号说明】

110 牙齿

120 检测装置

122 发光二极管

124 光学滤波器

130 电子装置

150 网络

200 检测装置

202 输入装置

204 输出装置

206 发光二极管

208 光学滤波器

210 图像传感器

2102 模拟-数字转换器

212 控制电路

214 中央处理器

216 存储器

218 程序代码

220 收发器

300 方法

S305、S310、S315、S320、S325 步骤

具体实施方式

在下文中将参考附图对本公开的各方面进行更充分的描述。然而，本公开可以具体化成许多不同形式且不应解释为局限于贯穿本公开所呈现的任何特定结构或功能。相反地，提供这些方面将使得本公开周全且完整，并且本公开将给本领域技术人员充分地传达本公开的范围。基于本文所教导的内容，本领域的技术人员应意识到，无论是单独还是结合本公开的任何其它方面实现本文所公开的任何方面，本公开的范围旨在涵盖本文中所公开的任何方面。例如，可以使用本文所提出任意数量的装置或者执行方法来实现。另外，除了本文所提出本公开的多个方面之外，本公开的范围更旨在涵盖使用其它结构、功能或结构和功能来实现的装置或方法。应可理解，其可通过权利要求书的一或多个元件具体化本文所公开的任何方面。

词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本公开的任何方面或本文描述为“示例性”的设计不一定被解释为优选于或优于本公开或设计的其他方面。此外，相同的数字在所有若干图示中指示相同的元件，且除非在描述中另有指定，冠词“一”和“上述”包含复数的参考。

可以理解，当元件被称为被“连接”或“耦接”至另一元件时，该元件可被直接地连接到或耦接至另一元件或者可存在中间元件。相反地，当该元件被称为被“直接连接”或“直接耦接”至到另一元件时，则不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似方式被解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等方式)。

图1是显示根据本公开一实施例中以一检测装置120检测牙齿110的工作示意图。在图1中，检测装置120可至少包括一发光二极管122、一光学滤波器124以及可整合至检测装置120内部之一图像传感器及一处理器(图未显示)。

在一些实施例中，发光二极管122可以在通电时发出包括波长带范围处于370至430纳米(nm)内的光，以照射口腔中的牙齿110。在又一实施例中，发光二极管122可以发出包括波长为405纳米(nm)的光。更详细地说明，当使用特定波长的入射蓝光照射牙齿110时，牙齿110上的牙菌斑会产生荧光发射。

光学滤波器124用以对上述荧光进行滤波。图像传感器可耦接至光学滤波器124，接收并转换滤波后的荧光为一数字信号。处理器可耦接至图像传感器，用以从数字信号产生一输出图像信号。

检测装置120可使用网络150连接至一电子装置130，以传送输出图像信号至电子装置130。示例性电子装置可以包括桌上型计算机、笔记型计算机、智能手机、个人数字助理(PDA)、平板计算机或任何其他具有显示屏幕的装置。使用者可通过电子装置130观察输出图像信号中牙齿110上的牙菌斑。网络150可提供有线和/或无线网络。网络150也可包括局域网络(Local Area Network，LAN)(例如，内联网)、无线局域网络(Wireless Local AreaNetwork，WLAN)或Wi-Fi网络、第三代(3G)或第四代(4G)移动电信网络、广域网络(WideArea Network，WAN)、互联网(Internet)、蓝牙或其任何适当的组合。

在所示的实施例中，检测装置120与发光二极管122被整合至一单一装置中。被整合至一单一装置中检测装置120可与检测装置120分开。须注意的是，检测装置120可为一般的电子设备，像是牙镜等设备。虽然图1的检测装置120是以牙镜表示，但本领域技术人员应可理解本发明并不局限于此。

图2是以一方式表示根据本发明一实施例所述的检测装置200的简化功能方块图。如图2所示，检测装置200可以是图1中的检测装置120。

在图2中，检测装置200可包括输入装置202、输出装置204、发光二极管206、光学滤波器208、图像传感器210、控制电路212及收发器220。图像传感器210可至少包括一模拟-数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)2102。控制电路212可包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)214及存储器216。

检测装置200可利用输入装置202，(例如，按钮)接收使用者输入信号；也可由输出装置204输出图像。在一实施例中，发光二极管206可在通电时发出包括波长带范围处于370至430纳米(nm)内的光。在又一实施例中，发光二极管122可以发出包括波长为405纳米(nm)的光。其中上述光可有效地产生来自正常牙齿组织和异常牙齿组织之间可检测到的荧光发射。

光学滤波器206用以对上述荧光进行滤波。在一实施例中，光学滤波器206滤除波长带小于约450纳米(nm)的光。在另一实施例中，光学滤波器206可滤除包括选自在430纳米至480纳米、620纳米至750纳米以及其组合范围外波长带的光。在又一实施例中，光学滤波器206可滤除包括在450纳米至680纳米范围外波长带的光。

图像传感器210耦接至光学滤波器206，接收光学滤波器206滤波后的荧光，并使用模拟-数字转换器2102转换上述滤波后的荧光为一数字信号。此外，图像传感器210更可通过输入装置202或收发器220接收使用者所输入的信号，以调整模拟-数字转换器2102的一增益值。模拟-数字转换器2102根据上述增益值调整数位信号，并将调整后的数字信号传送至控制电路212。控制电路212中之中央处理器214接收调整后的数字信号后，产生对应上述增益值的输出图像信号。更详细地说明，图像传感器210根据使用者所输入的信号调整模拟-数字转换器2102对应一蓝光信道的增益值，以改变输出图像信号中蓝光信号的强弱。

存储器216可存储一程序代码218。控制电路212在存储器216中通过中央处理器214执行程序代码218，并以此控制在检测装置200中所进行的作业。收发器220在此用作接收及发送无线信号，将接收的信号送往控制电路212，以及以无线方式输出控制电路212所产生的信号。

图3是显示根据本公开一实施例所述的动态调整荧光成像的方法300的流程图。此方法可执行于如图1所示的检测装置120的处理器中。

在步骤S305中，检测装置之一发光二极管发射光以照射口腔中的牙齿，其中上述光用以产生来自上述牙齿的荧光。在步骤S310中，检测装置之一光学滤波器对上述荧光进行滤波。在一实施例中，光学滤波器滤除波长带小于约450纳米(nm)的光。在另一实施例中，光学滤波器可滤除包括选自在430纳米至480纳米、620纳米至750纳米以及其组合范围外波长带的光。在又一实施例中，光学滤波器可滤除包括在450纳米至680纳米范围外波长带的光。

在步骤S315中，检测装置的一图像传感器接收一信号，并根据上述信号调整一模拟-数字转换器的一增益值。在一实施例中，图像传感器根据上述信号调整模拟-数字转换器对应一蓝光信道的增益值。

在步骤S320中，检测装置的模拟-数字转换器转换上述滤波后的荧光为一数字信号，并根据上述增益值调整上述数字信号。在步骤S325中，检测装置的一处理器从上述数字信号产生对应上述增益值的一输出图像信号。

因此，通过图3中的方法300，检测装置根据所接收的信号动态调整模拟-数字转换器对应一蓝光信道的增益值，以达到动态改变荧光成像的效果。

图4A～4C是显示根据本公开一实施例所述的检测装置根据不同模拟-数字转换器的增益值所输出不同输出图像信号的示意图。图4A为对应模拟-数字转换器的增益值为16的图像。图4B为对应模拟-数字转换器的增益值为9的图像。图4C为对应模拟-数字转换器的增益值为7的图像。图4D为对应模拟-数字转换器的增益值为4的图像。如图4A～4D所示，模拟-数字转换器的增益值越低表示蓝色信道占图像的比例越低。

如上所述，本公开的动态调整荧光成像的方法及装置调整模拟-数字转换器的增益值，以动态改变荧光成像中蓝光所占的比例。此外，即使光学滤波器所能滤除光的波长带范围为固定的，但藉由本公开的方法及装置即可达到无须替换光学滤波器也能呈现不同荧光成像的目的。

此外，在上述示例性装置中，尽管上述方法已在使用一系列步骤或方框的流程图的基础上描述，但本发明不局限于这些步骤的顺序，并且一些步骤可不同于其余步骤的顺序执行或其余步骤可同时进行。

此外，中央处理器214也可执行程序代码218以呈现上述实施例所述的动作和步骤，或其它在说明书中内容的描述。

以上实施例使用多种角度描述。显然这里的教示可以多种方式呈现，而在范例中公开的任何特定架构或功能仅为一代表性的状况。根据本文的教示，本领域技术人员应理解在本文呈现的内容可独立利用其他某种型式或综合多种型式作不同呈现。举例说明，可遵照前文中提到任何方式利用某种装置或某种方法实现。一装置的实施或一种方式的执行可用任何其他架构、或功能性、又或架构及功能性来实现在前文所讨论的一种或多种型式上。

本领域技术人员将了解讯息及信号可用多种不同科技及技巧展现。举例，在以上描述所有可能引用到的数据、指令、命令、讯息、信号、位、符号、以及芯片(chip)可以伏特、电流、电磁波、磁场或磁粒、光场或光粒、或以上任何组合所呈现。

本领域技术人员更会了解在此描述各种说明性的逻辑区块、模块、处理器、装置、电路、以及演算步骤与以上所公开的各种情况可用的电子硬件(例如用来源编码或其他技术设计的数字实施、模拟实施、或两者的组合)、各种形式的程序或与指示作为连接的设计码(在内文中为方便而称作“软件”或“软件模块”)、或两者的组合。为清楚说明此硬件及软件间的可互换性，多种具描述性的元件、方块、模块、电路及步骤在以上的描述大致上以其功能性为主。不论此功能以硬件或软件型式呈现，将视加注在整体系统上的特定应用及设计限制而定。本领域技术人员可为每一特定应用将描述的功能以各种不同方法作实现，但此实现的决策不应被解读为偏离本文所公开的范围。

此外，多种各种说明性的逻辑区块、模块、及电路以及在此所公开的各种情况可实施在集成电路(Integrated Circuit，IC)、接入终端、接入点；或由集成电路、接入终端、接入点执行。集成电路可由一般用途处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、特定应用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其他可编程逻辑装置、离散门(discrete gate)或晶体管逻辑(transistor logic)、离散硬件元件、电子元件、光学元件、机械元件、或任何以上的组合的设计以完成在此文内描述的功能；并可能执行存在于集成电路内、集成电路外、或两者皆有的执行码或指令。一般用途处理器可能是微处理器，但也可能是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器可由计算机设备的组合所构成，例如：数字信号处理器(DSP)及一微计算机的组合、多组微计算机、一组至多组微计算机以及一数字信号处理器内核、或任何其他类似的配置。

在此所公开程序的任何具体顺序或分层的步骤纯为一举例的方式。基于设计上的偏好，必须了解到程序上的任何具体顺序或分层的步骤可在此文件所公开的范围内被重新安排。伴随的方法权利要求以一示例顺序呈现出各种步骤的元件，也因此不应被此所展示的特定顺序或阶层所限制。

虽然本公开已以实施范例公开如上，然其并非用以限定本申请，本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本申请的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims (10)

1.一种动态调整荧光成像的方法，用于一装置中，包括：

藉由发光二极管发射光以照射口腔中的牙齿，其中上述光用以产生来自上述牙齿的荧光；

藉由光学滤波器对上述荧光进行滤波；

藉由图像传感器接收使用者输入的信号，并根据上述输入的信号调整模拟-数字转换器的增益值；

上述模拟-数字转换器转换上述滤波后的荧光为数字信号，并根据上述增益值调整上述数字信号；以及

藉由处理器从上述数字信号产生对应上述增益值之一输出图像信号。

2.如权利要求1所述的动态调整荧光成像的方法，其中上述图像传感器根据上述输入的信号调整上述模拟-数字转换器的对应蓝光信道的上述增益值。

3.如权利要求1所述的动态调整荧光成像的方法，其中上述光学滤波器滤除波长带小于450纳米(nm)的光。

4.如权利要求1所述的动态调整荧光成像的方法，其中上述光学滤波器滤除包括在430纳米(nm)至480纳米或620纳米至750纳米范围外波长带的光，或者滤除包括在430纳米(nm)至480纳米和620纳米至750纳米两者范围外波长带的光。

5.如权利要求1所述的动态调整荧光成像的方法，其中上述光学滤波器滤除包括在450纳米(nm)至680纳米范围外波长带的光。

6.一种动态调整荧光成像的装置，包括：

发光二极管，发射光以照射口腔中的牙齿，其中上述光用以产生来自上述牙齿的荧光；

光学滤波器，用以对上述荧光进行滤波；

图像传感器，耦接至上述光学滤波器，并接收使用者输入的信号，包括：

模拟-数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，用以转换上述滤波后的荧光为数字信号；以及

处理器，耦接至上述图像传感器，用以从上述数字信号产生输出图像信号；

其中上述图像传感器根据上述输入的信号调整上述模拟-数字转换器的增益值，而上述模拟-数字转换器根据上述增益值调整上述数字信号，以使上述处理器产生对应上述增益值的上述输出图像信号。

7.如权利要求6所述的动态调整荧光成像的装置，其中上述图像传感器根据上述输入的信号调整上述模拟-数字转换器的对应蓝光信道的上述增益值。

8.如权利要求6所述的动态调整荧光成像的装置，其中上述光学滤波器滤除波长带小于450纳米(nm)的光。

9.如权利要求6所述的动态调整荧光成像的装置，其中上述光学滤波器滤除包括在430纳米(nm)至480nm或620nm至750nm范围外波长带的光，或者滤除包括在430纳米(nm)至480纳米和620纳米至750纳米两者范围外波长带的光。

10.如权利要求6所述的动态调整荧光成像的装置，其中上述光学滤波器滤除包括在450纳米(nm)至680nm范围外波长带的光。

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