CN116327405B - 一种手持式口腔扫描仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种手持式口腔扫描仪，包括座体和壳体，壳体的远端呈透光设置，座体内设置有第一镜筒、第二镜筒以及第三镜筒，第一镜筒、第二镜筒以及第三镜筒的影像端位于座体的同一侧，第一镜筒的光轴与第三镜筒的光轴呈相交设置，第二镜筒的光轴通过第一镜筒的光轴与第三镜筒的光轴相交形成的交点，壳体与座体固定且罩设第一镜筒、第二镜筒以及第三镜筒的物侧端，第一镜筒和第二镜筒的同一端分别设有端座，第一镜筒的端座上设置有投影光源，第二镜筒的端座上设置有照明光源，第二镜筒设置于第一镜筒和第三镜筒之间。本申请有助于减小口腔扫描仪体积。

Description

一种手持式口腔扫描仪

技术领域

本申请涉及三维扫描技术领域，尤其是涉及一种手持式口腔扫描仪。

背景技术

目前，目标对象诊疗领域牙模数据的获取手段已经从印模三维扫描逐渐转向口内三维扫描。口内扫描技术主要应用三维扫描仪，又称口腔扫描仪，是一种应用探入式光学扫描头，直接扫描患者口腔内状态，实时获取口腔内目标对象、牙龈、黏膜等软硬组织表面的三维形貌的设备。

相关技术中，一般的口腔扫描仪依据结构光源法，利用自牙齿的反射光来计算三维资讯。由于结构光源法需要投影出特定的图像，一般使用数字微镜元件(DigitalMicromirrorDevice，DMD)这样的元件来产生影像，但非同轴架构光路设计再搭配结构光源法较难实现小体积的手持式扫描，进而导致无法应用于口腔内部的三维扫描。

因此，亟需一种手持式口腔扫描仪。

发明内容

针对口腔扫描仪体积大的问题，本申请提供一种手持式口腔扫描仪。

本申请提供的一种手持式口腔扫描仪和口腔扫描仪采用如下的技术方案：

第一方面，一种手持式口腔扫描仪，包括座体和壳体，所述壳体的远端呈透光设置，所述座体内设置有第一镜筒、第二镜筒以及第三镜筒，所述第一镜筒、所述第二镜筒以及所述第三镜筒的影像端位于所述座体的同一侧，所述第一镜筒的光轴与所述第三镜筒的光轴呈相交设置，所述第二镜筒的光轴通过所述第一镜筒的光轴与第三镜筒的光轴相交形成的交点，所述壳体与所述座体固定且罩设所述第一镜筒、所述第二镜筒以及所述第三镜筒的物侧端，所述第一镜筒和所述第二镜筒的同一端分别设有端座，所述第一镜筒的端座上设置有投影光源，所述第二镜筒的端座上设置有照明光源，所述第二镜筒设置于所述第一镜筒和所述第三镜筒之间，所述第一镜筒用于将预设图案投射至目标物体上，所述第二镜筒用于对所述目标物体进行照明，所述第三镜筒用于接收所述目标物体反射的所述预设图案。

通过采用上述技术方案，将具有投影功能的第一镜筒、具有照明功能的第二镜筒以及具有取像功能的第三镜筒，设置于同一手持式口腔扫描仪内，以使第三镜筒能够接收由目标物体反射的投影光源和照明光源中出射的光线，从而无需使光线大幅度弯折，同时三个镜筒的光轴均交于一点，能够进一步缩小口腔扫描仪内部的光路结构，故可有效减少手持式口腔扫描仪所需体积，进而减小口腔扫描仪的体积。

可选的，所述第三镜筒的光轴与所述第一镜筒的光轴相交形成的交点位于所述壳体外，所述壳体的内径自所述座体的一侧向远离所述座体的一侧呈缩小设置，所述第二镜筒设置于所述第一镜筒与所述第三镜筒之间的腰部位置。

通过采用上述技术方案，将第三镜筒和第一镜筒配合壳体形成缩口设置，并将第一镜筒和第三镜筒的光轴相交设置，使得口腔扫描仪中的光路结构无需使光线在口腔扫描仪中大幅度弯折，便于实现口腔扫描仪的轻薄化。

可选的，所述第二镜筒的端部与所述壳体的远端的距离大于所述第一镜筒或者所述第三镜筒的端部与所述壳体的远端的距离。

通过采用上述技术方案，将第二镜筒缩设于第一镜筒和第二镜筒之间，并使得光路结构更加缩紧，以进一步实现口腔扫描仪的轻薄化。

可选的，还包括可拆卸设置的防雾外壳，所述防雾外壳罩设在壳体的端部，所述防雾外壳包括有反射镜，所述反射镜与所述壳体的远端相对设置。

通过采用上述技术方案，在患者进行口腔扫描时，仅需要对可抛弃的外层部分进行更换，无需更换内层壳体，减少了使用过程中对扫描头的多次插拔，同时对伸入患者口腔内的光学镜片进行防起雾处理，以提升患者牙齿三维模型的精度。

可选的，所述第一镜筒内设置有第一透镜组，所述第一透镜组包括依次设置于所述投影光源出光方向上具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜以及具有正光焦度的第六透镜，所述第一透镜组还包括微距分辨率板，所述微距分辨率板设置于所述投影光源的出光路径上；

所述二镜筒内设置有第七透镜，所述第七透镜设置于所述照明光源的出光路径上；

所述第三镜筒内设置有第二透镜组和取像组件，所述取像组件设置于所述第二透镜组的出光方向上，所述第二透镜组包括依次沿取像光线传播方向上设置具有正光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜、具有负光焦度的第十透镜、具有负光焦度的第十一透镜、具有正光焦度的第十二透镜以及具有正光焦度的第十三透镜，所述第二透镜组会聚由物体反射的取像光束，所述取像组件用于对所述取像光束进行分光，并将分光后得到的多束光线传输至不同传感器中，以实现三维数据采集。

通过采用上述技术方案，投影光源出射的光线经过第一透镜组后进行会聚并减少了杂散光的干扰和光线散射，提高了成像质量和清晰度，同时在第一透镜组中设置微距分辨率板，达到了将网格线投射至目标物体的效果，以便于构建目标物体的数字模型，照明光源出射的光线在第七透镜的会聚作用下能够照亮目标物体，从而提升提高了成像的清晰度，因此，投影光源出射的光线在经过第一透镜组的会聚调整后投射至目标物体，同时照明光源出射的光线经由第七透镜会聚至目标物体，使得目标物体具有较高的照度，使得投影光源投射至目标物体上的网格成像质量更优，由目标物体反射的光线经过第二透镜组调整光线的像差、光学畸变以及色差后投射至取像组件，将投影光源和照明光源出射的光线分束后分别成像。

可选的，所述取像组件包括分束棱镜、第一传感器以及第二传感器，所述第一传感器设置于所述分束棱镜出射第一光束的端面，所述第二传感器设置于所述分束棱镜出射第二光束的端面。

通过采用上述技术方案，取像组件通过设置分束棱镜，使得第一传感器和第二传感器可以基于从同一第二透镜组射入的同轴光分别进行成像，以使第一传感器和第二传感器所分别获取的图案具有一致的视场和角度。

可选的，所述分束棱镜包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜和所述第二棱镜胶合面镀设半透半反膜，所述分束棱镜入光面镀设420-900nm的增透膜，所述第一棱镜用于出射第一光束，且出射第一光束的端面镀设750-900nm的增透膜，所述第二棱镜用于出射第二光束，且出射第二光束的端面镀设420-675nm的增透膜。

通过采用上述技术方案，利用第一棱镜和第二棱镜的分束作用，实现了对目标物体反射的光线的分束，避免了光线透射在同一传感器上，对成像质量造成影响。

可选的，所述第一透镜的物侧面为平面，所述第一透镜的像侧面为凸面；所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第三透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为凹面；所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凹面，所述第六透镜的物侧面和像侧面为凸面；所述第八透镜的物侧面均为凸面，所述第八透镜的像侧面为平面；所述第九透镜的物侧面和像侧面为凸面；所述第十透镜的物侧面和像侧面均为凹面；所述第十一透镜的物侧面和像侧面均为凹面；所述第十二透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第十三透镜的物侧面为凹面，所述第十三透镜的像侧面为凸面。

通过采用上述技术方案，由于第一透镜为平凸透镜，第二透镜为双凸透镜，使得投影光源发射的光线在第一透镜和第二透镜的会聚作用下尽可能投射至微距分辨率板，提升微距分辨率板上图案的投射质量，再经过为双凸透镜的第三透镜和弯月透镜的第四透镜，使得光线进一步会聚，为双凹透镜的第五透镜和为双凸透镜的第六透镜相互配合，减少光学系统的色差，以此提升第一透镜组的相对照度和成像质量，第八透镜为双凸透镜，以会聚由目标物体反射的光线，第九透镜、第十透镜与第十一透镜、第十二透镜互为对称结构，以使上述透镜形成双高斯结构，矫正透镜产生的慧差、光学畸变以及倍率色差，并且对边缘视场做了针对性优化，有效提高了边缘视场的像差和MTF性，进而获得较高的成像质量，为弯月透镜的第十三透镜能够调整投射至取像组件的视场大小，进而提升成像的精确度。

可选的，所述第五透镜和所述第六透镜组成第一胶合透镜，所述第九透镜和所述第十透镜组成第二胶合透镜，所述第十一透镜和所述第十二透镜组成第三胶合透镜。

通过采用上述技术方案，将第五透镜和第六透镜组成第一胶合透镜，第九透镜和第十透镜组成第二胶合透镜、第十一透镜和第十二透镜组成第三胶合透镜，胶合透镜的多层结构可以消除透镜表面的反射和折射，从而减少光线的干扰和散射，提高成像质量和清晰度并且利于透镜组的装配。

可选的，所述第九透镜、所述第十透镜与所述第十一透镜、第十二透镜关于所述孔径光阑对称设置。

通过采用上述技术方案，第二透镜组中的第九透镜、第十透镜与第十一透镜、第十二透镜关于孔径光阑互为对称结构，以使上述透镜形成双高斯结构，并且第九透镜和第十透镜组成的放大部具有放大效果且等同于第十一透镜和第十二透镜组成的接受部具有相应的接收效果，从而使传输至第二透镜组的光线无衰减，同时形成的双高斯结构能够矫正透镜产生的慧差、光学畸变以及倍率色差，并且对边缘视场做了针对性优化，有效提高了边缘视场的像差和MTF性，进而获得较高的成像质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将具有投影功能的第一镜筒、具有照明功能的第二镜筒以及具有取像功能的第三镜筒，设置于同一手持式口腔扫描仪内，以使第三镜筒能够接收由目标物体反射的投影光源和照明光源中出射的光线，从而无需使光线大幅度弯折，同时三个镜筒的光轴均交于一点，能够进一步缩小口腔扫描仪内部的光路结构，故可有效减少手持式口腔扫描仪所需体积，进而减小口腔扫描仪的体积；

2.投影光源出射的光线经过第一透镜组后进行会聚并减少了杂散光的干扰和光线散射，提高了成像质量和清晰度，同时在第一透镜组中设置微距分辨率板，达到了将网格线投射至目标物体的效果，以便于构建目标物体的数字模型，照明光源出射的光线在第七透镜的会聚作用下能够照亮目标物体，从而提升提高了成像的清晰度，因此，投影光源出射的光线在经过第一透镜组的会聚调整后投射至目标物体，同时照明光源出射的光线经由第七透镜会聚至目标物体，使得目标物体具有较高的照度，使得投影光源投射至目标物体上的网格成像质量更优，由目标物体反射的光线经过第二透镜组调整光线的像差、光学畸变以及色差后投射至取像组件，将投影光源和照明光源出射的光线分束后分别成像；

3.第二透镜组中的第九透镜、第十透镜与第十一透镜、第十二透镜关于孔径光阑互为对称结构，以使上述透镜形成双高斯结构，并且第九透镜和第十透镜组成的放大部具有放大效果且等同于第十一透镜和第十二透镜组成的接受部具有相应的接收效果，从而使传输至第二透镜组的光线无衰减，同时形成的双高斯结构能够矫正透镜产生的慧差、光学畸变以及倍率色差，并且对边缘视场做了针对性优化，有效提高了边缘视场的像差和MTF性，进而获得较高的成像质量。

附图说明

图1是本申请第一实施例提供的口腔扫描仪的结构示意图；

图2是图1中A-A’处的剖面图；

图3是图1的爆炸视图；

图4是本申请第一实施例提供的光路结构的示意图一；

图5是本申请第一实施例提供的光路结构的示意图二；

图6是本申请第一透镜组的传递函数曲线示意图；

图7是本申请第一透镜组的镜头点列图；

图8是本申请第一透镜组的镜头畸变图；

图9是本申请第一透镜组的轴向色差图；

图10是本申请第一透镜组的垂轴色差图；

图11是本申请第二透镜组的传递函数曲线示意图；

图12是本申请第二透镜组的镜头点列图；

图13是本申请第二透镜组的镜头畸变图；

图14是本申请第二透镜组的轴向色差图；

图15是本申请第二透镜组的垂轴色差图；

图16是本申请第二实施例提供的口腔扫描仪的结构示意图。

附图标记说明：1、座体；11、第一镜筒；111、第一透镜组；1111、第一透镜；1112、第二透镜；1113、微距分辨率板；1114、第三透镜；1115、第四透镜；1116、第五透镜；1117、第六透镜；12、第二镜筒；121、第七透镜；13、第三镜筒；131、第二透镜组；1311、第八透镜；1312、第九透镜；1313、第十透镜；1314、孔径光阑；1315、第十一透镜；1316、第十二透镜；1317、第十三透镜；132、取像组件；1321、分束棱镜；1322、第一传感器；1323、第二传感器；2、壳体；21、远端；3、端座；31、投影光源；32、照明光源；4、防雾外壳；41、反射镜。

具体实施方式

以下结合附图1-16对本申请提供一种口腔扫描仪的手持式口腔扫描仪的作进一步详细说明。

除非另作定义，本发明中使用的技术用语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参考图1至图3，一种手持式口腔扫描仪，包括座体1和壳体2，壳体2的远端21呈透光设置，座体1内设置有第一镜筒11、第二镜筒12以及第三镜筒13，第一镜筒11、第二镜筒12以及第三镜筒13的影像端位于座体1的同一侧，第一镜筒11的光轴与第三镜筒13的光轴呈相交设置，第二镜筒12的光轴通过第一镜筒11的光轴与第三镜筒13的光轴相交形成的交点，壳体2与座体1固定且罩设第一镜筒11、第二镜筒12以及第三镜筒13的物侧端，第一镜筒11和第二镜筒12的同一端分别设有端座3，第一镜筒11的端座3上设置有投影光源31，第二镜筒12的端座3上设置有照明光源32，第二镜筒12设置于第一镜筒11和第三镜筒13之间，第一镜筒11用于将预设图案投射至目标物体上，第二镜筒12用于对目标物体进行照明，第三镜筒13用于接收目标物体反射的预设图案，第一镜筒11与第三镜筒13之间的角度呈8度，在缩减光路结构体积的同时，也减少了光损耗。

第三镜筒13的光轴与第一镜筒11的光轴相交形成的交点位于壳体2外，壳体2的内径自座体1的一侧向远离座体1的一侧呈缩小设置，第二镜筒12设置于第一镜筒11与第三镜筒13之间的腰部位置。第二镜筒12的端部与壳体2的远端21的距离大于第一镜筒11或者第三镜筒13的端部与壳体2的远端21的距离。将第三镜筒和第一镜筒配合壳体形成缩口设置，并将第一镜筒和第三镜筒的光轴相交设置，使得口腔扫描仪中的光路结构无需使光线在口腔扫描仪中大幅度弯折，便于实现口腔扫描仪的轻薄化，同时将第二镜筒缩设于第一镜筒和第二镜筒之间，并使得光路结构更加缩紧，以进一步实现口腔扫描仪的轻薄化。

将具有投影功能的第一镜筒11、具有照明功能的第二镜筒12以及具有取像功能的第三镜筒13，设置于手持式口腔扫描仪内，以使第三镜筒13能够接收由目标物体反射的投影光源31和照明光源32中出射的光线，从而无需使光线大幅度弯折，故可有效减少手持式口腔扫描仪所需体积，进而减小口腔扫描仪的体积。

参考图4，第一镜筒11内设置有第一透镜组111，第一透镜组111包括依次设置于投影光源31出光方向上具有正光焦度的第一透镜1111、具有正光焦度的第二透镜1112、具有正光焦度的第三透镜1114、具有负光焦度的第四透镜1115、具有负光焦度的第五透镜1116以及具有正光焦度的第六透镜1117，第一透镜组111还包括微距分辨率板1113，微距分辨率板1113设置于投影光源31的出光路径上。

在本实施例中，微距分辨率板1113设置在第二透镜1112与第三透镜1114之间，投影光源31可透过镜头在目标对象上投影出均匀的网格线，以便于传感器接收此网格线，然后通过算法模拟出目标对象数据。投影光源31可以为波长为850nm的LED光源，在工作时发射出的光束不会影响医生视觉。

在本实施例中，如图5所示，第一透镜组111沿着光轴从物侧面至像侧面依序包括第一透镜1111、第二透镜1112、微距分辨率板1113、第三透镜1114、第四透镜1115、第五透镜1116以及第六透镜1117。

第一透镜1111为具有正光焦度的平凸透镜，其光学焦距为7.087mm，其物侧面R1为凸面，像侧面R2为平面；

第二透镜1112为具有正光焦度的双凸透镜，其光学焦距为15.413mm，其物侧面R3和像侧面R4均凸面；

第三透镜1114为具有正光焦度的双凸透镜，其光学焦距为19.7mm，其物侧面R5和像侧面R6均凸面；

第四透镜1115为具有负光焦度的弯月透镜，其光学焦距为-13.4mm，其物侧面R9为凹面，像侧面R10为凸面；

第五透镜1116为具有负光焦度的双凹透镜，其光学焦距为-11.591mm，其物侧面R11和像侧面R12均为凹面；

第六透镜1117为具有正光焦度的双凸透镜，其光学焦距为17.806mm，其物侧面R12和像侧面R13均为凸面。

其中，第五透镜1116与第六透镜1117互相胶合组成胶合透镜。图3所示，来自投影光源31的光依序穿过各表面R1至R14并最终投射至空间中的目标物体上。

表1示出了第一透镜组111的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。

表1

请参考图4，第二镜筒12内设置有照明光源32和第七透镜121，第七透镜121设置于照明光源32的出光路径上。其中，照明光源32为白光LED，第七透镜121为双凸透镜，其物侧面R24和像侧面R25均为凸面，由照明光源32发射的白光经由第七透镜121会聚至目标对象上。

第三镜筒13内设置有第二透镜组131和取像组件132，第二透镜组131包括依次沿取像光线传播方向上设置具有正光焦度的第八透镜1311、具有正光焦度的第九透镜1312、具有负光焦度的第十透镜1313、具有负光焦度的第十一透镜1315、具有正光焦度的第十二透镜1316以及具有正光焦度的第十三透镜1317，第二透镜组131会聚由物体反射的取像光束，取像组件132用于对取像光束进行分光，并将分光后得到的多束光线传输至不同传感器中，以实现三维数据采集。

在本实施例中，如图5所示，第二透镜组131沿着光轴从物侧面至像侧面依序包括第八透镜1311、第九透镜1312、第十透镜1313、孔径光阑1314、第十一透镜1315、第十二透镜1316以及第十三透镜1317。

第八透镜1311为具有正光焦度的平凸透镜，其光学焦距为41.723mm，其物侧面R14为凸面，像侧面R15为平面；

第九透镜1312为具有正光焦度的双凸透镜，其光学焦距为6.12mm，其物侧面R15和像侧面R16均凸面；

第十透镜1313为具有正光焦度的双凹透镜，其光学焦距为-4.529mm，其物侧面R16和像侧面R17均凹面；

第十一透镜1315为具有负光焦度的双凹透镜，其光学焦距为-6.203mmmm，其物侧面R18和像侧面R19均为凹面；

第十二透镜1316为具有负光焦度的双凸透镜，其光学焦距为9.756mm，其物侧面R20和像侧面R21均为凸面；

第十三透镜1317为具有正光焦度的双凸透镜，其光学焦距为13.533mm，其物侧面R22和像侧面R23均为凸面。

其中，第九透镜1312与第十透镜1313互相胶合组成第二胶合透镜，第十一透镜1315与第十二透镜1316互相胶合组成第三胶合透镜。第二胶合透镜与第三胶合透镜关于孔径光阑1314对称，以形成双高斯结构，第二胶合透镜与第三胶合透镜能偶有效减少透镜数量便于透镜安装，双高斯结构能够矫正透镜产生的慧差、光学畸变以及倍率色差，并且对边缘视场做了针对性优化，有效提高了边缘视场的像差和MTF性，进而获得较高的成像质量。图3所示，经过目标对象反射的光束依序穿过各表面R14至R23并最终投射取像组件132上。

表2示出了第二透镜组131的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。

表2

取像组件132用于在目标对象被投射预设网格线的情况下，采集经目标对象调制后的光线，以获取网格线图像，其中，所获取的网格线图像作为作为重建图以对目标对象进行三维重建，生成目标对象的三维数据。

也即，在目标对象被投射网格线图案的情况下，目标对象上会映射出被投射的预设网格线，而该预设网格线图案会基于目标对象的自身形状发生变形(即调制)。此时，取像组件132采集上述发生变形的预设网格线图案，以对目标对象进行三维重建。

在本实施例中，取像组件132还包括分束棱镜1321、第一传感器1322以及第二传感器1323，分束棱镜1321包含进光部和至少两个出光部，其中，第一传感器1322和第二传感器1323分别对应不同的出光部设置，取像组件132通过分束棱镜1321以采集经目标对象调制的光线。

在本实施例中，分束棱镜1321包括第一棱镜和第二棱镜，分束棱镜1321的入光面S1镀设有420-900nm的增透膜，以使对应波长光线反射率小于1％；第一棱镜的出光面S2镀设750-900nm的增透膜，以使对应波长光线反射率小于0.5％；第二棱镜的出光面S3镀设420-675nm的增透膜，以使对应波长光线反射率小于0.5％；第一棱镜和第二棱镜胶合面S4镀设半透半反膜，以对波长为420-675nm的光线具有95％以上的透过率并对波长为750-900nm的光线具有95％以上的剩余反射率。

也即，取像组件132通过设置分束棱镜1321，使得第一传感器1322和第二传感器1323可以基于从同一第二透镜组131射入的同轴光分别进行成像，即，第一传感器1322和第二传感器1323所分别获取的网格线图案具有一致的视场和角度。

具体地，第一传感器1322设置于分束棱镜1321出射第一光束的端面，第二传感器1323设置于分束棱镜1321出射第二光束的端面，分束棱镜1321对入射其中的光线进行方向调整和/或波段分离，使得各传感器可基于同一入射方向的光线分别成像且可基于指定波段的光线进行成像。其中，第一光束是指由投影光源31经目标对象反射的光线，第二光束是指由照明光源32经目标对象反射的光线。

照明光源32为取像组件132提供获得目标对象色泽数据的光束，投影光源31为取像组件132提供获得三维建模数据的光束，将用于获得两种作用不同的光源分离且分轴设置，使得口腔扫描仪可以根据实际需求获得三维建模数据和/或目标对象色泽数据，第一透镜组111具有的第一光轴、照明光源32具有的第二光轴、以及取第二透镜组131具有的第三光轴不同轴设置，且第二光轴位于第一光轴与第三光轴之间，能够改善照明光源32的光效率，增加光通量，提升照射至物侧光照度，维持物体色泽数据的准确度，同时将第一镜筒11、第二镜筒12以及第三镜筒13设置于同侧，以缩小光路体积，进而使得口腔扫描仪体积减小，便于使用者携带，降低口腔扫描仪操作难度。

如图6所示，为第一透镜组111的传递函数曲线示意图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.5以上，在0～21lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有较好的成像品质和极好的细节分辨能力。

参照图7，图中为第一透镜组111的镜头点列图，表示成像画面上不同视场条件下的光斑spot点，图中示意为在归一化的不同视场条件前提下，三种不同波长光线(0.43um、0.55um、0.90um)分别在某一视场条件下屏幕上的点光斑成像示意图。

图8为第一透镜组111的畸变图，图中透镜组畸变小于0.1％，对成像质量影响较小。

图9和图10分别为第一透镜组111的轴向色差和垂直色差，轴向色差和垂直色差描述的是各个视场位置的不同光波的主光线在像面处高度方向上的差值，纵坐标为物高视场值大小，横坐标为数值大小，单位微米。图中以主波长为基准，分别绘制三种光纤(0.430mm、0.550mm、0.900mm)之间各视场的色差值。从图中知，两个曲线的最大处横轴绝对值相加＜833*0.5，具有低横向色差的特征。

如图11所示，为第二透镜组131的传递函数曲线示意图，本实施例的MTF值在0-20.4mm的视场内均在0.5以上，在0～68lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有较好的成像品质和极好的细节分辨能力。

参照图12，图中为第二透镜组131的镜头点列图，表示成像画面上不同视场条件下的光斑spot点，图中示意为在归一化的不同视场条件前提下，三种不同波长光线(0.80um、0.85um、0.90um)分别在某一视场条件下屏幕上的点光斑成像示意图。

图13为第二透镜组131的畸变图，图中透镜组畸变小于0.01％，对成像质量基本无影响。

图14和图15为第二透镜组131的轴向色差图和垂直色差图。图14中以主波长为基准，分别绘制三种光纤(0.800mm、0.850mm、0.900mm)之间各视场的色差值。从图中知，两个曲线的最大处横轴绝对值相加＜833*0.5，具有低横向色差的特征。

请参阅图16，图2为本申请第二实施例提供的一种手持式激光扫描仪的示意图，第二实施例提供的手持式激光扫描仪的结构与第一实施例的手持式激光扫描仪的结构基本相同，其不同之处在于，还包括可拆卸设置的防雾外壳4，防雾外壳4罩设在壳体2的端部，防雾外壳4包括有反射镜41，反射镜41与壳体2的远端21相对设置。在患者进行口腔扫描时，仅需要对可抛弃的外层部分进行更换，无需更换内层壳体，减少了使用过程中对扫描头的多次插拔，同时对伸入患者口腔内的光学镜片进行防起雾处理，以提升患者牙齿三维模型的精度。

在一个可能的示例中，防雾外壳4安装于壳体2上，防雾外壳4用于隔绝口腔数字印模仪外表面与患者口腔内壁之间的接触；使用完成后，只需将防雾外壳4从固定内层壳体2剥离即可。壳体2的远端21开设有凹槽。防雾外壳4表面设置有透明视窗，透明视窗沿凹槽以覆盖壳体2。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手持式口腔扫描仪，其特征在于：包括座体(1)和壳体(2)，所述壳体(2)的远端（21）呈透光设置，所述座体(1)内设置有第一镜筒(11)、第二镜筒(12)以及第三镜筒(13)，所述第一镜筒(11)、所述第二镜筒(12)以及所述第三镜筒(13)的影像端位于所述座体(1)的同一侧，所述第一镜筒(11)的光轴与所述第三镜筒(13)的光轴呈相交设置，所述第二镜筒的光轴通过所述第一镜筒(11)的光轴与第三镜筒(13)的光轴相交形成的交点，所述壳体(2)与所述座体(1)固定且罩设所述第一镜筒(11)、所述第二镜筒(12)以及所述第三镜筒(13)的物侧端，所述第一镜筒(11)和所述第二镜筒(12)的同一端分别设有端座(3)，所述第一镜筒(11)的端座(3)上设置有投影光源(31)，所述第二镜筒(12)的端座(3)上设置有照明光源(32)，所述第二镜筒(12)设置于所述第一镜筒(11)和所述第三镜筒(13)之间，所述第一镜筒(11)用于将预设图案投射至目标物体上，所述第二镜筒(12)用于对所述目标物体进行照明，所述第三镜筒(13)用于接收所述目标物体反射的所述预设图案；

所述第一镜筒(11)内设置有第一透镜组(111)，所述第一透镜组(111)包括依次设置于所述投影光源(31)出光方向上具有正光焦度的第一透镜(1111)、具有正光焦度的第二透镜(1112)、具有正光焦度的第三透镜(1114)、具有负光焦度的第四透镜(1115)、具有负光焦度的第五透镜(1116)以及具有正光焦度的第六透镜(1117)，所述第一透镜组(111)还包括微距分辨率板(1113)，所述微距分辨率板(1113)设置于所述投影光源(31)的出光路径上；

所述第二镜筒(12)内设置第七透镜(121)，所述第七透镜(121)设置于所述照明光源(32)的出光路径上；

所述第三镜筒(13)内设置有第二透镜组(131)和取像组件(132)，所述取像组件(132)设置于所述第二透镜组(131)的出光方向上，所述第二透镜组(131)包括依次沿取像光线传播方向上设置具有正光焦度的第八透镜(1311)、具有正光焦度的第九透镜(1312)、具有负光焦度的第十透镜(1313)、孔径光阑(1314)、具有负光焦度的第十一透镜(1315)、具有正光焦度的第十二透镜(1316)以及具有正光焦度的第十三透镜(1317)，所述第二透镜组(131)会聚由物体反射的取像光束，所述取像组件(132)用于对所述取像光束进行分光，并将分光后得到的多束光线传输至不同传感器中，以实现三维数据采集。

2.根据权利要求1所述的手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述第三镜筒(13)的光轴与所述第一镜筒(11)的光轴相交形成的交点位于所述壳体(2)外，所述壳体(2)的内径自所述座体(1)的一侧向远离所述座体(1)的一侧呈缩小设置，所述第二镜筒(12)设置于所述第一镜筒(11)与所述第三镜筒(13)之间的腰部位置。

3.根据权利要求1所述的手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述第二镜筒(12)的端部与所述壳体(2)的远端（21）的距离大于所述第一镜筒(11)或者所述第三镜筒(13)的端部与所述壳体(2)的远端（21）的距离。

4.根据权利要求1所述的手持式口腔扫描仪，其特征在于：还包括可拆卸设置的防雾外壳(4)，所述防雾外壳(4)罩设在壳体(2)的端部，所述防雾外壳(4)包括有反射镜(41)，所述反射镜(41)与所述壳体(2)的远端（21）相对设置。

5.根据权利要求1所述的一种手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述取像组件(132)包括分束棱镜(1321)、第一传感器(1322)以及第二传感器(1323)，所述第一传感器(1322)设置于所述分束棱镜(1321)出射第一光束的端面，所述第二传感器(1323)设置于所述分束棱镜(1321)出射第二光束的端面。

6.根据权利要求5所述的一种手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述分束棱镜(1321)包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜和所述第二棱镜胶合面镀设半透半反膜，所述分束棱镜(1321)入光面镀设420-900nm的增透膜，所述第一棱镜用于出射第一光束，且出射第一光束的端面镀设750-900nm的增透膜，所述第二棱镜用于出射第二光束，且出射第二光束的端面镀设420-675nm的增透膜。

7.根据权利要求6所述的一种手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述第一透镜(1111)的物侧面为平面，所述第一透镜(1111)的像侧面为凸面；所述第二透镜(1112)的物侧面和像侧面均为凸面；所述第三透镜(1114)的物侧面和像侧面均为凸面；所述第四透镜(1115)的物侧面为凸面，所述第四透镜(1115)的像侧面为凹面；所述第五透镜(1116)的物侧面和像侧面均为凹面，所述第六透镜(1117)的物侧面和像侧面为凸面；所述第八透镜(1311)的物侧面均为凸面，所述第八透镜(1311)的像侧面为平面；所述第九透镜(1312)的物侧面和像侧面为凸面；所述第十透镜(1313)的物侧面和像侧面均为凹面；所述第十一透镜(1315)的物侧面和像侧面均为凹面；所述第十二透镜(1316)的物侧面和像侧面均为凸面；所述第十三透镜(1317)的物侧面为凹面，所述第十三透镜(1317)的像侧面为凸面。

8.根据权利要求1所述的手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述第五透镜(1116)和所述第六透镜(1117)组成第一胶合透镜，所述第九透镜(1312)和所述第十透镜(1313)组成第二胶合透镜，所述第十一透镜(1315)和所述第十二透镜(1316)组成第三胶合透镜。

9.根据权利要求1所述的一种手持式口腔扫描仪，其特征在于：所述第九透镜(1312)、所述第十透镜(1313)与所述第十一透镜(1315)、第十二透镜(1316)关于所述孔径光阑(1314)对称设置。