CN219538555U - 牙科摄影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一方面提供了一种牙科摄影装置，它包括遮蔽筒、口腔牵开器以及深度相机，其中，所述深度相机设置于所述遮蔽筒的第一端，所述口腔牵开器设置于所述遮蔽筒的与所述第一端相对的第二端，用于撑开患者唇颊使牙齿露出，所述遮蔽筒定义一个通道，使得所述深度相机能够通过所述遮蔽筒采集由所述口腔牵开器撑开患者唇颊而露出的牙齿的图像。

Description

牙科摄影装置

技术领域

本实用新型总体上涉及牙科摄影装置。

背景技术

在牙齿正畸治疗过程中，患者通常被要求定期回访诊所，牙科专业人员通过观察患者牙齿判断正畸治疗是否达到预期的效果。若实际治疗结果与正畸治疗方案偏差较大，牙科专业人员可能需要相应调整后续的治疗方案。

在正畸治疗完成后，由于特定的原因，患者的牙齿位姿和/或布局可能发生变化，从而偏离正畸治疗所达到的牙齿位姿和/或布局。为了及时发现和纠正这种偏离，牙科专业人员需要定期检查患者的牙齿。

为了减少患者回访的次数，出现了由患者自行拍摄牙齿照片的装置，如此，患者可以在任何地方任何时间自己拍摄牙齿照片，以供牙科专业人员检查，这有效地减少了患者回访的次数，为患者带来了便利。

请参美国专利公开第US2018/0303579A1号，披露了一种牙科摄影装置，它包括一个遮蔽筒，该遮蔽筒的一端设置有口腔牵开器，用于牵开唇颊，使牙齿露出，另一端设有固定智能移动电话的装置，用于对牙齿拍照。然而，所述牙科摄影装置所拍摄的照片不含深度信息，无法测量拍摄获得的照片中的两个点在三维空间的真实距离，不利于一些牙科诊断项目的实施。

鉴于以上，有必要提供一种新的口腔摄影装置。

实用新型内容

本实用新型的一方面提供了一种牙科摄影装置，它包括遮蔽筒、口腔牵开器以及深度相机，其中，所述深度相机设置于所述遮蔽筒的第一端，所述口腔牵开器设置于所述遮蔽筒的与所述第一端相对的第二端，用于撑开患者唇颊使牙齿露出，所述遮蔽筒定义一个通道，使得所述深度相机能够通过所述遮蔽筒采集由所述口腔牵开器撑开患者唇颊而露出的牙齿的图像。

在一些实施方式中，所述的牙科摄影装置还包括外壳，所述外壳形成一个腔室，所述深度相机固定安装于所述腔室内，所述外壳包括一个工作面，它是包围形成所述腔室的表面的一部分，其上形成第一孔，所述深度相机通过所述第一孔和所述遮蔽筒采集牙齿图像，所述遮蔽筒是自所述工作面的边缘延伸形成。

在一些实施方式中，所述深度相机是小型光场相机，它包括N个摄像头以及设置于每一所述摄像头周围的一组M个光源，所述光源作为小型光场的光源，其中，N是大于等于3的自然数，M是大于等于1的自然数。

在一些实施方式中，所述每一组M个光源是均匀分布于对应摄像头周围。

在一些实施方式中，所述工作面对应每一所述摄像头形成一个所述第一孔。

在一些实施方式中，若将所述口腔牵开器封闭，所述工作面和所述遮蔽筒形成封闭的腔。

在一些实施方式中，所述腔室是封闭的腔室。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒的横截面的边缘轮廓为上下和左右对称的卵形。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒的一段是由所述外壳朝所述口腔牵开器一体延伸形成，所述遮蔽筒的另一段是由所述口腔牵开器朝所述外壳一体延伸形成，所述遮蔽筒的两段是通过套接连接。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒的两段的对接处分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒的两段保持相对固定。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒是由所述口腔牵开器朝所述外壳一体延伸形成，所述遮蔽筒套接于所述工作面的边缘。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒靠所述外壳的一端和所述工作面的边缘分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒和所述外壳保持相对固定。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒的第一端套接于所述工作面的边缘，与所述第一端相对的第二端套接于所述口腔牵开器。

在一些实施方式中，所述遮蔽筒的第一端和所述工作面的边缘分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒和所述外壳保持相对固定，所述遮蔽筒的第二端和所述口腔牵开器的对接处分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒和所述口腔牵开器保持相对固定。

在一些实施方式中，所述的牙科摄影装置还包括控制装置，安装于所述腔室内，所述控制装置与所述深度相机连接，并被配置成控制所述深度相机以及将所述深度相机所拍摄的照片发送至与其连接的计算机。

附图说明

以下将结合附图及其详细描述对本申请的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。

图1示意性地展示了本申请一个实施例中的牙科摄影装置；

图2示意性地展示了图1所示的牙科摄影装置的主机；

图3示意性地展示了图1所示的牙科摄影装置的口腔牵开器；

图4为图2所述主机的俯视图；

图5为图2所示主机的仰视图；以及

图6示意性地展示了一个实施例中主机各模块的连接关系。

具体实施方式

以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性之目的，并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下，本领域技术人员能够理解，可以采用许多其他的实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本申请的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都在本申请的保护范围之内。

本申请的一方面提供了一种牙科摄影装置，它包括深度相机，能够拍摄含深度信息的牙齿照片。

深度相机有不同种类，例如，光场相机和结构光相机等。在本申请的启示下，可以理解，本申请的牙科摄影装置可以采用任何适用的深度相机。下面以光场相机为例对本申请的牙科摄影装置进行详细说明。

请参图1，示意性地展示了本申请一个实施例中的牙科摄影装置100，它包括主机101和口腔牵开器103，两者通过套接连接。

请再参图2-5，其中，图2示意性地展示了图1中所示的主机101，图3示意性地展示了图1中所示的口腔牵开器103，图4为图1中所示的主机101的俯视图，图5为图1中所示主机101的仰视图。

主机101正面和侧面的外轮廓大致为U形，横截面轮廓为上下和左右对称的卵形。如一般技术人员所能理解，除了该实施例中的形状，主机101可以是任何其他合适的形状。

主机101包括外壳1010，它的下半部分形成封闭的腔室，用于安装相应的零部件。外壳1010靠口腔牵开器103的一侧形成工作面1011，它是包围形成所述腔室的表面的一部分。

工作面1011上形成多个第一孔1013a，使得固定安装于所述腔室内的多个摄像头1015a能够通过对应的第一孔1013a采集图像。摄像头1015a的安装位置和角度使得它能够通过口腔牵开器103采集到合适的患者牙齿的图像。在一个实施例中，摄像头1015a的数量可以是至少3个，例如，4个、5个、6个、8个、10个等。

工作面1011上每一第一孔1013a的周围均匀形成一组预定数量的第二孔1013b，使得安装于所述腔室内的光源1015b能够通过该组第二孔1013b提供照明，作为小型光场的光源。在一个实施例中，所述预定数量可以是至少1个，例如，可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、8个等。

在又一实施例中，光源也可以直接设置于工作面1011上。

由于小型光场的光源距离牙齿较近，不能像普通光场一样假设光源位于无限远的位置提供固定方向的平行光。因此，在一个实施例中，可以在后续重建算法中将每一组光源当作点光源，并假设其位置与对应的摄像头1015a重合。

在一个实施例中，可以利用所述多个摄像头1015a同时拍摄牙齿在一组光源打光下的照片，能够从这些照片中重建牙齿的材质信息。

在一个实施例中，对应每一第二孔1013b可以设置一个LED光源。

在一个实施例中，工作面1011可以是平面。在又一实施例中，工作面1011可以是弧面。可以理解，除了平面和弧面，工作面1011可以是任意合适的形态的表面。

在一个实施例中，第一孔1013a可以用镜片(例如玻璃片或树脂镜片等)进行封闭，安装于所述外壳内的摄像头1015a能够通过所述镜片采集图像，所述镜片能够避免灰尘或水汽进入所述外壳。在又一实施例中，摄像头1015a可以稍稍伸出第一孔1013a，用密封件(例如橡胶圈或粘接剂等)封闭摄像头1015a外侧壁和第一孔1013a之间的间隙，以避免灰尘或水汽进入所述外壳。

外壳1010自工作面1011的边缘向上(即朝所述口腔牵开器103)一体延伸形成筒1017，其将工作面1011包围在内。筒1017远离工作面1011的一端形成多个卡扣1019。

口腔牵开器103包括筒1031，其远离主机101的第一端形成凸缘1033，与所述第一端相对的第二端上形成多个卡扣1035，分别与外壳1010的筒1017顶部的多个卡扣1019相配合。口腔牵开器103和外壳1010通过套接连接，通过卡扣1035和1019之间的配合使两者保持相对固定。可以理解，除了卡扣固定，口腔牵开器103和外壳1010之间也可以采用任何其他适用的固定方式，例如，过盈配合。

拍摄牙齿照片时，将口腔牵开器103的第一端放入患者口内，撑开唇颊，使牙齿露出，从而摄像头1015a能够通过口腔牵开器103采集牙齿的图像，此时，患者的唇颊抵靠在凸缘1033上，使得口腔牵开器103不易脱出患者的口。

外壳1010的筒1017和口腔牵开器103的筒1031形成遮蔽筒，若将口腔牵开器103的所述第一端封闭，外壳1010的工作面1011与所述遮蔽筒形成封闭的腔，以避免环境光影响摄像头1015a采集的牙齿图像的质量。

在本申请的启示下，可以理解，可以改变筒1017和1031的长度，下面是几种不同的配置。

在一个实施例中，外壳1010上不形成筒，口腔牵开器103的筒1031套设在外壳1010的工作面1011边缘。

在又一实施例中，外壳1010的筒1017较长，而口腔牵开器103不形成筒。

在又一实施例中，外壳1010、所述遮蔽筒以及口腔牵开器103可以是一体成型。

在又一实施例中，外壳1010与口腔牵开器103之间通过独立的转接筒通过套接连接。

对于以上所有遮蔽筒的不同实施例，均可以描述为自工作面1011的边缘延伸形成遮蔽筒，此处，“延伸”不代表遮蔽筒与外壳1010是一体成型的，它囊括了以上各种不同情况。

主机101的侧壁上设置有控制钮1021，供用户操作牙科摄影装置100。主机101的底部设置有充电接口1023，用于对主机101进行充电。

主机101的底部设置有接口1023，用于对主机101进行充电/供电，和/或与主机101进行数据交换。

请参图6，示意性地展示了一个实施例中主机101各模块的连接关系。

在一个实施例中，主机101的外壳内还安装有电池1025和控制装置(控制电路模块)1027，其中，控制装置1027还包括通信装置1027a。电池1025为控制装置1027、摄像头1015a以及光源1015b供电。控制装置1027控制摄像头1015a和光源1015b。通信装置1027a通过有线方式(例如，通过接口1023)或无线方式(例如，WiFi网络(例如，2.4G或5G WiFi网络)、蓝牙以及任何其他适用的无线连接方式)与独立的具有显示屏的计算机(图中未示)连接，使得牙科摄影装置100与所述计算机之间能够进行数据交换。

在一个实施例中，牙科摄影装置100是由所述计算机控制拍摄照片，即所述计算机向控制装置1027发送信号，以控制1015a摄像头开始或停止拍摄照片。所述计算机可以是任何适用的计算设备，例如，智能电话、便携式计算机、平板计算机、个人计算机、智能眼镜以及智能电视等，只要具有显示屏并且能够安装控制牙科摄影装置100的计算机程序即可。

在一个实施例中，利用牙科摄影装置100拍摄牙齿照片的流程如下。

首先，患者操作电源钮1023打开牙科摄影装置100，使其处于待命状态。

接着，患者控制所述计算机运行所述控制牙科摄影装置100的计算机程序，并通过操作所述计算机，使得所述计算机和所述牙科摄影装置100处于连接状态。

然后，将组装好的牙科摄影装置100的开口器103放入口中，以撑开唇颊，再将牙科摄影装置100调整到合适的角度并保持。

之后，患者操作所述计算机，使之控制牙科摄影装置100开始拍摄牙齿照片。在拍摄照片的过程中，所述计算机依次打开所述多组光源1015b，在打开一组光源1015b之后，控制每一摄像头1015a拍摄一张牙齿照片，直至每一摄像头1015a拍摄了每一组光源1015b打光下的牙齿照片，获得一组牙齿照片。整个拍摄过程可持续数秒。

接着，将所述一组照片(以及照片所对应的相机参数)输入经训练的深度神经网络，由其生成牙齿的三维信息的一个隐式表达。在一个实施例中，所述深度神经网络可以是基于多层感知器(MLP)的神经网络，其输入是三维空间中的一个点以及相机位置和该点形成的射线方向，其输出是该点在三维空间中的属性，在一个实施例中，该特征可以包含该点的SDF(Signed Distance Field)值、纹理贴图(albedo)、粗糙度(roughness)、金属性(metalness)、以及法向量。在空间中采样任意多的稠密点，经过该神经网络可以生成空间中所有采样点的属性。牙齿的三维网格最终可由Deep Marching技术根据方向距离场SDF得到。牙齿的其他属性如Albedo、roughnes、metalness以及法相信息也可由上述过程得到。

在一个实施例中，所述深度神经网络可以采用自监督训练，使用可微渲染框架，用网络输出的几何、材质信息和提前标定的光照信息渲染图片，与实际拍摄的牙齿图片计算误差，通过梯度反向传播优化网络参数，最终使得重建结果可以渲染出接近实际照片的图片。

可以理解，当所述计算机获得所述一组照片之后，可以通过网络传送至服务器，由该服务器基于该组照片生成所述牙齿的三维网格。牙科专业人员通过终端设备(例如，计算机)读取存储于所述服务器上的三维网格，并基于此进行分析诊断。

由于本申请的牙科摄影装置所拍摄的牙齿照片包括深度信息，因此，牙科专业人员能够对患者的牙齿情况进行更较全面地诊断。

尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例，但在本申请的启发下，本申请的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。

同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。

除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。

Claims (15)

1.一种牙科摄影装置，其特征在于，它包括遮蔽筒、口腔牵开器以及深度相机，其中，

所述深度相机设置于所述遮蔽筒的第一端，

所述口腔牵开器设置于所述遮蔽筒的与所述第一端相对的第二端，用于撑开患者唇颊使牙齿露出，

所述遮蔽筒定义一个通道，使得所述深度相机能够通过所述遮蔽筒采集由所述口腔牵开器撑开患者唇颊而露出的牙齿的图像。

2.如权利要求1所述的牙科摄影装置，其特征在于，它还包括外壳，所述外壳形成一个腔室，所述深度相机固定安装于所述腔室内，所述外壳包括一个工作面，它是包围形成所述腔室的表面的一部分，其上形成第一孔，所述深度相机通过所述第一孔和所述遮蔽筒采集牙齿图像，所述遮蔽筒是自所述工作面的边缘延伸形成。

3.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述深度相机是小型光场相机，它包括N个摄像头以及设置于每一所述摄像头周围的一组M个光源，所述光源作为小型光场的光源，其中，N是大于等于3的自然数，M是大于等于1的自然数。

4.如权利要求3所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述每一组M个光源是均匀分布于对应摄像头周围。

5.如权利要求3所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述工作面对应每一所述摄像头形成一个所述第一孔。

6.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，若将所述口腔牵开器封闭，所述工作面和所述遮蔽筒形成封闭的腔。

7.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述腔室是封闭的腔室。

8.如权利要求1所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒的横截面的边缘轮廓为上下和左右对称的卵形。

9.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒的一段是由所述外壳朝所述口腔牵开器一体延伸形成，所述遮蔽筒的另一段是由所述口腔牵开器朝所述外壳一体延伸形成，所述遮蔽筒的两段是通过套接连接。

10.如权利要求9所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒的两段的对接处分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒的两段保持相对固定。

11.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒是由所述口腔牵开器朝所述外壳一体延伸形成，所述遮蔽筒套接于所述工作面的边缘。

12.如权利要求11所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒靠所述外壳的一端和所述工作面的边缘分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒和所述外壳保持相对固定。

13.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒的第一端套接于所述工作面的边缘，与所述第一端相对的第二端套接于所述口腔牵开器。

14.如权利要求13所述的牙科摄影装置，其特征在于，所述遮蔽筒的第一端和所述工作面的边缘分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒和所述外壳保持相对固定，所述遮蔽筒的第二端和所述口腔牵开器的对接处分别设有卡扣结构，使得所述遮蔽筒和所述口腔牵开器保持相对固定。

15.如权利要求2所述的牙科摄影装置，其特征在于，它还包括控制装置，安装于所述腔室内，所述控制装置与所述深度相机连接，并被配置成控制所述深度相机以及将所述深度相机所拍摄的照片发送至与其连接的计算机。