JP2016510108A5 - - Google Patents

Claims (23)

1. 対象物の表面幾何学形状及び表面色を記録する焦点スキャナ・システムであって、光軸に沿い焦点面を平行移動させ、対象物の所定数の異なる概観から２Ｄ画像の積層群を補足することにより操作する焦点スキャナ・システムにおいて、
   該焦点スキャナ・システムは、
   前記対象物の照明のための多色プローブ光を提供すべく構成された多色光源と、
   前記対象物から受信された光の２Ｄ画像を捕捉する画像センサ・ピクセルのアレイを備えるカラー画像センサと、
   データ処理システムであって、
   記録された２Ｄ画像の積層群における少なくとも２つの２Ｄ画像に対して、前記画像センサ・ピクセルのブロックに対する表面幾何学形状情報及び表面色情報の両方を導出すべく構成され、また、
   画像センサ・ピクセルの複数のブロックから導出された表面幾何学形状情報及び表面色情報に基づき、対象物表面の部分的走査結果を生成するように構成され、画像センサ・ピクセルの一つのブロックに対応する生成された部分的走査結果上の点に対する部分的走査結果の色が、少なくとも２つの２Ｄ画像から導出された表面色情報に基づき決定されるという、データ処理システムと、
   を備える、焦点スキャナ・システム。
2. 前記データ処理システムは、所定数の部分的走査結果を組み合わせて前記対象物のデジタル３Ｄ表現物を生成すべく構成される、請求項１に記載の焦点スキャナ・システム。
3. 当該焦点スキャナ・システムは、プローブ光中に空間的パターンを取入れるべく構成されたパターン生成素子を備える、請求項１または請求項２に記載の焦点キャナ・システム。
4. 前記表面幾何学形状情報及び前記表面色情報を導出する段階は、幾つかの２Ｄ画像に対し、前記画像センサ・ピクセルのブロックにより捕捉された２Ｄ画像の部分と、前記空間的パターンの構成の情報に基づいて決定される加重関数と、の間の相関測度を算出する段階を有する、請求項１から請求項３のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
5. 画像センサ・ピクセルのブロックに対して前記表面幾何学形状情報及び前記表面色情報を導出する段階は、前記光軸に沿い、対応する相関測度が最大値を有する位置を特定する段階を有する、請求項４に記載の焦点スキャナ・システム。
6. 部分的走査結果を生成する段階は、画像センサ・ピクセルの各ブロックに対して前記光軸に沿う相関測度の変動を記述する相関測度関数を決定する段階と、前記光軸に沿い、前記ブロックに対して前記相関測度関数がその最大値を有する位置を特定する段階とを有する、請求項４または請求項５に記載の焦点スキャナ・システム。
7. 最大の相関測度値は、前記画像センサ・ピクセルのブロックに対して算出された最高の相関測度値、及び、前記画像センサ・ピクセルのブロックに対する前記相関測度関数の最高の最大値の少なくともいずれか一方である、請求項５また請求項６に記載の焦点スキャナ・システム。
8. 生成された部分的走査結果上の点に対する部分的走査結果の色は、前記積層群の２Ｄ画像の内で、前記相関測度が画像センサ・ピクセルの対応ブロックに対して最大値を有するという２Ｄ画像の表面色情報に基づき決定される、請求項５から請求項７のいずれか一つの請求項に記載のスキャナ・システム。
9. 生成された部分的走査結果上の点に対する部分的走査結果の色は、一連の隣接する２Ｄ画像から導出される表面色情報の補間の如き、前記積層群の２Ｄ画像の内で、前記少なくとも２つの２Ｄ画像から導出される表面色情報の補間により決定される、請求項１から請求項８のいずれか一つの請求項に記載のスキャナ・システム。
10. 前記データ処理システムは、前記部分的走査結果の所定数の点に対して平滑化された部分的走査結果の色を算出すべく構成され、
    前記算出段階は、前記部分的走査結果上の周囲の点の色の加重平均の如き、異なる点の部分的走査結果の色を平均化する段階を有する、請求項１から請求項９のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
11. 前記データ処理システムは、前記対象物の生成されたデジタル３Ｄ表現物が該対象物の幾何学形状及び色の変化特性の両方を表現する如く、前記デジタル３Ｄ表現物の少なくとも一つの点の対象物カラーを決定すべく構成される、請求項２から請求項１０のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
12. 前記対象物カラーを決定する段階は、対象物表面のその点において重なり合う部分的走査結果における対応点に対して導出された部分的走査結果のカラー値の加重平均値を算出する段階を有する、請求項１１に記載の焦点スキャナ・システム。
13. 前記データ処理システムは、捕捉された２Ｄ画像において飽和ピクセルを検出すべく、且つ、導出された表面色情報または部分的走査結果の色においてピクセル飽和により引き起こされたエラーを緩和もしくは除去すべく構成される、請求項１から請求項１２のいずれか一つの請求項に記載のスキャナ・システム。
14. 前記飽和ピクセルにより引き起こされたエラーは、平滑化された部分的走査結果の色を算出する上で、飽和ピクセルの表面色情報に対して低い重みを割当てること、及び、前記飽和ピクセルに基づいて算出された部分的走査結果の色に対して低い重みを割当てることの少なくともいずれか一方により、緩和もしくは除去される、請求項１３に記載の焦点スキャナ・システム。
15. 前記データ処理システムは、前記対象物の捕捉された２Ｄ画像及び生成された部分的走査結果の少なくともいずれか一方の区画の導出された表面色情報を、歯及び口腔組織に対する所定の色範囲と比較すべく、且つ、その色が、２つの所定の色範囲の一方内ではないという区画に対して導出された表面色情報または部分的走査結果の色の赤色成分を抑制すべく構成される、請求項１から請求項１４のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
16. 前記カラー画像センサは、各カラー・フィルタが夫々、既知である波長範囲W1、W2及びW3の光が当該カラー・フィルタを通り伝搬することを許容するという少なくとも３つの型のカラー・フィルタを備えるカラー・フィルタ・アレイを備える、請求項１から請求項１５のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
17. 前記表面幾何学形状情報は、前記多色光源により提供されるスペクトルの選択波長範囲における光から導出される、請求項１から請求項１６のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
18. 前記カラー・フィルタ・アレイは、該アレイのピクセルの割合であって、前記スペクトルの選択された波長範囲に合致するカラー・フィルタを備えたというピクセルの割合が50％超であり、斯かる割合は32／36、60／64または96／100に等しい如きである、請求項１７に記載の焦点スキャナ・システム。
19. 前記選択された波長範囲は前記W2波長範囲に合致する、請求項１７または請求項１８に記載の焦点スキャナ・システム。
20. 前記カラー・フィルタ・アレイは、6×6カラー・フィルタの複数のセルを備え、
    各セルの位置(2,2)及び(5,5)におけるカラー・フィルタは前記W1型であり、位置(2,5)及び(5,2)におけるカラー・フィルタは前記W3型である、請求項１７から請求項１９のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
21. 前記6×6セルにおける残りの32個のカラー・フィルタは、前記W2型である、請求項２０に記載の焦点スキャナ・システム。
22. 前記パターン生成素子は、前記空間的パターンが、市松模様パターンで配置された交互配置的な暗い領域及び明るい領域を備えることを実現すべく構成される、請求項３から請求項２１のいずれか一つの請求項先行請求項に記載の焦点スキャナ・システム。
23. 対象物の表面幾何学形状及び表面色を記録する方法であって、
    請求項１から請求項２２のいずれか一つの請求項に記載の焦点スキャナ・システムを獲得する段階と、
    多色光源からの多色プローブ光により前記対象物の表面を照らす段階と、
    カラー画像センサを用いて前記対象物の２Ｄ画像の積層群を捕捉する段階と、
    記録された２Ｄ画像の積層群における少なくとも２つの２Ｄ画像に対して、画像センサ・ピクセルのブロックに対する表面幾何学形状情報及び表面色情報の両方を導出する段階と、
    画像センサ・ピクセルの複数のブロックから導出された表面幾何学形状情報及び表面色情報に基づき、対象物表面の部分的走査結果を生成する段階であって、画像センサ・ピクセルの一つのブロックに対応する生成された部分的走査結果上の点に対する部分的走査結果の色が、少なくとも２つの２Ｄ画像から導出された表面色情報に基づき決定されるという段階と、
    を有する、方法。