JP7366132B2 - 投影装置、収集装置及びこれらを備えた三次元走査システム - Google Patents

投影装置、収集装置及びこれらを備えた三次元走査システム Download PDF

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Description

本願は、２０１８年１１月１９日に出願された、出願番号が２０１８１１３７８６６３．１、発明名称が「投影装置、収集装置及びこれらを備えた三次元走査システム」の中国特許出願の優先権を主張し、その全文は参考としてここに援用されている。
本出願は三次元走査の分野に関し、具体的には、投影装置、収集装置及びこれらを備えた三次元走査システムに関する。
従来技術では、物体の三次元形態を取得する方法は複数あり、具体的には、タイムコードに基づく正弦波縞を脱位相して適合させ、次に、三次元再構成とブレンドをして、物体の三次元形態を取得すること、タイムコードに基づいた縞の中心線を抽出し、三次元再構成とブレンドを行うアルゴリズムによって、物体の三次元形態を取得すること、及び共焦点顕微鏡三次元イメージング原理に基づいて物体の三次元形態を取得することがある。
ただし、上記の物体の三次元形態の取得方法は、それぞれの欠陥のため、口腔内の三次元走査に適しておらず、具体的な欠陥は以下のとおりである。タイムコードに基づく三次元再構成方法は、ハンドヘルド式走査を実現できないため、口腔内での高精細な走査操作ができず、そして、高フレームレートカメラ及び高速アルゴリズムを必要とするので、そのコストの高騰を招く。共焦点顕微鏡三次元イメージング原理に基づく方法は、ハードウェア加工コストが高い。
物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題に対しては、現在、効果的な解決手段がまだ提案されていない。
本出願は、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決するために、投影装置、収集装置及びこれらを備えた三次元走査システムを提供する。
本出願の一態様によれば、投影装置を提供する。該装置は、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射するように構成される発光部と、前記所定の光線の伝送経路に設けられた透光部であって、前記所定の光線が前記透光部に設けられた所定のパターンを介して透過すると、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線が形成され、前記透光部は少なくとも２種類の異なる所定の周波帯に対応する所定の光線を透過させる透光部とを含む。
任意選択に、前記透光部は、１つである場合、前記発光部が放射する複数の所定の光線の伝送経路に設けられ、且つ複数の所定の画像が設けられ、前記ターゲット光線は前記複数の所定の光線が前記複数の所定の画像を介して透過したものであり、前記所定の画像のそれぞれは異なる前記所定の周波帯に対応する。
任意選択に、前記投影装置は、複数の前記所定の光線の伝送経路に設けられた集光部であって、複数の前記所定の光線は前記集光部によって集光された後、同一の伝送経路をもって前記透光部に投射される集光部をさらに含む。
任意選択に、発光部は、複数のＬＥＤ光源と複数のレーザーエミッタのうちのいずれか１つをさらに含み、前記発光部は前記複数のＬＥＤ光源によって前記複数の所定の光線を放射し、前記発光部は前記複数のレーザーエミッタによって前記複数の所定の光線を放射する。
任意選択に、前記発光部が前記複数のレーザーエミッタによって前記複数の所定の光線を放射する場合、前記投影装置は、前記所定の光線の伝送経路に設けられたデコヒーレンス部であって、前記所定の光線は前記デコヒーレンス部によって回折スポットを解消されて、前記透光部に投射されるデコヒーレンス部をさらに含む。
任意選択に、前記デコヒーレンス部は、前記所定の光線の伝送経路に設けられ、且つ所定の軸線を中心に回転する位相変調素子であって、前記所定の光線の伝送経路は前記位相変調素子の所定の軸線と平行する位相変調素子と、前記所定の光線の伝送経路に設けられ、前記所定の光線をコリメートし、前記所定の光線の発散角を低下させるように構成されるビーム結合素子とを含み、前記デコヒーレンス部は、前記位相変調素子及び前記ビーム結合素子によって前記所定の光線の回折スポットを解消する。
任意選択に、前記発光部が前記複数のレーザーエミッタによって前記複数の所定の光線を放射する場合、前記投影装置は、前記所定の光線の伝送経路に設けられた固体媒体素子であって、前記所定の光線は前記固体媒体素子によって複数回反射・光混合されて、前記透光部に投射される固体媒体素子をさらに含む。
本出願の別の態様によれば、三次元モデルの収集装置を提供する。該装置は、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、前記ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するように構成される画像収集部であって、前記カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、前記光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、前記色帯域は前記所定の周波帯に１対１で対応する画像収集部を含み、前記複数の光影画像は投影パターンを含み、前記投影パターンは前記ターゲット対象の三次元モデルを生成するものである。
任意選択に、前記画像収集部は複数の色帯域収集器を含み、前記画像収集部は前記複数の色帯域収集器によって前記複数の光影画像を収集し、前記複数の色帯域収集器は前記複数の光影画像に１対１で対応する。
本出願の別の態様によれば、三次元走査システムを提供する。該三次元走査システムは、上記いずれか１項に記載の投影装置と、上記いずれか１項に記載の三次元モデルの収集装置とを含み、前記投影装置は、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成するように構成され、前記三次元モデルの収集装置は、前記ターゲット光線が前記ターゲット対象に投射されて形成された投影パターンを収集するように構成され、前記投影パターンは前記ターゲット対象の三次元モデルを決定するものである。
本出願の一態様によれば、投影方法を提供する。該方法は、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射するステップと、前記所定の周波帯のそれぞれに対応する所定のパターンを決定するステップであって、所定のパターンはそれぞれ異なるステップと、前記所定のパターンに従って、前記複数の所定の光線を透過させてターゲット光線を得るステップであって、前記ターゲット光線はカラーコード縞の形でターゲット対象に投射されるステップとを含む。
本出願の一態様によれば、三次元モデルの収集方法を提供する。該方法は、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、前記ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するステップであって、前記カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、前記光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、前記色帯域は前記所定の周波帯に１対１で対応するステップを含み、前記複数の光影画像は投影パターンを含み、前記投影パターンは前記ターゲット対象の三次元モデルを生成するものである。
本出願の一態様によれば、三次元走査方法を提供する。該方法は、対応する所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を得るステップであって、前記複数の所定の光線は複数の異なる所定の周波帯に対応し、所定のパターンのそれぞれは異なる所定の周波帯に対応するステップと、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、前記ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するステップであって、前記カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、前記光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、前記色帯域は前記所定の周波帯に１対１で対応するステップと、前記光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンに従って、前記ターゲット対象の三次元モデルを生成するステップとを含む。
本出願の別の態様によれば、記憶しているプログラムを含む記憶媒体であって、前記プログラムは上記投影方法、三次元モデルの収集方法、三次元走査方法のいずれかの方法を実行する記憶媒体を提供する。
本出願の別の態様によれば、プログラムを実行するように構成されるプロセッサであって、前記プログラムは運行されると、上記投影方法、三次元モデルの収集方法、三次元走査方法のいずれかの方法を実行するプロセッサを提供する。
本出願によれば、発光部は、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射し、透光部は前記所定の光線の伝送経路に設けられ、前記所定の光線が前記透光部に設けられた所定のパターンを介して透過すると、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線が形成され、前記透光部は少なくとも２種類の異なる所定の周波帯に対応する所定の光線を透過させ、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
この場合、該投影装置は以下の特徴も備える。１、ハードウェアが低コストである。２、装置は小型化している。さらに、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決し、ここで、従来の投影システムは動的投影システムであり、本出願の実施例による投影装置は透過投影のものであり、そのハードウェアコストが大幅に低下する。
つまり、透光部は複数の異なる周波帯の所定の光線を透過させ、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成し、それにより、ターゲット対象に投射されたターゲット光線に基づいてターゲット対象の三次元形態を取得するという技術的効果を達成する。
本出願の一部を構成する図面は本出願をさらに理解するものとして提供され、本出願の例示的な実施例及びその説明は本出願を解釈するものであり、本出願を不適に限定するものではない。
本出願の実施例に係る投影装置の模式図である。 本出願の実施例に係る任意の投影装置の一例の模式図である。 本出願の実施例に係る任意の投影装置の別の模式図である。 本出願の実施例に係る三次元モデルの収集装置の模式図である。 本出願の実施例に係る三次元走査システムの模式図である。 本出願の実施例に係る投影方法のフローチャートである。 本出願の実施例に係る三次元モデルの収集方法のフローチャートである。 本出願の実施例に係る三次元走査方法のフローチャートである。
なお、矛盾しない限り、本出願の実施例及び実施例の特征は互いに組み合わせることができる。以下、図面を参照して実施例にて本出願を詳しく説明する。
当業者が本出願の技術案をよく理解できるように、以下、本出願の実施例の図面を参照しながら、本出願の実施例の技術案を明確かつ完全に説明するが、明らかなように、説明する実施例は本出願の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。当業者が本出願の実施例に基づいて得る他のすべての実施例は、本出願の特許範囲に属する。
なお、本出願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面における用語「第１の」、「第２の」などは類似の対象を区別するものであり、特定の順番又は優先順位を説明するものではない。なお、ここで本出願の実施例を説明するために、このように使用されるデータは場合によって交換可能である。さらに、用語「含む」、「備える」及びこれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図しており、たとえば、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は機器は、明確に記載されたステップ又はユニットに制限されるわけではなく、明確に記載されていないもの、又はこれらのプロセス、方法、製品又は機器に固有の他のステップ又はユニットを含んでもよい。
本出願の実施例によれば、投影装置を提供する。
図１は本出願の実施例に係る投影装置の模式図である。図１に示すように、該投影装置は、発光部１１と透光部１３を含む。
発光部１１は、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射するように構成される。
透光部１３は、所定の光線の伝送経路に設けられ、所定の光線が透光部に設けられた所定のパターンを介して透過すると、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線が形成され、透光部は少なくとも２種類の異なる所定の周波帯に対応する所定の光線を透過させる。
任意の例では、上記透光部は、ターゲット光線を生成するために複数の所定の光線を透過させる必要がある。
別の任意の例では、上記カラーコード縞は、２～３種類の所定のカラー縞をコードしたものであり、つまり、上記カラーコード縞の形で投射されるターゲット光線は、２～３種類の所定の周波帯の縞光線をコードしたものである。
本出願の実施例による投影装置では、発光部は複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射し、透光部は所定の光線の伝送経路に設けられ、所定の光線が透光部に設けられた所定のパターンを介して透過すると、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線が形成され、透光部は少なくとも２種類の異なる所定の周波帯に対応する所定の光線を透過させ、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
この場合、該投影装置は以下の特徴も備える。１、ハードウェアが低コストである。２、装置は小型化している。さらに、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決し、ここで、従来の投影システムは動的投影システムであり、本出願の実施例による投影装置は透過投影のものであり、そのハードウェアコストが大幅に低下する。
つまり、透光部は複数の異なる周波帯の所定の光線を透過させ、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成し、それにより、ターゲット対象に投射されたターゲット光線に基づいてターゲット対象の三次元形態を取得するという技術的効果を達成する。
なお、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、画像収集装置は該ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、さらに、投影パターンのカラーコード縞に基づいてターゲット対象の三次元モデルを生成し、該光影画像はターゲット光線によって形成される投影パターンを含む。
なお、タイムコードに基づいて三次元再構成を行う投影機器に比べて、本出願による投影装置は、より軽量でシンプルであり、透光部と発光部だけで技術の目的を達成させ、共焦点顕微鏡三次元イメージング原理に基づいて三次元再構成を行う投影機器に比べて、本出願による投影装置は、より低コストであり、透光部と発光部だけで技術の目的を達成させる。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、発光部は、複数のＬＥＤ光源と複数のレーザーエミッタとのうちのいずれか１つをさらに含み、発光部は複数のＬＥＤ光源によって複数の所定の光線を放射し、発光部は複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する。
つまり、発光部は複数のレーザーエミッタから構成されてもよいし、複数のＬＥＤ光源から構成されてもよく、ここで、発光部が複数のレーザーエミッタから構成される場合、発光部によって放射される複数の所定の光線はレーザ光であり、発光部が複数のＬＥＤ光源から構成される場合、発光部によって放射される複数の所定の光線は一般的な光線であり、また、上記ＬＥＤ光源は単色光源である。
なお、発光部が複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、所定の光線は、指向性発光、高輝度、純粋な色、優れたコヒーレンスというレーザ光の性能の特徴を有する。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、投影装置は、複数の所定の光線の伝送経路に設けられた集光部であって、複数の所定の光線は集光部によって集光された後、同一の伝送経路をもって透光部に投射される集光部をさらに含む。
つまり、発光部によって放射される複数の所定の光線の伝送経路が一致しない場合、本出願の実施例による投影装置は集光部をさらに含み、集光部は、伝送経路が一致しない複数の所定の光線を集光して、複数の所定の光線が同一の伝送経路をもって伝送されるようにする。
任意の例では、上記集光部は半反射半透明ビームスプリッタであり、図２、図３に示すように、第１のレーザーエミッタ及び第２のレーザーエミッタは２本の所定の光線を同時に放射し、２本の所定の光線はそれぞれ、半反射半透明ビームスプリッタの両側に投射され、第１のレーザーエミッタによって放射された所定の光線は半反射半透明ビームスプリッタの表面で反射され、第２のレーザーエミッタによって放射された所定の光線は半反射半透明ビームスプリッタの表面で屈折され、このとき、第１のレーザーエミッタによって放射された所定の光線及び第２のレーザーエミッタによって放射された所定の光線は同一の伝送経路をもって伝送される。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、発光部が複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、投影装置は、所定の光線の伝送経路に設けられたデコヒーレンス部であって、所定の光線はデコヒーレンス部によって回折スポットを解消されて、透光部に投射されるデコヒーレンス部をさらに含む。
つまり、発光部が複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、本出願の実施例による投影装置は、所定の光線の伝送経路にデコヒーレンス部がさらに設けられ、デコヒーレンス部は、レーザ光のコヒーレンスによる投影パターンでの回折スポットを解消するものである。
任意の例では、本出願の実施例によるデコヒーレンス部は、所定の光線の伝送経路に設けられ、且つ所定の軸線を中心に回転する位相変調素子であって、所定の光線の伝送経路は位相変調素子の所定の軸線と平行する位相変調素子と、所定の光線の伝送経路に設けられ、所定の光線をコリメートし、所定の光線の発散角を低下させるように構成されるビーム結合素子とを含み、デコヒーレンス部は位相変調素子及びビーム結合素子によって所定の光線の回折スポットを解消する。
なお、上記位相変調素子は透明光学材料薄板又はランダム位相板でありうる。レーザビームのアパーチャ及び発散角の両方が少ない場合、上記ビーム結合素子はコリメートシステムと収束システムから構成されてもよい。レーザビームの発散角が大きい場合、上記ビーム結合素子は複数のレンズ素子から構成される。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、発光部が複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、投影装置は、所定の光線の伝送経路に設けられた固体媒体素子であって、所定の光線は固体媒体素子によって複数回反射・光混合されて、透光部に投射される固体媒体素子をさらに含む。
つまり、発光部が複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、本出願の実施例による投影装置は、所定の光線の伝送経路に固体媒体素子がさらに設けられ、固体媒体素子は、光強度の均一な所定の光線を生成して透光部に投射するものである。
任意の例では、固体媒体素子は、細長い六面体プリズム、円筒形体プリズム、円錐体プリズムのうちのいずれかの形態であり、また、固体媒体素子は、所定の光線が固体界面により囲まれた空間内で複数回反射されるための中空棒としてもよく、光線が固体透明媒体内を伝送する中実棒としてもよく、そのうち、中実棒の場合、入光端と出光端の面に増透膜が塗布され、中空棒の場合、内面に増反膜が塗布され、さらに、固体媒体素子の出射面と入射面とが平行に設けられる。
上記デコヒーレンス部及び固体媒体素子を合わせて説明し、任意の例では、本出願の実施例による投影装置はデコヒーレンス均一照明システムを含み、つまり、デコヒーレンス均一照明システムは小型モータによって位相変調素子を駆動して一定の速度で回転軸を中心にして回動させることで、レーザビームの位相をリアルタイムで変調し、変調したレーザビームは再び固体媒体素子に投射され、固体媒体素子で複数回反射・光混合され、最後に強度の均一な光場が出力される。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、透光部は、１つである場合、発光部から発光する複数の所定の光線の伝送経路に設けられ、且つ複数の所定の画像が設けられ、ターゲット光線は複数の所定の光線が複数の所定の画像を介して透過したものであり、所定の画像のそれぞれは、異なる所定の周波帯に対応する。
つまり、透光部が１つである場合、本出願の実施例による投影装置は、発光部から発光する複数の所定の光線の伝送経路に１つの透光部がさらに設けられ、透光部は、複数の異なる周波帯の所定の光線を選択的に透過させ、所定のコード縞の形で投射されるターゲット光線を形成する。
一例として、透光部はカラーレンチキュラーシートを含み、該カラーレンチキュラーシートに複数の所定の画像が設けられ、且つ所定の画像のそれぞれは異なる色に対応し、この場合、複数の所定の画像はカラーコード縞を構成する。さらに、複数の所定の光線が該カラーレンチキュラーシートを透過すると、カラーコード縞でターゲット対象に投射されたターゲット光線が自動的に形成される。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、該投影装置は複数の反射鏡をさらに含み、反射鏡はターゲット光線及び／又は所定の光線の伝送経路に設けられ、ターゲット光線及び／又は所定の光線の伝送経路を変えるように構成される。
つまり、ターゲット光線及び／又は所定の光線の伝送経路に複数の反射鏡が設けられて、ターゲット光線及び／又は所定の光線の伝送経路を変えることによって、三次元走査装置内の光線経路を最適化させ、三次元走査装置の体積を減らすという技術的効果を達成する。
任意選択に、本出願の実施例による投影装置では、該投影装置は複数の照明ユニットをさらに含み、照明ユニットはターゲット対象に対応して設けられ、該照明ユニットはターゲット対象を照射するように構成され、それにより、ターゲット対象の背景輝度を向上させ、ターゲット対象の被写界深度を大きくし、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するという技術的効果を達成する。
任意の例では、照明ユニットは複数の三色ＬＥＤ灯であってもよい。
別の任意の例では、図２及び図３に示すように、ターゲット光線の伝送経路を変えるためのターゲット反射鏡の外周に複数の照明ユニットが設けられ、照明ユニットによって放射された照明光線は、ターゲット反射鏡によって反射されたターゲット光線とともにターゲット対象に投射される。
本出願の実施例は三次元モデルの収集装置をさらに提供し、なお、本出願の実施例の三次元モデルの収集装置では、ターゲット対象は本出願の実施例による投影装置によって生成されるターゲット光線が投射するターゲット対象である。以下、本出願の実施例による三次元モデルの収集装置を説明する。
図４は本出願の実施例に係る三次元モデルの収集装置の模式図である。図４に示すように、該装置は画像収集部４１を含む。
画像収集部４１は、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するように構成され、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像はそれぞれ、異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、複数の光影画像は投影パターンを含み、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを生成するものである。
本出願の実施例による収集装置では、画像収集部はターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、複数の光影画像は投影パターンを含み、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを生成するものであり、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
この場合、ターゲット光線のカラーコード縞に基づいてターゲット対象を空間的にコードすることで、１フレームの二次元画像だけでターゲット対象の三次元再構成を行うという技術の目的を達成することができ、それにより、画像収集機器のフレームレートへの要件を低下させ、後続のアルゴリズムの演算コストを削減させる。さらに、色を空間コードの基本要素として用いることで、認識正確性を向上させるという技術的効果を奏する。
つまり、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンを収集することによって、投影パターンに基づいてターゲット対象の三次元形態を取得できるという技術的効果を達成する。
任意選択に、本出願の実施例による三次元モデルの収集装置では、画像収集部は複数の色帯域収集器を含み、画像収集部は複数の色帯域収集器によって複数の光影画像を収集し、複数の色帯域収集器は複数の光影画像に１対１で対応する。
つまり、複数の色帯域収集器によってターゲット対象に対応する光影画像を収集することにより、色を正確に区別するという技術的効果を達成する。
なお、各色帯域収集器は、それに対応する色帯域の光影画像だけを収集する。
上記画像収集部が複数の色帯域収集器によって複数の光影画像を収集することについて、例を挙げて説明する。第１の所定の光線に対応する波長の範囲は７７０～６２２ｎｍ、第２の所定の光線に対応する波長の範囲は５７７～４９２ｎｍ、第３の所定の光線に対応する波長の範囲は４５５～４３５ｎｍであり、透光部には３つの所定のパターンが設けられ、３つの所定のパターンは重なって設けられると、カラーコード縞を形成し、且つカラーコード縞は赤、緑、青色の三色縞を順次コードして配列したものであり、このとき、第１の所定の光線、第２の所定の光線、及び第３の所定の光線が透光部を経ると、カラーコード縞がターゲット対象に投射されたターゲット光線が形成される。
なお、上記カラーコード縞のすべての赤色縞は第１の所定のパターンに対応し、上記カラーコード縞のすべての緑色縞は第２の所定のパターンに対応し、カラーコード縞のすべての青色縞は第３の所定のパターンに対応し、さらに、第１の所定の光線は第１の所定のパターンを介して透過させてフィルタリングされ、ターゲット対象に投射され、第２の所定の光線は第２の所定のパターンを介して透過させてフィルタリングされ、ターゲット対象に投射され、第３の所定の光線は第３の所定のパターンを介して透過させてフィルタリングされ、ターゲット対象に投射され、このとき、所定のパターンを介して透過させてフィルタリングされた第１の所定の光線、第２の所定の光線、及び第３の所定の光線はターゲット光線を構成する。
さらに、所定のパターンを介して透過させてフィルタリングされた第１の所定の光線は、ターゲット対象に投射されて赤色投影パターンを形成し、このとき、赤色色帯域収集器はターゲット対象の赤色光影画像を収集し、ここで、該赤色光影画像は第１の所定の光線がターゲット対象に投射された赤色投影パターンを含む。他の色の色帯域収集器も同様であるため、ここでは詳しく説明しない。
本出願の実施例は三次元走査システムをさらに提供し、なお、本出願の実施例の三次元走査システムは、本出願の実施例による三次元モデルの収集装置と、本出願の実施例による投影装置とを含む。以下、本出願の実施例による三次元走査システムについて説明する。
図５は本出願の実施例に係る三次元走査システムの模式図である。図５に示すように、該装置は、投影装置５１と、三次元モデルの収集装置５３とを含む。
投影装置５１は、上記本出願の実施例によるいずれかの投影装置である。
三次元モデルの収集装置５３は、上記本出願の実施例によるいずれかの収集装置である。
なお、投影装置は、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成するように構成され、三次元モデルの収集装置は、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンを収集するように構成され、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを決定するものである。
本出願の実施例による三次元走査システムでは、投影装置はカラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成し、三次元モデルの収集装置はターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンを収集し、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを決定し、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
つまり、透光部は複数の異なる周波帯の所定の光線を透過させ、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成し、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンは収集され、それによって、投影パターンに基づいてターゲット対象の三次元形態を取得するという技術的効果を達成する。
任意選択に、本出願の実施例による三次元走査システムでは、該三次元走査システムは、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を取得し、複数の光影画像に含まれる投影パターンに従って、ターゲット対象の三次元モデルを生成するように構成される画像処理部であって、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、収集された複数の光影画像は投影パターンを含む画像処理部をさらに含む。
任意選択に、本出願の実施例による三次元走査システムでは、該三次元走査システムは、画像収集部によって収集された複数の光影画像を画像処理部に送信するように構成される画像送信部をさらに含む。
以下、発光部は複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、及び発光部は複数のＬＥＤ光源によって複数の所定の光線を放射する場合を例に、本出願の実施例による三次元走査システムを説明する。
図２に示すように、発光部が複数のレーザーエミッタによって複数の所定の光線を放射する場合、本出願の実施例による三次元走査システムは、以下の手段によって、三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという問題を解決する。
投影装置は、透過投影の方式を用いて、複数（２～３個）の異なる周波帯のレーザーエミッタから放射される所定の光線を準収束して調整し、調整した複数の所定の光線を透光部の所定のパターンに透過させて、カラーコード縞の形で投射されたターゲット光線を形成し、最後に、結像レンズによってターゲット光線をターゲット対象に投射する。
なお、レーザ光自体のコヒーレンスのため、最後に形成された投影パターンに回折スポットが生じてしまい、この場合、デコヒーレンス均一照明システムによって、該投影パターンに生じた回折スポットを解消する必要がある。具体的には、デコヒーレンス均一照明システムは、小型モータによって位相変調素子を駆動して一定の速度で回転軸を中心に回動させることで、レーザビームの位相をリアルタイムで変調し、変調したレーザビームを再び固体媒体素子に投射し、レーザビームは固体媒体素子内で複数回反射・光混合され、最後に、強度の均一な光場が出力される。
このとき、タイムスケジュール制御回路は投影装置をトリガーして、ターゲット光線をカラーコード縞の形でターゲット対象（歯／歯肉）に投射し、つまり、透光部の複数の所定のパターンを、ターゲット光線を介してターゲット対象に投影し、また、画像収集部はターゲット対象の光影画像を素早く収集するように制御され、光影画像には、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンが含まれ、具体的には、画像収集部の異なる色帯域収集器（ＣＣＤ）は異なる色帯域の光影画像の収集に用いられる。
最後に、異なる色帯域収集器のそれぞれによって取得された異なる色帯域の光影画像を画像処理部（コンピュータ）に伝送する。このとき、画像処理部は、ソフトウェアアルゴリズムを用いて、取得した複数の光影画像についてデータ処理を行い、ターゲット対象の三次元データを得て、具体的には、画像処理部は、異なる色帯域収集器によって異なる光影画像を収集し、複数の色（２～３種類の色）に区別し、予め記憶されている複数の色（２～３種類の色）からなるコード体によって、複数の光影画像に含まれる投影パターン内のカラーコード縞のシーケンスを認識して適合させ、三次元再構成アルゴリズム及びブレンドアルゴリズムを用いて、ターゲット対象の三次元形態を構築する。
前記のように、本出願の実施例による三次元走査システムは、口腔内の歯や歯肉などについて光反射、光透過や光拡散などの特性を有する材質にカラーテクスチャ付きの動的リアルタイム三次元走査を直接行うという技術的効果を達成する。
図３に示すように、発光部が複数のＬＥＤ光源によって複数の所定の光線を放射する場合、本出願の実施例による三次元走査システムは、以下の手段によって、三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという問題を解決する。
投影装置は、透過投影の方式を用いて、複数（２～３個）の異なる周波帯の単色ＬＥＤ光源から放射される所定の光線を、透光部の所定のパターンを透過させて、カラーコード縞の形で投射されたターゲット光線を形成し、最後に、結像レンズによってターゲット光線をターゲット対象に投射する。
なお、上記単色ＬＥＤ光源に対応する周波帯が重ならず、それにより、各所定の光線の色を正確に区別して、各色同士の干渉を低減させるという技術的効果を達成する。
このとき、タイムスケジュール制御回路は投影装置をトリガーして、ターゲット光線をカラーコード縞の形でターゲット対象（歯／歯肉）に投射し、つまり、透光部の複数の所定のパターンを、ターゲット光線を介してターゲット対象に投影し、また、画像収集部はターゲット対象の光影画像を素早く収集するように制御され、光影画像には、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンが含まれ、具体的には、画像収集部の異なる色帯域収集器（ＣＣＤ）は異なる色帯域の光影画像の収集に用いられる。
最後に、異なる色帯域収集器のそれぞれによって取得された異なる色帯域の光影画像を画像処理部（コンピュータ）に伝送する。このとき、画像処理部は、ソフトウェアアルゴリズムを用いて、取得した複数の光影画像についてデータ処理を行い、ターゲット対象の三次元データを得て、具体的には、画像処理部は、異なる色帯域収集器によって異なる光影画像を収集し、複数の色（２～３種類の色）に区別し、予め記憶されている複数の色（２～３種類の色）からなるコード体によって、複数の光影画像に含まれる投影パターン内のカラーコード縞のシーケンスを認識して適合させ、三次元再構成アルゴリズム及びブレンドアルゴリズムを用いて、ターゲット対象の三次元形態を構築する。
前記のように、本出願の実施例による三次元走査システムは、口腔内の歯や歯肉などについて光反射、光透過や光拡散などの特性を有する材質にカラーテクスチャ付きの動的リアルタイム三次元走査を直接行うという技術的効果を達成する。
なお、本出願の実施例による三次元走査システムは、放熱システム、加熱防曇システムをさらに含んでもよく、放熱システムは投影装置及び収集装置を保護するように構成され、防曇システムは装置収集によるターゲット対象に対応する光影画像の収集を支援するように構成される。
本出願の実施例は、投影方法をさらに提供し、なお、本出願の実施例の投影装置は、本出願の実施例による投影方法を実行するように構成されてもよい。以下、本出願の実施例による投影方法について説明する。
図６は本出願の実施例に係る投影方法の模式図である。図６に示すように、該方法は、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４、及びステップＳ１０６を含む。
ステップＳ１０２、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射する。
ステップＳ１０４、所定の周波帯のそれぞれに対応する所定のパターンを決定し、所定のパターンはそれぞれ異なる。
ステップＳ１０６、所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、ターゲット光線を得て、ターゲット光線が、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射される。
本出願の実施例による投影方法では、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射し、所定の周波帯のそれぞれに対応する所定のパターンを決定し、所定のパターンはそれぞれ異なり、所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、ターゲット光線を得て、ターゲット光線が、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射され、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
つまり、透光部は複数の異なる周波帯の所定の光線を透過させ、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成することによって、ターゲット対象に投射されたターゲット光線に基づいてターゲット対象の三次元形態を取得するという技術的効果を達成する。
任意選択に、本出願の実施例による投影方法では、所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、ターゲット光線を得る前に、方法は、複数の所定の光線を集光するステップと、所定の光線がレーザ光である場合、複数の所定の光線にデコヒーレンス処理を行うステップと、所定の光線がレーザ光である場合、複数の所定の光線に光混合処理を行うステップとのうちの少なくとも１つを含む。
本出願の実施例は三次元モデルの収集方法をさらに提供し、なお、本出願の実施例の三次元モデルの収集装置は、本出願の実施例による三次元モデルの収集方法を実行するように構成されてもよい。以下、本出願の実施例による三次元モデルの収集方法について説明する。
図７は本出願の実施例に係る三次元モデルの収集方法の模式図である。図７に示すように、該方法は、ステップＳ２０２を含む。
ステップＳ２０２、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、
複数の光影画像は投影パターンを含み、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを生成するものである。
本出願の実施例による三次元モデルの収集方法では、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、複数の光影画像は投影パターンを含み、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを生成するものであり、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
つまり、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンを収集することによって、投影パターンに基づいてターゲット対象の三次元形態を取得するという技術的効果を達成する。
任意選択に、本出願の実施例による三次元モデルの収集方法では、各光影画像に含まれる投影パターンは異なる所定の光線がターゲット対象に投射されたものであり、異なる所定の光線はターゲット光線のうち異なる所定の周波帯に対応する光線である。
本出願の実施例は三次元走査方法をさらに提供し、なお、本出願の実施例の三次元走査システムは、本出願の実施例による三次元走査方法を実行するように構成されてもよい。以下、本出願の実施例による三次元走査方法について説明する。
図８は本出願の実施例に係る三次元走査方法の模式図である。図８に示すように、該方法はステップＳ３０２、ステップＳ３０４、及びステップＳ３０６を含む。
ステップＳ３０２、対応する所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を得て、複数の所定の光線は複数の異なる所定の周波帯に対応し、所定のパターンのそれぞれは異なる所定の周波帯に対応する。
ステップＳ３０４、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応する。
ステップＳ３０６、光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンに従って、ターゲット対象の三次元モデルを生成する。
本出願の実施例による三次元走査方法では、対応する所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を得て、複数の所定の光線は複数の異なる所定の周波帯に対応し、所定のパターンのそれぞれは異なる所定の周波帯に対応し、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンに従ってターゲット対象の三次元モデルを生成し、それによって、物体の三次元形態の取得方法が口腔環境に適用できず、物体の三次元形態の取得方法のコストが高いという関連技術の問題を解決する。
つまり、透光部は複数の異なる周波帯の所定の光線を透過させ、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成し、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット光線がターゲット対象に投射されて形成された投影パターンを収集することによって、投影パターンに基づいてターゲット対象の三次元形態を取得するという技術的効果を達成する。
任意選択に、本出願の実施例による三次元走査方法では、光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンは異なる所定の光線がターゲット対象に投射されたものであり、異なる所定の光線はターゲット光線のうち異なる所定の周波帯に対応する光線である。
なお、図面のフローチャートに示すステップは、たとえば１組のコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータシステムにて実行されてもよく、また、フローチャートには論理的な順序が示されているが、場合によっては、示された又は説明されたステップはここで記載のものと異なる順序で実行されてもよい。
本発明の実施例は、プログラムが記憶されている記憶媒体であって、該プログラムはプロセッサによって実行されると、上記投影方法、三次元モデルの収集方法、三次元走査方法のいずれかの方法を実現する記憶媒体を提供する。
本発明の実施例は、プログラムを実行するように構成されるプロセッサであって、プログラムが実行されると、上記投影方法、三次元モデルの収集方法、三次元走査方法のいずれかの方法を実行するプロセッサを提供する。
本発明の実施例は、プロセッサ、メモリ及びメモリに記憶されプロセッサで実行可能なプログラムを含む機器を提供し、プロセッサは、プログラムを実行すると、以下のステップを実現する。
任意選択に、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射し、所定の周波帯のそれぞれに対応する所定のパターンを決定し、所定のパターンはそれぞれ異なり、所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、ターゲット光線を得て、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射される。
任意選択に、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、複数の光影画像は投影パターンを含み、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを生成するものである。
任意選択に、対応する所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を得て、複数の所定の光線は複数の異なる所定の周波帯に対応し、所定のパターンのそれぞれは異なる所定の周波帯に対応し、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンに従ってターゲット対象の三次元モデルを生成する。
本明細書に記載の機器は、サーバ、ＰＣ、ＰＡＤ、携帯電話などとしてもよい。
本出願は、データ処理機器で実行されるときに、下記方法のステップが初期化されているプログラムの実行に適しているコンピュータプログラム製品をさらに提供する。
任意選択に、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射し、所定の周波帯のそれぞれに対応する所定のパターンを決定し、所定のパターンはそれぞれ異なり、所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、ターゲット光線を得て、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射される。
任意選択に、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、複数の光影画像は投影パターンを含み、投影パターンはターゲット対象の三次元モデルを生成するものである。
任意選択に、対応する所定のパターンに従って複数の所定の光線を透過させて、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を得て、複数の所定の光線は複数の異なる所定の周波帯に対応し、所定のパターンのそれぞれは異なる所定の周波帯に対応し、ターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集し、カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、色帯域は所定の周波帯に１対１で対応し、光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンに従ってターゲット対象の三次元モデルを生成する。
当業者にとって自明なように、本出願の実施例は、方法、システム、又はコンピュータプログラム製品として提供され得る。したがって、本出願は、完全ハードウェア実施例、完全ソフトウェア実施例、又はソフトウェアとハードウェアとを組み合わせた実施例の形態をとることができる。且つ、本出願は、コンピュータ利用可能なプログラムコードを含む１つ又は複数のコンピュータ利用可能な記憶媒体（磁気ディスクメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、光学メモリなどを含むが、これらに制限されない）で実施されるコンピュータプログラム製品の形態をとることもできる。
本出願は、本出願の実施例に係る方法、機器（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図を参照して説明している。なお、フローチャート及び／又はブロック図の各手順及び／又はブロック、及びフローチャート及び／又はブロック図の手順及び／又はブロックの組み合わせはコンピュータプログラム命令によって実現される。これらのコンピュータプログラム命令は汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサ又は他のプログラム可能なデータ処理機器のプロセッサに提供されて機械を生成し、それによって、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理機器のプロセッサによって実行される命令を通じてフローチャートの１つの手順又は複数の手順及び／又はブロック図の１つのブロック又は複数のブロックにて指定された機能を実現するための装置を生成する。
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理機器が特定の方式で作動するように案内するコンピュータ読み取り可能なメモリに記憶されてもよく、それによって、該コンピュータ読み取り可能なメモリに記憶された命令は、命令装置を含む製品を生成し、該命令装置は、フローチャートの１つの手順又は複数の手順及び／又はブロック図の１つのブロック又は複数のブロックにて指定された機能を実現する。
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理機器にインストールされてもよく、それによって、コンピュータ又は他のプログラム可能な機器で一連の操作ステップが実行されて、コンピュータにより実現される処理を生成し、さらに、コンピュータ又は他のプログラム可能な機器で実行される命令は、フローチャートの１つの手順又は複数の手順及び／又はブロック図の１つのブロック又は複数のブロックにて指定された機能を実現するためのステップを提供する。
代表的な構成では、コンピューティング機器は１つ又は複数のプロセッサ（ＣＰＵ）、入力／出力インターフェース、ネットワークインターフェース、及びメモリを含む。
メモリは、コンピュータ読み取り可能な媒体のうち、非永続的メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又は不揮発性メモリなどの形態、たとえば読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリ（ｆｌａｓｈ ＲＡＭ）を含みうる。メモリはコンピュータ読み取り可能な媒体の一例に過ぎない。
コンピュータ読み取り可能な媒体は、永続的・非永続的、移動・非移動の媒体を含み、任意の方法又は技術で情報を記憶することができる。情報は、コンピュータ読み取り可能な命令、データ構造、プログラムのモジュール又は他のデータとしてもよい。コンピュータの記憶媒体の例は、相変化メモリ（ＰＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、他のタイプのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去/プログラマが可能な読み取り専用のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光学記憶機器、磁気カセットテープ、磁気テープ記憶機器、他の磁気記憶機器又は他の任意の非伝送媒体を含むが、これらに制限されず、コンピューティング機器によってアクセス可能な情報を記憶できるように構成される。本明細書における定義によれば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、一時的コンピュータ読み取り可能な媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｍｅｄｉａ）、たとえば変調されたデータ信号やキャリアなどを含まない。
また、なお、用語「含む」、「含み」又は他の任意の変形は非排他的な包含をカバーすることを意図しており、それによって、一連の要素を含むプロセス、方法、商品又は機器は、これらの要素だけでなく、明確に記載されていない他の要素を含むか、これらのプロセス、方法、商品又は機器に固有の要素を含む。さらなる制限がない限り、句「１つ……を含む」によって限定される要素は、要素を含むプロセス、方法、商品又は機器において別の同じ要素がまだ存在することを排除しない。
当業者にとって自明なように、本出願の実施例は、方法、システム又はコンピュータプログラム製品として提供され得る。したがって、本出願は、完全ハードウェア実施例、完全ソフトウェア実施例又はソフトウェアとハードウェアと組み合わせた実施例の形態をとることができる。且つ、本出願は、コンピュータ利用可能なプログラムコードを含む１つ又は複数のコンピュータ利用可能な記憶媒体（磁気ディスクメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、光学メモリなどを含むが、これらに制限されない）で実施するコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。
以上は本出願の実施例に過ぎず、本出願を制限するものではない。当業者にとって明らかなように、本出願に対する各種の変更や変化が可能である。本出願の趣旨及び原理を逸脱することなく行われるすべての修正、同等置換、改良などは、本出願の特許請求の範囲に含まれるものとする。
２１ａ、レーザーエミッタ
２１ｂ、ＬＥＤ光源
２２、半反射半透明ビームスプリッタ
２３、小型モータ
２４、位相変調素子
２５、ビーム結合素子
２６、固体媒体素子
２７、透光部
２８、投影結像レンズ
２９、反射鏡
３０、照明ユニット
３１、収集結像レンズ
３２、画像収集部。

Claims (19)

  1. 三次元走査システムに用いられる投影装置であって、前記三次元走査システムは、画像処理部を含み、
    前記投影装置は、
    複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射するように構成される発光部と、
    前記所定の光線の伝送経路に設けられた透光部であって、前記所定の光線が前記透光部に設けられた所定のパターンを介して透過すると、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線が形成され、前記透光部は少なくとも２種類の異なる所定の周波帯に対応する所定の光線を透過させ、前記透光部には、複数の前記所定のパターンが設けられ、複数の前記所定のパターンは、前記カラーコード縞を形成し、前記所定のパターンのそれぞれは、異なる前記所定の周波帯に対応し、前記カラーコード縞は、色を空間コードの基本要素として用い、前記カラーコード縞のコードは、前記画像処理部に予め記憶されている複数の色からなるコードと対応する透光部を含み、
    前記発光部は複数のレーザーエミッタを含み、
    前記発光部が前記複数のレーザーエミッタによって前記複数の所定の光線を放射する場合、前記所定の光線の伝送経路に設けられたデコヒーレンス部であって、前記所定の光線は前記デコヒーレンス部によって回折スポットが解消されて前記透光部に投射されるデコヒーレンス部をさらに含む、三次元走査システムに用いられる投影装置。
  2. 前記透光部は、１つである場合、前記発光部が放射する複数の所定の光線の伝送経路に設けられ、且つ複数の所定の画像が設けられ、前記ターゲット光線は前記複数の所定の光線が前記複数の所定の画像を介して透過したものであり、前記所定の画像のそれぞれは異なる前記所定の周波帯に対応する、請求項１に記載の投影装置。
  3. 複数の前記所定の光線の伝送経路に設けられた集光部であって、複数の前記所定の光線は前記集光部によって集光された後、同一の伝送経路をもって前記透光部に投射される集光部をさらに含む、請求項１に記載の投影装置。
  4. 前記デコヒーレンス部は、
    前記所定の光線の伝送経路に設けられ、且つ所定の軸線を中心に回転する位相変調素子であって、前記所定の光線の伝送経路は前記位相変調素子の所定の軸線と平行する位相変調素子と、
    前記所定の光線の伝送経路に設けられ、前記所定の光線をコリメートし、前記所定の光線の発散角を低下させるように構成されるビーム結合素子とを含み、
    前記デコヒーレンス部は、前記位相変調素子及び前記ビーム結合素子によって前記所定の光線の回折スポットを解消する、請求項１に記載の投影装置。
  5. 前記発光部が前記複数のレーザーエミッタによって前記複数の所定の光線を放射する場合、前記所定の光線の伝送経路に設けられた固体媒体素子であって、前記所定の光線は前記固体媒体素子によって複数回反射・光混合されて、前記透光部に投射される固体媒体素子をさらに含む、請求項１に記載の投影装置。
  6. 前記ターゲット対象を照射するように構成される照明ユニットをさらに含む、請求項１に記載の投影装置。
  7. 前記ターゲット光線及び／又は前記所定の光線の伝送経路に設けられる反射鏡をさらに含み、
    前記照明ユニットが前記反射鏡の外周に設けられる、請求項６に記載の投影装置。
  8. 三次元走査システムに用いられる三次元モデルの収集装置であって、前記三次元走査システムは、画像処理部を含み、
    前記収集装置は、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の投影装置に生成されたターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、前記ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するように構成される画像収集部であって、前記カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、前記光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、前記色帯域は前記所定の周波帯に１対１で対応する画像収集部を含み、
    前記複数の光影画像は投影パターンを含み、前記投影パターンは前記ターゲット対象の三次元モデルを生成するものである、三次元モデルの収集装置。
  9. 前記画像収集部は複数の色帯域収集器を含み、前記画像収集部は前記複数の色帯域収集器によって前記複数の光影画像を収集し、前記複数の色帯域収集器は前記複数の光影画像に１対１で対応する、請求項８に記載の三次元モデルの収集装置。
  10. 前記画像収集部の前部に設けられている収集結像レンズをさらに含む、請求項８に記載の三次元モデルの収集装置。
  11. 三次元走査システムであって、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の投影装置と、
    請求項８～１０のいずれか１項に記載の三次元モデルの収集装置とを含み、
    前記投影装置は、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を形成するように構成され、前記三次元モデルの収集装置は、前記ターゲット光線が前記ターゲット対象に投射されて形成された複数の投影パターンを収集するように構成され、前記投影パターンは前記ターゲット対象の三次元モデルを決定するものである、三次元走査システム。
  12. 予め記憶されている複数の色からなるコード体によって、前記複数の投影パターン内のカラーコード縞のシーケンスを認識して適合させ、ソフトウェアアルゴリズムを用いて、前記ターゲット対象の三次元データを取得するように構成される画像処理部をさらに含む、請求項１１に記載の三次元走査システム。
  13. 前記投影装置をトリガーして、ターゲット光線をカラーコード縞の形でターゲット対象に投射し、また、前記収集装置は前記ターゲット対象の光影画像を収集するように制御されるように構成されるタイムスケジュール制御回路をさらに含む、請求項１１または１２に記載の三次元走査システム。
  14. 前記投影装置及び前記収集装置を保護するように構成される放熱システムと、前記収集装置によるターゲット対象に対応する光影画像の収集を支援するように構成される防曇システムと、をさらに含む、請求項１１に記載の三次元走査システム。
  15. 投影方法であって、
    複数のレーザーエミッタによって、複数の異なる所定の周波帯に対応する複数の所定の光線を放射し、カラーコード縞は、色を空間コードの基本要素として用い、前記カラーコード縞のコードは、画像処理部に予め記憶されている複数の色からなるコードと対応するステップと、
    前記所定の周波帯のそれぞれに対応する所定のパターンを決定するステップであって、所定のパターンはそれぞれ異なるステップと、
    前記所定のパターンに従って、回折スポットが解消された前記複数の所定の光線を透過させてターゲット光線を得るステップであって、前記ターゲット光線はカラーコード縞の形でターゲット対象に投射され、前記所定の光線の伝送経路に設けられたデコヒーレンス部によって回折スポットが解消されるステップとを含む、投影方法。
  16. 請求項１５に記載の投影方法を用いる三次元モデルの収集方法であって、
    請求項１５に記載の投影方法におけるターゲット光線を得るステップにより得られたターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、前記ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するステップであって、前記カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、前記光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、前記色帯域は前記所定の周波帯に１対１で対応するステップを含み、
    前記複数の光影画像は投影パターンを含み、前記投影パターンは前記ターゲット対象の三次元モデルを生成するものである、三次元モデルの収集方法。
  17. 請求項１５に記載の投影方法を用いる三次元走査方法であって、
    請求項１５に記載の投影方法における所定のパターンに従って、複数の所定の光線を透過させて、カラーコード縞の形でターゲット対象に投射されたターゲット光線を得るステップであって、前記複数の所定の光線は複数の異なる所定の周波帯に対応し、所定のパターンのそれぞれは異なる所定の周波帯に対応するステップと、
    請求項１５に記載の投影方法におけるターゲット光線を得るステップにより得られたターゲット光線がカラーコード縞の形でターゲット対象に投射された場合、前記ターゲット対象に対応する複数の光影画像を収集するステップであって、前記カラーコード縞は少なくとも２種類の所定の周波帯に対応し、前記光影画像のそれぞれは異なる色帯域に対応し、前記色帯域は前記所定の周波帯に１対１で対応するステップと、
    前記光影画像のそれぞれに含まれる投影パターンに従って、前記ターゲット対象の三次元モデルを生成するステップとを含む、三次元走査方法。
  18. 記憶しているプログラムを含む記憶媒体であって、
    前記プログラムは請求項１５～１７のいずれか１項に記載の方法を実行する、記憶媒体。
  19. プログラムを実行するように構成されるプロセッサであって、
    前記プログラムは請求項１５～１７のいずれか１項に記載の方法を実行する、プロセッサ。
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