TWI571226B - Intraoral scanning device - Google Patents

Description

口內掃描裝置

本發明係一種口內掃描裝置，尤指可取得精度高的輪廓線並強化建模的精確性的口內掃描裝置。

請參閱中華民國公告號第576729號的「一種三維精密齒型快速輪廓掃描裝置與技術」發明專利案，其係以兩組對稱的雷射光學頭影單元、影像擷取單元的光學元件與光學透鏡組整合在一量測裝置，並藉光學投射單元與待測齒型的幾何關係設計結構光投射視角，再以多組影像感測元件擷取結構光紋影像，並以三角量測法計算待測齒型的三維精密輪廓尺寸，僅適用於齒型的齒模掃描而無法用於口內掃描。

本發明之主要目的在於提供一種口內掃描裝置，希藉此提供可用於直接掃描口內齒型的口內掃描裝置。

為達成前揭目的，本發明之口內掃描裝置，包含有：一取像模組，其包含一攝像件、一取像鏡頭、一套筒及一反射鏡片，該攝像件設在該框架，該取像鏡頭設於該攝像件，該套筒套設於該取像鏡頭並組設於該攝像件，該反射鏡片係傾斜地組設於該套筒的末端；以及一投射模組，其係結合於該取像模組並包含一具有出光端的投射光源，投射光源為線光源，且光源成像寬度在0.2mm以下； 一姿態感測模組，其係結合於該取像模組，且該姿態感測模組包含一電路板及一電性連接電路板的姿態感測件。

該口內掃描裝置的反射鏡片對應口內待測的牙齒表面，自該投射光源之出光端發出的光線，通過反射鏡片而照射至待測的牙齒表面，自牙齒表面反射的光線再通過反射鏡片、取像鏡頭，再由攝像件擷取影像並傳送至建模單元，取得精度高的輪廓影像並強化建模精確性，且配合該姿態感測模組可感測該口內掃描裝置的姿態，將掃描牙齒的舌側面、頰側面或咬合面等表面輪廓的姿態訊息及影像訊息，供記錄單元記錄，強化建模的正確性，有助於影像能在短時間內完成多面特徵貼合，以取得精確的齒型。

10‧‧‧框架

11‧‧‧基座

12‧‧‧組接框

13‧‧‧軌道

14‧‧‧軌槽

15‧‧‧驅動馬達

20‧‧‧投射模組

21‧‧‧投射光源

22‧‧‧校正鏡片

30‧‧‧取像模組

31‧‧‧攝像件

32‧‧‧取像鏡頭

33‧‧‧套筒

34‧‧‧反射鏡片

40‧‧‧姿態感測模組

41‧‧‧電路板

50‧‧‧牙齒

51‧‧‧直線狀圖像

圖1：為本發明口內掃描裝置之一較佳實施例之立體外觀示意圖。

圖2：為本發明口內掃描裝置之一較佳實施例之側視示意圖。

圖3：為本發明口內掃描裝置之一較佳實施例之光路徑示意圖。

圖4：為本發明口內掃描裝置之一較佳實施例之使用狀態示意圖。

請參閱圖1至圖3，為本發明口內掃描裝置之一較佳實施例，其包含一取像模組30、一投射模組20及一姿態感測模組40，進一步包含一框架10。

本發明口內掃描裝置連接一記錄單元。

該取像模組30包含一攝像件31、一取像鏡頭32、一套筒33及一反射鏡片34，該取像鏡頭32設於該攝像件31，該套筒33套設於該取像鏡頭32並組設於該攝像件31，該反射鏡片34係傾斜地組設於該套筒33的末端。

該投射模組20係結合於該取像模組30上並包含一投射光源21，進一步包含一校正鏡片22，該投射光源21具有一出光端，該校正鏡片22面向該出光端，其中，該投射光源21為高同調性的光源，可以為雷射光，以及該投射光源21進一步為雙波長的雷射光，其中，該投射光源21所投射出之光源為線光源，且光源投射於牙齒表面的線光束寬度在0.2mm以下有較佳的成像效果，投射光源21包含雷射二極體及一組可將光束塑型的鏡片，使得此模組能投射出符合取像軟體需求的光束圖形，最後再透過該校正鏡片22對投射出之光源進行微調。

該姿態感測模組40係結合於該取像模組30上，且該姿態感測模組40包含一電路板41及一電性連接電路板41的姿態感測件，其中，該姿態感測件為陀螺儀。

該框架10包含一基座11，該基座11上設置一組接框12，該框架10於該基座11上設置軌道13，以及該組接框12上設置一配合軌道13的軌槽14，該口內掃描裝置於該基座11上設置一驅動馬達15，該驅動馬達15連接一螺桿，該螺桿的末端連接該組接框12，藉由驅動馬達15帶動螺桿轉動，組接框12以軌槽14相對於軌道13位移，組接框12連接取像模組30及投射模組20，受螺桿驅動，使得組接框12相對軌道13進行往復運動，進行取像功能。

另外，該口內掃描裝置進一步包含一機殼，所述框架10、投射模組20、取像模組30及姿態感測模組40設置在該機殼，且取像模組30的套筒33與反射鏡片34伸出該機殼。

於驅動馬達15轉動時，帶動投射模組20及取像模組30位移，使投射模組20與取像模組30透過反射鏡片34對應牙齒的不同位置，以利逐步掃描牙齒表面並取得牙齒的多個局部影像，進而組成一個牙齒的表面輪廓，請參閱圖4所示，以一顆牙齒50為例，藉由投射光源21發出的光照射於牙齒50的咬合面圖 像堆疊而成多直線狀圖像51，以多條直線狀圖像51組成一個面，即取得牙齒50的表面輪廓資料。

上述中，該口內掃描裝置的反射鏡片34伸入患者口內，且反射鏡片34對應口內的待測牙齒之舌側面、頰側面與咬合面等表面，並透過該投射模組20與取像模組30而獲取待測牙齒的表面影像，請參閱圖3所示，該投射光源21發出雷射光並通過校正鏡片22、反射鏡片34，進而照射至待測牙齒的表面，且由牙齒表面反射的光線接著通過反射鏡片34、取像鏡頭32，再由攝像件31擷取牙齒表面的影像並傳送至一建模單元，其中，該口內掃描裝置於掃描牙齒的舌側面、頰側面與咬合面時，其姿態狀態有所變化，利用該姿態感測模組40可感測該口內掃描裝置的姿態狀態，以供記錄單元記錄姿態訊息及影像訊息，有助影像能短時間內完成多面特徵貼合，以建立口內牙齒的三維影像。

綜上所述，該口內掃描裝置可取得精度高的輪廓線，強化建模的精確性，取得精確的影像。

10‧‧‧框架

11‧‧‧基座

12‧‧‧組接框

13‧‧‧軌道

15‧‧‧驅動馬達

20‧‧‧投射模組

21‧‧‧投射光源

22‧‧‧校正鏡片

30‧‧‧取像模組

31‧‧‧攝像件

32‧‧‧取像鏡頭

33‧‧‧套筒

34‧‧‧反射鏡片

40‧‧‧姿態感測模組

41‧‧‧電路板

Claims (10)

1. 一種口內掃描裝置，其包含：一取像模組，其包含一攝像件、一取像鏡頭、一套筒及一反射鏡片，該取像鏡頭設於該攝像件，該套筒套設於該取像鏡頭並組設於該攝像件，該反射鏡片係傾斜地組設於該套筒的末端；一投射模組，其係結合於該取像模組並包含一具有出光端的投射光源；以及一姿態感測模組，其係結合於該取像模組，且該姿態感測模組包含一電路板及一電性連接電路板的姿態感測件。
2. 如請求項1所述之口內掃描裝置，其中，該投射光源為雷射光二極體。
3. 如請求項2所述之口內掃描裝置，其中，該投射光源為雙波長的雷射光二極體。
4. 如請求項2所述之口內掃描裝置，其中，該投射光源為二個不同波長的雷射光二極體。
5. 如請求項2所述之口內掃描裝置，其中，該投射光源包含一組可將光束塑型的鏡片。
6. 如請求項1至5中任一項所述之口內掃描裝置，其中，該姿態感測件為陀螺儀。
7. 如請求項1至5中任一項所述之口內掃描裝置，其中，該口內掃描裝置包含一框架，該框架包含一基座，該基座上設置一組接框，所述取像模組與投射模組設於該組接框。
8. 如請求項7所述之口內掃描裝置，其中，該框架於該基座上設置軌道，以及該組接框上設置一配合軌道的軌槽，該口內掃描裝置於該基座上設置一驅動馬達，該驅動馬達連接一螺桿，該螺桿的末端連接該組接框。
9. 如請求項8所述之口內掃描裝置，其中，該投射模組包含一校正鏡片，且該校正鏡片面向該投射光源的出光端。
10. 如請求項5所述之口內掃描裝置，其中，該投射光源為線光源，且光源投射於牙齒表面的線光束寬度在0.2mm以下。