一种口腔内齿冠三维扫描头的制作方法

本发明涉及一种口腔内齿冠三维扫描头，属于三维扫描成像技术领域。

背景技术：

过去十几年来，随着技术的进步，患者口内拓制的牙齿石膏印模和X射线照相被三维可见光扫描技术所取代。口腔内三维扫描技术避免了印模材料的消耗、交叉感染、模型易破损且不易保存、精度低以及将患者暴露于大量射线之下等缺点，显著提高了患者在检查过程中的舒适程度，减少了患者的时间消耗，其应用越来越广泛。现有的口腔内齿冠三维扫描装置的缺点是扫描头的轴线与结构光轴线平行，因此不利于功能器件和散热器件的集成布置，使得口腔内齿冠三维扫描装置的体积较大，不方便使用。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种体积较小并且方便使用和携带的口腔内齿冠三维扫描头。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种口腔内齿冠三维扫描头，其特征在于，包括：外壳；取像嘴，设置在所述外壳的前端；取像全反镜，设置在所述取像嘴的内部；照明光源，设置在所述外壳的内部靠近后端位置处；摄影全反镜，设置在所述外壳的内部靠近后端位置处；彩色图像面阵传感器，设置在所述摄影全反镜的下方；光控制器件，设置在所述照明光源的下方，用于控制照明光的图案、调节照明光的强度，并将有用光线投射向正上方以及将无用光线投射向斜上方；全内反射棱镜，位于所述光控制器件的正上方，用于将来自所述光控制器件的照明光向斜前方投射出；投射透镜组，设置在来自所述全内反射棱镜的投射光光路上，用于引导投射光投射至所述取像全反镜，所述取像全反镜将投射光反射至被扫描物体上，同时来自被扫描物体的光被所述取像全反镜反射后变成反射光且向斜后方射出；摄影透镜组，设置在来自所述取像全反镜的反射光光路上，用于引导反射光投射至所述摄影全反镜，所述反射光经由所述摄影全反镜反射后到达所述彩色图像面阵传感器。

所述光控制器件和彩色图像面阵传感器位于来自所述全内反射棱镜的投射光光路和来自取像全反镜的反射光光路所决定的光路平面的同一侧。

所述照明光源位于来自所述全内反射棱镜的投射光光路和来自取像全反镜的反射光光路所决定的光路平面的另一侧。

还包括无用光线吸收器，设置在来自所述光控制器件的无用光的光路上，用于吸收来所述自光控制器件的无用光。

所述彩色面阵图像传感器采用高速CMOS彩色面阵图像传感器。

还包括散热装置，设置在所述照明光源和无用光线吸收器的背面。

所述光控制器件采用DLP(数字光处理模组)。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明对结构光的光路重新进行了设计及布置，从而实现了功能器件的紧凑式设计，也为散热器件留下了布置空间，从而将扫描头的体积有效减小，方便携带和使用。

附图说明

图1是本发明整体结构的主视示意图；

图2是本发明整体结构的俯视示意图；

图3是本发明照明光源的第一种结构示意图；

图4是本发明照明光源的第二种结构示意图；

图5是本发明照明光源的第三种结构示意图；

图6是本发明取像嘴的结构示意图；

图7是本发明扫描器系统的构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明提出了一种口腔内齿冠三维扫描头，它包括：外壳713；取像嘴714，其设置在外壳713的前端；取像全反镜711，其设置在取像嘴714的内部；照明光源706，其设置在外壳713的内部靠近后端位置处；摄影全反镜704，其设置在外壳713的内部靠近后端位置处；彩色图像面阵传感器702，设置在摄影全反镜704的下方；光控制器件701，其设置在照明光源706的下方，用于控制照明光的图案、调节照明光的强度，并将用光线投射向正上方以及将无用光线投射向斜上方；全内反射棱镜703，位于光控制器件701正上方，用于将来自光控制器件701的有用光线向斜前方投射出；无用光线吸收器708，设置在来自光控制器件701的无用光的光路上，用于吸收来自光控制器件701的无用光；投射透镜组705，设置在来自全内反射棱镜703的投射光光路上，用于引导投射光投射至取像全反镜711，取像全反镜711将投射光反射至被扫描物体712上，同时来自被扫描物体712的光被取像全反镜711反射后变成反射光且向斜后方射出；摄影透镜组715，设置在来自取像全反镜711的反射光光路上，用于引导反射光投射至摄影全反镜704，反射光经由摄影全反镜704反射后到达彩色图像面阵传感器702。彩色图像面阵传感器702受光面获得被扫描物体712的位图图像。

在一个优选的实施例中，光控制器件701和彩色图像面阵传感器702位于来自全内反射棱镜703的投射光光路609和来自取像全反镜711的反射光光路610所决定的光路平面的同一侧；照明光源706则位于上述光路平面的另一侧。

在一个优选的实施例中，彩色面阵图像传感器702采用高速CMOS彩色面阵图像传感器。

在一个优选的实施例中，还包括散热装置710，其设置在照明光源706和无用光线吸收器708的背面。

在一个优选的实施例中，光控制器件701采用DLP(数字光处理模组)。

在一个优选的实施例中，照明光源706按三原色原理配置成提供多色照明光，图3～5示出几种可选方案，其中包括三原色大功率LED(801、802、803)、一个三色组合LED(807)(三原色一般是红、绿、蓝)、准直透镜804、交叉立方棱镜810、分光镜805、混光镜809和全反镜。

在一个优选的实施例中，如图6所示，在取像全反镜711的背面设置有加热膜903和膜式温度传感器904。

本发明的控制电路718包括投射控制电路、摄影控制电路、外围控制电路、标准端口电路。投射控制电路存储输出信号，控制光控制器件的状态，触发彩色图像面阵传感器；摄影控制电路包括FPGA和SDRAM，其中FPGA采集彩色面阵图像传感器的位图信号，存入SDRAM中，其特点是FPGA可以自动或受控中断对彩色面阵图像传感器的位图信号的采集，标准接口电路包括FPGA、接口芯片和接口元件，FPGA将SDRAM中的位图信号发送给接口芯片，接口芯片通过接口元件和标准接口电缆将位图信号发给台式计算机或便携计算机，同时，将台式计算机或便携计算机的指令发送给投射控制电路和摄影控制电路；标准接口一般采用Thunderbolt 3及其兼容端口；外围控制电路包括一个单片机及其外围电路，控制取像嘴的加热和扫描头的散热；外壳包裹和支撑上述器件。

如图7所示，本发明还提出了一种用于记录物体的表面几何形状和表面颜色的扫描器系统，包括：扫描头1001(前述的口腔内齿冠三维扫描头)和脚踏开关1003，通过标准接口电缆1005与标准计算机1002(台式计算机或便携计算机)相连，还可以包括手势识别设备1004。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。