面几何形状。显示牙齿上的荧光是有利的，原因是 它可以帮助检测龋齿和牙斑。
[0126] 在一些实施例中，数据处理系统包括微处理器单元，其配置成从由彩色图像传感 器获得的2D图像提取表面几何形状信息并且从相同图像确定表面颜色。
[0127] 数据处理系统可以包括分布在扫描器系统的不同部分中的单元。对于包括连接到 固定单元的手持部分的扫描器系统，数据处理系统例如可以包括集成到手持部分中的一个 单元和集成到固定单元中的另一单元。当用于将数据从手持单元传送到固定单元的数据连 接具有不能处理来自彩色图像传感器的数据流的带宽时这会是有利的。手持单元中的初步 数据处理然后可以减小必须经由数据连接传送的数据量。
[0128] 在一些实施例中，数据处理系统包括计算机可读介质，用于执行所述后处理的计 算机执行算法存储在所述计算机可读介质上。
[0129] 在一些实施例中，数据处理系统的一部分集成在推车或个人计算机中。
[0130] 公开一种使用公开的扫描器系统来平均来自若干视图的颜色和/或表面几何形 状的方法，其中每个视图表示扫描器和物体的大致固定的相对取向。
[0131] 公开一种使用公开的扫描器系统来组合来自若干视图的颜色和/或表面几何形 状的方法，其中每个视图表示扫描器和物体的大致固定的相对取向，从而获得比在单个视 图中更完整的物体的覆盖率。
[0132] 公开一种用于获得物体的表面几何形状和表面颜色的扫描器，所述扫描器包括：
[0133] -多色光源，所述多色光源配置成提供探测光，以及
[0134] -彩色图像传感器，所述彩色图像传感器包括用于捕获从所述物体接收的光的一 个或多个2D图像的图像传感器像素的阵列，
[0135] 其中至少对于所述图像传感器像素的块，所述物体的一部分的表面颜色和表面几 何形状两者至少部分地从由所述彩色图像传感器捕获的一个2D图像导出。
[0136] 公开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，所述扫描器系 统包括：
[0137] -多色光源，所述多色光源配置成提供探测光，以及
[0138] -彩色图像传感器，所述彩色图像传感器包括用于捕获从所述物体接收的光的一 个或多个2D图像的图像传感器像素的阵列，
[0139] 其中至少对于所述图像传感器像素的块，所述物体的一部分的表面颜色信息和表 面几何形状信息两者至少部分地从由所述彩色图像传感器捕获的一个2D图像导出。
[0140] 公开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，所述扫描器系 统包括：
[0141] -多色光源，所述多色光源配置成提供探测光，
[0142] -彩色图像传感器，所述彩色图像传感器包括图像传感器像素的阵列，以及
[0143] -光学系统，所述光学系统配置成将从所述物体接收的光引导到所述彩色图像传 感器使得所述物体的2D图像可以由所述彩色图像传感器捕获；
[0144] 其中所述扫描器系统配置成捕获所述物体的一部分的多个所述2D图像并且至少 对于所述图像传感器像素的块从所述被捕获2D图像中的至少一个导出所述物体的一部分 的表面颜色信息和表面几何形状信息两者，使得由所述扫描器同时获得所述表面颜色信息 和所述表面几何形状信息。
[0145] 公开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，所述扫描器系 统包括：
[0146] -多色光源，所述多色光源配置成提供探测光，
[0147] -彩色图像传感器，所述彩色图像传感器包括图像传感器像素的阵列，其中所述图 像传感器布置成捕获从所述物体接收的光的2D图像；以及
[0148] -图像处理器，所述图像处理器配置成从由所述彩色图像传感器捕获的所述2D图 像中的至少一个导出所述物体的一部分的表面颜色信息和表面几何形状信息两者。
[0149] 公开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，所述扫描器系 统包括：
[0150] -根据实施例中的任何一个的扫描器系统，其中所述扫描器系统配置成导出所述 物体的表面颜色和表面几何形状，并且可选地生成所述物体的一部分的子扫描或数字3D 表示；以及
[0151] -数据处理单元，所述数据处理单元配置成后处理来自所述彩色图像传感器的表 面几何形状和/或表面颜色读数，或后处理所述生成的子扫描或数字3D表示。
[0152] 公开一种用于记录物体的表面几何形状和表面颜色的方法，所述方法包括：
[0153] -提供根据实施例中的任何一个的扫描器或扫描器系统，
[0154] -用来自所述多色光源的探测光照明所述物体的表面；
[0155] -使用所述彩色图像传感器记录所述物体的一个或多个2D图像；以及
[0156] -至少对于所述图像传感器像素的块从所述被记录2D图像中的至少一些导出所 述物体的一部分的表面颜色和表面几何形状两者，使得由所述扫描器同时获得所述表面颜 色和所述表面几何形状。
【附图说明】
[0157] 图1显示扫描器系统的手持实施例。
[0158] 图2显示现有技术的图案生成装置和关联的参考权重。
[0159] 图3显示图案生成装置和关联的参考权重。
[0160] 图4显示颜色过滤器阵列。
[0161] 图5显示方法的流程图。
[0162] 图6示出如何可以导出表面几何形状信息和表面几何形状信息。
【具体实施方式】
[0163] 图1显示扫描器系统的手持部分，具有在外壳100内部的部件。扫描器包括可以进 入腔体中的尖端，呈多晶片LED101的形式的多色光源，用于包含探测光中的空间图案的 图案生成元件130,分束器140,包括图像传感器181、电子器件和可能的其它元件的彩色图 像传感器180,典型地包括至少一个透镜和图像传感器的光学系统。来自光源101的光来回 传播通过光学系统150。在该通过期间光学系统将图案130成像到正在扫描的物体200 (在 这里是患者的牙齿组）上，并且还将正在扫描的物体成像到图像传感器181上。
[0164] 图像传感器181具有颜色过滤器阵列1000。尽管描绘为独立的实体，但是颜色过 滤器阵列典型地与图像传感器集成，每个颜色过滤器用于一个像素。
[0165] 透镜系统包括聚焦元件151，所述聚焦元件可以被调节以在被探测物体200上移 动图案的聚焦成像平面。在示例性实施例中，单个透镜元件沿着光轴物理地来回移动。
[0166] 作为整体，光学系统提供正被探测的物体上的图案的成像并且从正被探测的物体 提供给照相机。
[0167] 装置可以包括偏振光学器件160。偏振光学器件可以用于选择性地成像镜面反射 并且阻止来自被扫描物体的内部的表面下散射的非期望漫射信号。分束器140也可以具有 偏振过滤性质。光学元件具有防反射涂层会是有利的。
[0168] 装置可以包括折叠光学器件，反射镜170,其在不同于透镜系统的光路的方向上 (例如，在垂直于透镜系统的光路的方向上）将光引导到装置之外。
[0169] 在扫描器中可以有附加的光学元件，例如在光源101的前面的一个或多个聚光透 镜。
[0170] 在示例性实施例中，LED101是多晶片LED，具有两个绿晶片，一个红晶片，和一个 蓝晶片。仅仅光的绿色部分用于获得表面几何形状。因此，反射镜170被涂覆从而优化绿 光的圆偏振的保持，而不是其它颜色。应当注意在扫描期间LED内的所有晶片是工作的，即 发射光，因此扫描器将明显白光发射到被扫描物体200上。LED可以以不同强度发射不同颜 色的光使得例如一种颜色比其它颜色更强。为了减小彩色图像传感器中的不同颜色信号的 读数之间的干扰，这可能是期望的。在例如RGB系统中的红和蓝二极管的强度减小的情况 下，由光源发射的明显白光将看上去青白。
[0171] 扫描器系统还包括数据处理系统，其配置成对于彩色图像传感器180的像素的块 至少部分地从由所述彩色图像传感器180记录的一个2D图像导出表面几何形状信息和表 面颜色信息两者。数据处理系统的至少一部分可以布置在扫描器系统的所示的手持部分 中。一部分也可以布置在扫描器系统的附加部分（如连接到手持部分的推车）中。
[0172] 图2显示现有技术的图案生成元件130的一部分，其作为成像到单色图像传感器 180上的W02010145669的空间相关实施例中的静态图案被应用。该部分显示所显示的图案 的一部分，即一段时期。该时期由6乘6图像像素和2乘2图案场表示。在图2A中以灰色 绘制的场实际上是黑色的，原因是图案掩模对于这些场是不透明的；仅仅为了图的可见性 和由此的清楚性而选择灰色。图2B示出用于计算像素块的空间相关度A的参考权重f，其 中η= 6X6 = 36,使得
[0174] 其中I是在指定图像的像素块中的36个像素中测量的强度值。应当注意不需要 图像传感器像素和图案场之间的完美对准，但是给出表面几何形状测量的最佳信号。
[0175] 图3显示图2中的原理扩展到颜色扫描。图案与图2中的相同并且因此是图像传 感器几何形状。然而，图像传感器是具有贝尔颜色过滤器阵列的彩色图像传感器。在图3A中，标记"B"的像素具有蓝色过滤器，而"G"指示绿色像素过滤器并且"R"指示红色像素过 滤器。图3B显示相应参考权重f。应当注意仅仅绿色像素具有非零值。这是由于仅仅光谱 的绿色部分用于记录表面几何形状信息。
[0176] 对于图3的图案/颜色过滤器组合，像素块内的颜色分量C]可以如下获得
[0178] 其中如果像素i具有针对颜色C]的过滤器则gu= 1，否则为0。对于类似贝尔 图案中的RGB颜色过滤器阵列，j是红、绿或蓝中的一种。可能需要单独的颜色分量的进一 步加权（即，颜色校准）以获得自然颜色数据，典型地补偿变化的过滤器效率、照明源效率 和过滤器图案中的颜色分量的不同分数。校准也可以取决于焦平面位置和/或视场内的位 置，原因是LED部件颜色的混合可以随着那些因素而变化。
[0179] 图4显示具有比贝尔图案中更高的比例的绿色像素的本发明的颜色过滤器阵列。 颜色过滤器阵列包括6X6颜色过滤器的多个单元，具有在每个单元的位置（2, 2)和（5, 5) 处的蓝色过滤器，在位置（2, 5)和（5, 2)处的红色过滤器，以及在单元的所有剩余位置处的 绿色过滤器。
[0180] 假设仅仅照明的绿色部分用于获得表面几何形状信息，图4的过滤器将可能以更 差的颜色表示为代价提供比贝尔图案过滤器更好质量的获得的表面几何形状。然而更差的 颜色表示将在许多情况下仍然是足够的，而改善质量的获得的表面几何形状常常是很有利 的。
[0181] 图5示出记录物体的表面几何形状和表面颜色的方法的流程图541。
[0182] 在步骤542中获得根据前述权利要求中的任一项的扫描器系统。
[0183] 在步骤543中用多色探测光照明物体。在使用相关度或相关度函数的聚焦扫描系 统中，棋盘状图案可以施加于探测光使得与图案相关的信