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CN104379681A - 用于三维成像的对比图案应用 - Google Patents

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CN104379681A
CN104379681A CN201380014576.7A CN201380014576A CN104379681A CN 104379681 A CN104379681 A CN 104379681A CN 201380014576 A CN201380014576 A CN 201380014576A CN 104379681 A CN104379681 A CN 104379681A
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Arges Imaging Inc
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Abstract

本发明公开了用于将参考标记图案或网格施加至待三维成像的物体的表面的组合物。这些组合物可以快速干燥以易于使用。还提供了使用所述组合物的方法，以及用于施加所述组合物的装置和套件。

Description

用于三维成像的对比图案应用
技术领域
本文所述的主题涉及用于在待观察并由三维成像系统或平台渲染的物体的表面上施加对比图案的装置，以及承载对比图案的组合物和其使用方法。
背景技术
存在用于收集受试者(或物体)表面的二维图像数据并使用该二维数据以渲染(或以其他方式表示)作为三维计算机模型的物体的多个常规平台。这些系统中的大多数使用可见波长形式的电磁辐射来对物体的表面进行照明，使得随后可通过适当的传感器或相机来接收反射并将其设置为电格式。这些平台具有复杂的硬件和软件，其以一定的方式处理接收到的信息，在该方式中收集到的二维信息可用于渲染三维模型。
已证实可用于准确识别待成像物体的表面的特征是施加参考标记至物体的表面。这些参考标记通常是反射性且不透明的，并提供与周边环境的高对比度，从而使它们能够充当用于成像光学的可靠位置指示器。
这些平台的一个应用是例如用于牙医学和畸齿矫正学的人类牙齿的成像。使手持扫描仪接近牙齿，对牙齿进行照明，捕捉反射光并将该信息发送至处理区段，然后所述处理区段可使用所述信息以生成牙齿的一部分、整颗牙齿或多颗牙齿等的三维模型。然后，可由该模型生成牙冠、畸齿矫正器件、模具等等。然而，人类牙齿是半透明的且颜色可以是变化的，并且其表面特征并不总是易于通过成像光学器件进行辨识。因此，在没有上述参考标记辅助的情况下，难以评估牙齿外部的表面特征和准确位置。
先前出版物中所描述的将参考标记施加至牙齿的尝试，要么是不充分的，要么伴随着显著的限制性。例如，国际公布No.WO 2009/150596(Ernst)中公开的组合物实际上是需要以两个步骤施加参考标记组合物的双层方法。首先施加胶型层，然后施加粉末形式的参考标记。如果具有参考标记的组合物不能足够快干燥，则可能妨碍其施加。在施加该组合物时或在牙齿被完全成像之前，患者可用他或她的舌头或唾液意外地将该组合物移除。另外，如果组合物以液体形式保持足够长的时间，则粉末可能流出或以不均匀的方式横跨牙齿表面沉降(如，进入裂缝)，从而使参考标记不成比例地分配并妨碍致密且均匀分布的图案的形成。为了防止这种情况，Ernst在施加粘胶和粉末之间使用了第三干燥步骤。多步骤施加过程耗时且相对更加复杂。
国际公布No.WO 2011/162965(Johnson)通过施加粘度根据温度变化而变化的对比组合物解决了组合物干燥缓慢的问题。所述组合物被描述为在环境温度下具有低粘度并且在体温下具有较高的粘度，使得当组合物在施加至牙齿之后受热时，其更像是凝胶而不像是液体。然而，当高度粘稠的组合物施加至牙齿时，其趋向于较厚。这对于成像系统来说可能是有问题的，因为成像系统必须补偿组合物的厚度以确定实际牙齿表面所在的位置。另外，因为组合物未完全干燥，所以仍存在其将擦掉或流出的风险。
国际公布No.WO 2011/056574(Hall-Holt)认识到了施加参考标记至牙齿的有利条件，但未描述可用于在实施过程中施加那些标记的组合物的有效细节。Hall-Holt建议组合物具有高粘度，但未公开快速干燥的组合物。
国际公布No.WO 03/077839(Butcher)公开了主要为醇并且还使用义齿粘附剂作为粘结剂的组合物。因为醇含量高(40重量％至94重量％)，所以该组合物可能潜在地由于在蒸发如此高的醇含量的过程中发生的热传递而引起患者不适。这对于具有“冷敏感”牙齿的患者而言可能尤其麻烦。另外，如此高的醇含量将通常耗费数分钟以上来干燥。
因此，需要新的组合物和使用其的方法来解决本领域当前状态中的这些和其他缺陷。
发明内容
本文提供了用于施加至待三维成像并建模的物体的表面的组合物，以及它的使用方法和它可包含在其中的装置(或套件)。这些组合物可包含大量参考标记并且在本文中将被称为对比图案组合物，所述参考标记与其环境相比具有高对比度。参考标记为粒子(或颗粒)的形式，所述粒子可分散在横跨待成像物体的表面的致密且均匀分布的图案中。所述组合物适用于许多应用，包括用在牙齿上，在该情况下所述组合物提供针对可能是有光泽且无特征的表面的独特光学图案。组合物可由溶液施加并可能完全覆盖下层表面，从而显著减少或消除任何不可取的表面反射。在某些实施例中，组合物包含粘合剂，所述粘合剂使粒子相对较快地粘合(或粘附)至表面，从而使组合物能够“快速干燥”。
本领域的技术人员在查看以下附图和具体实施方式之后，本文所述主题的其他组合物、系统、方法、特征和优点将会或将变得显而易见。这意味着所有这些另外的组合物、系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、在本文所述主题的范围内并且受到所附权利要求书的保护。在权利要求中没有明确表述那些特征的情况下，绝不应当将示例性实施例的所述特征理解为限制所附权利要求。
附图说明
通过研究附图，可以呈现本文所示主题的细节(关于其结构和操作)，其中相似的参考编号是指相似的部件。附图中的组件未必按比例绘制，相反，重点在于阐述本主题的原理。此外，所有的图示均旨在传达这样的概念：其中相对尺寸、形状和其他详细属性可能是示意性地示出而非照字面或精确地示出。
图1是用于将对比图案组合物施加至牙齿的装置的立体图。
图2A是示出牙齿表面上的球形参考标记的侧视图。
图2B是示出牙齿表面上的薄片状参考标记的侧视图。
图3A是列出工作实例2至16的对比图案组合物的组分的重量百分比的表格。
图3B是列出工作实例17至30的对比图案组合物的组分的重量百分比的表格。
图4是描述三维光学成像系统的示例性实施例的框图。
具体实施方式
本文公开的对比图案组合物通常作为溶液来制造和/或保存，并且随后作为喷雾来施加。该组合物优选地包含：(1)颗粒组分，其充当参考标记的阵列或图案；(2)粘合剂，其将粒子粘合至正被成像的物体的表面；以及(3)用于将组合物用作喷雾的推进剂。还可包含一种或多种媒介溶剂(共溶剂)以将溶液中的粘合剂置于推进剂内。换句话讲，粘合剂可溶于媒介溶剂内，并且媒介溶剂继而可溶于推进剂内。另外，对比图案组合物可包含在口腔内或靠近口腔使用的人造或天然调味剂。
对比图案组合物的优选应用为牙齿的成像。因此，本文将参照该优选应用描述多个实施例。然而，应当理解，这些实施例并不仅仅在此背景下使用，而是具有广泛的应用范围，包括人体的其他部分(如，眼睛、鼻子、头部、耳朵等等)或另一种生物实体或非生物实体的成像。
这些实施例还将参照施加组合物的优选方法(即，作为喷雾)来进行描述，但应当理解，可以采用多种不同的方式以所公开的形式或以为其他应用技术定制的形式来施加所述组合物。这些形式包括(但不限于)用刷子、喷枪、马克笔、油彩笔型施加装置、漱口水、用手等等来施加。这些组合物可以作为粉末、液体和/或凝胶来施加。优选地，所述组合物起初以液体形式施加，但快速地干燥成固体(或半固体、凝胶或溶胶)。
对比图案组合物内的每种组分在本文中被广义地描述为一类(或属)并且还被描述为一个或多个亚类(或亚属或种)。除非另外指明，否则认为一种组分的类和亚类的所有组合可以与所有其他组分的所有类和亚类一起使用。换句话讲，应当广义地解释在本公开范围内的组分的各种组合。
图1是立体图，示出了用于施加对比图案组合物的喷雾装置34的示例性实施例。喷雾装置34包括用于在压力下保持对比图案组合物的罐30。喷雾装置34包括具有喷嘴32的头部31，所述喷嘴与罐30的内容物物理连通。喷嘴优选地被配置成在释放罐的内容物时使其雾化。头部31还包括用于打开喷嘴32的致动器33。优选地，对比图案组合物包含与含有参考标记和粘合剂的产品结合的沸点低于室温的推进剂。将喷嘴开启允许加压的推进剂沸腾并使产品朝向待成像的物体向外喷射。
现在转到组合物自身的实施例，应当理解，对比图案组合物中所用的粒子的类型很大程度上取决于即将与其一起使用的成像平台的性能和要求。当选择粒子时，诸如成像仪孔尺寸、传感器分辨率、通道数、通道的编码(如，通过颜色、偏振态、形状等)之类的因素是需要考虑的注意事项的例子。粒子的尺寸、形状、颜色和数目(总组合物的百分比)是可以进行调节以满足所需规格的变量。粒子优选地为生物相容性的并且不溶于对比喷雾组合物内。通常期望的是使用仍可被成像系统辨识的最小粒度；然而，尺寸小于1微米的粒子开始具有以可能使得不再适于将粒子称为生物相容性的方式被吸收入体内的风险。优选地，粒子具有约1微米至50微米，更优选地5微米至20微米，并且更优选地9微米至20微米的尺寸范围。也可以使用在这些范围之外的其他尺寸。
一般来讲，在施加至牙齿之后，所述组合物的厚度应当最小化以使得正被成像的粒子最准确地呈现牙齿的外表面。在施加之后，对比图案组合物优选地具有在9至40微米、更优选地20至40微米范围内的厚度。从不同的角度观察，所述对比图案组合物优选地具有在1至3个(不重叠)粒子厚度，更优选地1至2个粒子厚度范围内的厚度。在粒子显著不对称的情况下，这是指粒子的长度尺寸。
当将具有大体平坦形状的粒子(诸如薄片或碎片)施加至表面时，其趋向于以一个在另一个之上的方式堆积。这可能导致当在传感器上成像时生成大于所需的粒度波动。图2A示出了横跨牙齿表面均匀间隔开的球形粒子的例子，而图2B示出了可能导致更高的粒度波动的颗粒堆叠方式的例子。在图2B中，两个白色薄片201和202坐落在黑色薄片203上面，其中每个薄片均具有相同的尺寸。黑色薄片203被部分遮盖并且看起来尺寸仅为白色薄片(如，201)的四分之一。因此，黑色薄片203可能被渲染地太小，而不能被传感器准确地或可靠地成像。此外，白色薄片201，202相互补充，从而看起来比传感器辨别它们所需的尺寸更大，这导致在形成最致密的可能图案时效率低下。
球形粒子趋向于自身间隔开，并且由于它们具有完全圆形的轮廓而不发生堆积。因此，已经证明了球形形状和其他不会显著堆叠的类似形状(本文称为“大致球形”形状)是最有用的。这些大致球形形状包括(但不限于)：卵形、椭圆或不规则轮廓的球；高圆柱体；高棱柱；杆；以及不具有明显平坦的形状或盒状形状的多面体(如，圆形或锐利边缘，包括锥形形状、各种五面体、六面体等等)。本领域的技术人员将易于认识到将趋向于避免堆叠的其他形状。
粒子的颜色取决于应用的需要。此处所用的术语“颜色”广义地指可见光谱的所有颜色(黑色、白色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛青色、紫色等)以及所有明暗度、色调、灰度变化等等。在一个实施例中，成像系统具有两个(或更多个)如为红色和蓝色的有色通道(参见相对图4描述的实施例)。粒子也分成两种颜色，这提供与其自身具有固有对比的图案，使得当通过处理系统分析该图案时其更易于辨识。黑色和白色粒子是可以使用的颜色布置方式的一个例子，因为每个粒子均可在红色和蓝色通道中被辨识。
可以使用任何颜色布置方式，只要一种或多种颜色可彼此分辨开并可与环境分辨开。例如，可在蓝色和红色通道系统中使用的其他颜色组合包括绿色和白色、绿色和黑色、紫色和黑色等。如果仅使用单个蓝色通道，则合适的颜色组合包括绿色和白色、红色和白色以及蓝色和黑色(在蓝色通道中蓝色表现为白色)等。粒子自身还可被赋予多种颜色，例如球形粒子可具有黑色半球和白色半球。多种其他图案或颜色组合对于本领域的普通技术人员而言将是极其显而易见的。除颜色变化外，粒子在紫外和红外光谱中的偏振态和外观可能有变化。
在粒子的材料组成方面，通常期望使用惰性且耐用的生物相容性材料，例如陶瓷、碳变体、矿物质和某些聚合物。合适的陶瓷和矿物质的例子包括(但不限于)二氧化钛、氧化铝、氧化锌、二氧化锆和滑石粉，它们中的每一者通常由于其白色而被使用。合适的聚合物的例子包括(但不限于)聚乙烯和聚乙烯涂布的非聚合物粒子、聚酯和聚烯烃。聚乙烯可被赋予许多所需的颜色，包括绿色、白色和黑色。黑色粒子还可以使用玻璃状(如，玻璃态)或石墨形式的碳来制备，或作为涂布有碳纳米管的生物相容性球来制备。
粒子优选地为惰性的，因为带电的或极化的粒子可能彼此吸引或排斥，或被组合物剩余部分内所包含的电荷吸引或排斥。此类现象可能导致物体表面的粒子结块或损失。粒子优选地具有高的耐久性以避免物理地分解，因为破碎的粒子粒度降低并且可能使其无法被传感器检测到。在适用的情况下需要增加耐久性的技术，例如烧结。由石墨制成的黑色粒子趋向于分解，并因此与玻璃状碳相比为次优选的。另外，除非进行补偿(例如通过烧结)，否则由砾岩制成的粒子可能趋向于分解。
粒子需要用于将其固定在牙齿上适当位置的试剂，并且对比图案组合物包含用于此目的的粘合剂。粘合剂应当具有粘合特质，即，应当为“粘的”，并且应当适用于人类使用。粘合剂还应当优选地在不需要缓慢干燥的媒介溶剂(例如水)的情况下可溶于推进剂中。粘合剂还优选地为水溶性的，以便于将对比图案组合物从牙齿上移除并且当在口腔中时允许更好的粘合。
本发明人已发现，食品级聚合物是可以直接或间接地满足这些要求的一类物质。“食品级”是指那些已经被美国食品药品监督管理局(FDA)认定为食品级的物质。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是聚合物粘结剂的例子，其具备食品级质量且干燥相对较快，从而使其尤其适用于牙科应用。所使用的PVP的相对量是基于组合物中粒子的量；通常应当使用将提供对牙齿的所需粘性或粘附量的最小量PVP。
PVP不溶于多种推进剂，因此可能需要使用媒介溶剂以将其置于溶液中。可以使用的媒介溶剂的合适类别为醇类，包括(但不限于)变性醇SBA 40，因为其具有干燥相对较快的益处。醇类不应当是高毒性的，因为所述组合物可能在患者的口内使用。还可以使用可溶于所选的推进剂内的用于粘合剂的其他溶剂(如，水、甘油、山梨醇和木糖醇)。
聚乙烯醇(PVAL)是合适的聚合物粘结剂的另一个例子。PVAL在许多推进剂中是不能直接溶解的，并且可能需要诸如醇或水的媒介溶剂。然而，水通常增加了组合物的干燥时间并且这可能需要补偿。可以使用的粘合剂的其他例子为固体聚乙酸乙烯酯(广泛用于口香糖中)、淀粉、胶原和其他食品聚合物/增稠剂。
推进剂可以是聚合物或媒介溶剂可溶于其中的任何氢氟烃(HFC)(也称为氢氟烷烃(HFA))。HFC的例子包括(但不限于)：戊烷、2H，3H十氟戊烷(HPFP)、全氟戊烷(PFPt)、丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC 227)、全氟丙烷(PFPr)、乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC 134a)、1，1，1，3，3，3-六氟丙烷(HFC 236fa)和全氟乙烷(PFEt)。还可以使用二甲醚(DME)(也称为甲氧基甲烷)。还可以使用氯氟烃(CFC)，但其在包括美国在内的大多数市场中受到严格管制。推进剂优选地为中性极性、不易燃和医药级。“医药级”旨在指由美国食品药品监督管理局批准用于医药用途的化合物种类。虽然医药级推进剂是期望的，但其不是必需的。可以使用的医药级不易燃的HFC的例子为HFC 134a(如，Zephex 134a)、HFC 227ea(如，Zephex 227ea)和HFC 236fa(如，Dymel 236fa)。在这些化合物中，本发明人已发现HFC227ea是最优选的。
此外，可将组合物调味和/或增甜以使其对患者更具吸引力。本领域中的普通技术人员将认识到，可以使用许多调味剂(或其组合)。调味剂优选地不显著妨碍作为组合物的粘合特性的干燥时间。
提供以下工作实例以展示本发明人发现的可充当三维成像的对比图案组合物的组合物的非穷举列表。
工作实例1
在该实例中，组合物作为喷雾施加并且使用HFC 227ea作为推进剂。表1以百分比示出了构成组合物的各组分。
表1
将二氧化钛球形粒子用作白色参考标记，而将玻璃态(玻璃状)碳球形粒子用作黑色参考标记。用于将这些粒子粘合至牙齿的粘合剂为PVP(也称为kollidon 30)。PVP通常不溶于Zephex 227ea中，因此使用了媒介溶剂(共溶剂)，在该实例中媒介溶剂为变性醇(SBA)40B。PVP是有利的，因为其不需水即可溶于醇中。已经发现，在该实例中，提供粒子对牙齿的充分粘合的最小量PVP相对于白色和黑色粒子的量的比率为约1∶8.75。因此，在需要相对较多或较少的粒子以进行成像的应用中，可调节PVP的量同时保持相同或类似的比率(如，介于约1∶8和1∶10之间)。然而，可以使用更广泛的比率，例如介于约1∶6和1∶12(PVP：粒子)之间。使用相对于PVP含量为约9∶1的醇含量来将PVP置于溶液中。还包含相对较小量的绿薄荷调味剂和用于增甜的糖精。
该组合物虽然在喷罐内保持为溶液，但在离开罐并停留在牙齿上时非常迅速地干燥。该“迅速干燥”组合物的益处在于，该组合物在接触到牙齿时只有很短的时间可被擦去，并且对于粒子而言只有极短的时间以可能妨碍形成均匀分布且致密的参考网格的方式聚集于牙齿或排出牙齿。这还为管理用户提供关于牙齿的覆盖充分度的即时反馈。使用PVP导致不易于用舌头、面颊或嘴唇擦去，因此在整个成像过程中将保持在适当位置的牢固粘合。然而，因为PVP是水溶性的，因此通过使用水流(例如牙医的喷水器)能够将其轻松地移除。其还可以通过漱口水或其他移除施加装置(例如刷子)来移除。
另外的29个工作实例在图3A(实例2-16)和图3B(实例17-30)中示出。在这些实例中，各种组分(推进剂、媒介溶剂、聚合物粘结剂、黑色粒子和白色粒子)中每一者的组成百分比得到了以不同的性能水平发挥作用的组合物。(在这些实例中未包含调味剂)。除非图3A-B的表格中另有指明，否则每个实例中的推进剂为HFC 227ea，媒介溶剂为变性醇SBA40，聚合物粘结剂为PVP，黑色粒子为玻璃态碳，并且白色粒子为二氧化钛。一些工作实例不具有聚合物粘结剂(实例3、11、16、18、20、22-23、25、27和29)。另外，工作实例5不具有媒介溶剂。白色粒子的直径的范围为9至20微米，不同的是实例17-22的直径的范围为9至32微米，实例23的直径小于5微米，并且实例24-29的直径的范围为1至10微米。用于每个实例的黑色粒子的直径的范围为10至20微米。
本文还提供了使用对比图案组合物的方法。在一个示例性实施例中，对比图案组合物从喷罐施加至牙齿。将喷雾施加到待成像的所有牙齿的所有表面。组合物以承载悬浮粒子参考标记的未干燥或非固体形式(如，作为气体或液体溶液)存在于罐中，但推进剂和其他组分在离开喷罐组件(如，喷嘴)之后立即开始干燥。因此，对比图案组合物快速干燥并且在环境条件下(处于室温下的外部环境中的人类口腔的条件)在离开喷嘴之后即刻至在初始接触牙齿之后约10秒的范围内干燥(或凝固)。
在另一个实施例中，对比图案组合物在环境条件下在离开喷嘴之后即刻至在初始接触牙齿之后约7秒的范围内干燥(或凝固)。在又一个实施例中，对比图案组合物在环境条件下在离开喷嘴之后即刻至在初始接触牙齿之后约5秒的范围内干燥(或凝固)。在还有一个实施例中，对比图案组合物在环境条件下在离开喷嘴之后即刻至在初始接触牙齿之后约1秒的范围内干燥(或凝固)。
对比图案组合物在没有从外部热源、鼓风设备或其他装置施加热或气体(如，空气)的条件下(即，没有从除了患者身体和周围环境之外的源施加热或气体)干燥(或凝固)。例如，不需要主动的“干燥步骤”来引起组合物干燥。另外，不需要显著的“等待期”(大约10秒或更长)以使组合物在牙齿上干燥(或凝固)。使用的术语“干燥”是指粒子凝固在适当的位置并且不再是可移动的状态，其对应于处于固体或基本上固体状态的组合物。该方法还可包括使用喷水装置(如，牙科喷水器)移除干燥的(或凝固的)组合物。
可定制或改变这些对比图案组合物以便与许多三维成像系统一起工作。现在描述特别适于与对比图案组合物一起使用的典型成像系统的实施例。应该指出的是，该典型成像系统仅为示例性的，且绝不旨在限制可与组合物一起使用的成像系统或成像技术的类型。
图4示出了三维成像系统10的硬件的示例性实施例的框图。系统10可与套件形式的对比图案组合物和施加装置(如，喷雾装置34)结合提供。
提供手持扫描仪100以用于对物体99成像。扫描仪100具有保持多个光学物品和电子物品的外壳102。扫描仪可包括任何类型的相机140或接收光学信息并将其转换成电子信息的任何其他装置。例如，其可以是电荷耦合装置(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，或将可见光子转换成电信号的任何其他类型的光传感器。相机140产生通常包含二维数据的输出信息，由该输出信息可以确定物体99的三维信息。二维信息可被称为x和y坐标，其被限定为垂直于扫描仪100和物体99之间的z轴方向111的坐标。三维信息可包括与x和y轴正交并且表示相机140和物体99之间的距离的z轴坐标。
图像信息可保存为坐标或可以任何其他方式保存，例如三维点云、三维网格、或可以表示二维和/或三维信息的任何其他形式。
窗口105在扫描仪100允许来自物体99的光进入的部分中形成。在该实施例中，物体99是一组人类牙齿，并且系统10被用于渲染牙齿的三维图像。然而，物体99可以是任何物体、物体群集、物体的一部分、或期望生成其三维图像的其他实体。例如，在牙科成像环境中，物体99可以是患者的牙齿、牙齿的一部分、牙齿的四分之一或一整副牙齿。此类信息在许多应用中是有用的，所述应用包括形成虚拟牙印模以用于牙科手术。在其他实施例中，物体99可以是一些其他实体，如，人体的一部分(眼睛、鼻子、头部、耳朵等等)或另一种生物实体或非生物实体。
包括不同颜色的发光元件115，116的照明器将光施加到牙齿99上。通过窗口105接收被照明物体的图像。隅角反射镜120将接收到的电磁辐射反射至光学器件125。在其他实施例中，该系统可在没有隅角反射镜的条件下操作。
光学器件125可包括透镜130和具有多个孔135的掩模132。孔135可以进行颜色编码，即，一个孔可仅通过或基本上仅通过单种颜色，而另一个孔可仅通过或基本上仅通过另一种颜色的光。例如，在两个孔的系统中，孔135中的一个可为蓝色的，另一个可为红色的。发光元件115，116可提供与孔的颜色相匹配的颜色(在图中表示为B和R)。这产生两个不同的信息通道，一个通道穿过两个孔中的每一个。
向相机140(如，传感器)提供穿过孔135的光，所述相机产生表明所接收光的强度、颜色和位置的电子输出。相机140连接至计算装置150，所述计算装置包括用于驱动传感器140并分析所接收到的信息的软件。计算装置150可为通用处理器，所述通用处理器具有根据如在共同未决的名称为“Three-Dimensional Imaging System”(三维成像系统)的国际申请No.PCT/US2010/057532中描述的存储程序操作的微处理器153，所述国际申请据此全文以引用方式并入以用于所有目的。计算装置150还可以包括或可另选地包括图形处理单元(GPU)155，如，在驱动显示器160的视频卡中。GPU 155可以是ATI或英伟达(Nvidia)视频卡等等。计算装置150可另选地包括现场可编程存储器(如，网关)或任何定制硬件或定制逻辑器件。
在一个实施例中，可将便捷式手持扫描仪100移动，同时获得在扫描仪移动时与扫描仪区域有关的信息。在多个不同时期的每一个处，获得关于物体99的新信息以及关于相机位置的新信息。这允许整个物体99被全部渲染，即便通过窗口105接收的电磁辐射通常仅表示物体99表面的一小部分。
传感器140可以是任何标准的传感器或相机(如，美光科技有限公司(Micron Technology，Inc.)生产的1/3英寸COS百万像素CMOS数字图像传感器)，包括具有已经与光传感器自身一起用于分离颜色的滤色器阵列的那些。相机140的滤色器阵列部分上的滤光器将彩色光线(此处为红色通道和蓝色通道)分离，以获得信息并区分通过孔135上的滤色器的彩色光线。仅通过相机140的适当滤光器部分来获得来自每个滤色孔的信息。
滤色器阵列可以是诸如USPN 3,971,065中描述的拜耳滤光器(Bayerfilter)，或可另选地为不同种类的滤色器例如CYGM滤光器和RGBE滤光器，或定制滤光器阵列(如，如果存在两个被编码为蓝色和红色的孔，则滤光器阵列将具有蓝色和红色的交替滤光器)。组装了定制的双色滤光器的相机将具有结合双色、双孔系统使用所有可用传感器区域的优点。
应该指出的是，本文参照一个或多个数值描述了各实施例。在权利要求中没有明确表述数值的情况下，这些一个或多个数值旨在仅为示例性的，并且绝不应当理解为是对任何权利要求中列举的主题的限制。
虽然实施例容易受到各种修改形式和替代形式的影响，但其特定实例已经在附图中示出并且在本文中进行了详细描述。然而，应当理解，这些实施例并不限于所公开的特定形式，而是相反地，这些实施例覆盖落入本公开实质内的所有修改形式、等同形式和替代形式。此外，所述实施例的任何特征、功能、步骤或元件，以及通过不在权利要求范围内的特征、功能、步骤或元件来限定权利要求的发明范围的否定式限定均可在权利要求中列出或添加至权利要求。

Claims (20)

1.一种用于将对比图案施加至待三维成像的物体的表面的装置，包括：
-罐；
-联接至所述罐的喷嘴；以及
-容纳在所述罐内并且可经由所述喷嘴从所述罐调用的溶液，所述溶液包含多个适于充当成像装置的参考标记的粒子；推进剂；可溶于所述推进剂中的媒介溶剂；以及适于将所述多个粒子粘合至所述物体的表面的聚合物粘结剂，所述聚合物粘结剂可溶于所述媒介溶剂中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中每个粒子是第一颜色或第二颜色。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个粒子中的每一个均为大致球形的。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述溶液适于在环境条件下在离开所述喷嘴后约10秒内干燥。
5.一种用于将对比图案施加至待三维成像的物体的表面的溶液，包含：
-悬浮在所述溶液中的多个粒子；
-推进剂；
-可溶于所述推进剂中的媒介溶剂；以及
-适于将所述多个粒子粘合至所述物体的表面的聚合物粘结剂，所述聚合物粘结剂可溶于所述媒介溶剂中。
6.根据权利要求5所述的溶液，其中所述多个粒子由二氧化钛球形粒子和玻璃状碳球形粒子组成。
7.根据权利要求5所述的溶液，其中所述推进剂为氢氟烃(HFC)。
8.根据权利要求7所述的溶液，其中所述推进剂选自1，1，1，2-四氟乙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷和1，1，1，3，3，3-六氟丙烷。
9.根据权利要求5所述的溶液，其中所述推进剂为1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷。
10.根据权利要求5所述的溶液，其中所述聚合物粘结剂为食品级聚合物。
11.根据权利要求5所述的溶液，其中所述聚合物粘结剂选自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。
12.根据权利要求5所述的溶液，其中所述聚合物粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮。
13.根据权利要求5所述的溶液，其中所述媒介溶剂为食品级醇。
14.根据权利要求5所述的溶液，其中所述媒介溶剂为变性醇SDA40B。
15.根据权利要求5所述的溶液，还包含人造调味剂。
16.根据权利要求5所述的溶液，其中所述多个粒子与所述聚合物粘结剂的比率介于12∶1和6∶1之间。
17.根据权利要求5所述的溶液，其中所述多个粒子与所述聚合物粘结剂的比率介于9∶1和8∶1之间。
18.一种用于涂布待用三维成像系统成像的物体的组合物，包含：
-多个二氧化钛粒子；
-多个玻璃状碳粒子；
-聚乙烯吡咯烷酮；
-1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷；以及
-变性醇。
19.一种使用对比图案组合物的方法，包括：
-在环境条件下将所述对比图案组合物从喷洒装置施加至人类患者的至少一颗牙齿，
-其中所述对比图案组合物在离开所述喷洒装置之前是未干燥的形式，并且在接触所述牙齿之后约10秒内凝固。
20.一种使用对比图案组合物的方法，包括：
-将所述对比图案组合物从喷洒装置施加至人类患者的至少一颗牙齿，
-其中所述对比图案组合物在离开所述喷洒装置之前是未干燥的形式，并且在没有从外部装置施加热或气体的条件下于所述牙齿上干燥。
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