CN104812291A - 用于口腔的扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于口腔的扫描仪，包括：用于输出线激光束的光学输出单元；用于将自所述光学输出单元输出的所述线激光束反射至扫描目标牙齿的第一光学系统；用于感测在被所述扫描目标牙齿反射后再次被所述第一光学系统反射的所述线激光束的光学感测单元；和用于控制所述光学输出单元和所述第一光学系统的操作的控制单元。所述控制单元控制所述第一光学系统的反射角度和位置。

Description

用于口腔的扫描仪

技术领域

本文中描述的实施方式一般地涉及用于扫描口腔的扫描仪。

背景技术

一般地，在牙科诊所或类似场所，通过获取患者的牙齿的石膏模型的印模过程来进行牙科治疗。但是，该印模过程可能伴随着多种问题，如印模材料的消耗、交叉感染、已装配模型破损的可能、保存问题、等等。

常规地，作为调查患者的口腔健康的一个方式，现已经广泛地采用以下方法：将片状薄膜插入患者的口腔、通过使用患者的手或舌头将所述薄膜固定在被感染区域附近、向口腔内的所述被感染区域投射放射线、并且检查在其上形成有所述被感染区域的图像的所述薄膜。

但是，在此类方法中，由于被感染区域是通过人工操作从射线照片被二维地测量的，或者由于该方法是基于CT(计算机断层成像术)，因此当在二维平面上测量三维结构时有可能发生错误。另外，在临床方面也可能引起多种问题，因为该方法将患者暴露在大量放射线下并且将经济负担强加给患者以及在实施阶段涉及复杂的过程。

同时，为了形成用于恢复患者的受损的牙齿的假体设备，首先通过牙科诊所内的印模过程来制造受损的牙齿的石膏模型，并且然后，需要牙科技术员来进行对应所述石膏模型的假体设备的生产。

但是，根据常规的假体设备生产过程，由于治疗数据是从牙齿的石膏模型间接地被获取来诊断和测量患者的牙齿的当前状态，因此这需要大量时间和精力。

据此，韩国专利公开号10-2009-007853(名称：用于牙修复体的三维测量系统)描述了用于牙修复体的测量系统，所述测量系统被配置为扫描口腔模型。所述测量系统包括图像捕获单元、照明单元、线性传送机单元、旋转传送机单元和工作台，所述图像捕获单元被配备有照相机，所述照相机被配置为通过使用作为光源的激光束来捕获被投射到测量目标对象上的激光图像，所述激光束从激光束发生器被照射；所述照明单元被设置在所述图像捕获单元的一侧并且被配置为朝向所述光源的照射方向照明；所述线性传送机单元被设置在所述照明单元的一侧并且被配置为通过被电驱动源驱动来将所述图像捕获单元朝一个方向直线地移动；所述旋转传送机单元与所述线性传送机单元联锁并且被配置为通过被所述电驱动源驱动旋转来旋转所述图像捕获单元；以及所述工作台以可拆卸地方式被设置在所述旋转传送机单元上并且被配置为当其携带固定在其上的测量目标对象时，所述工作台与所述旋转传送机单元作为一体被移动。

发明内容

本发明将解决的问题

示例实施方式提供口腔扫描仪，所述口腔扫描仪被配置为在被插入牙科患者的口腔后通过以非接触的方式扫描牙齿来生成三维扫描模型。

进一步地，所述示例实施方式还提供口腔扫描仪，即使在所述口腔扫描仪内的部件被密集布置的环境下，所述口腔扫描仪能够增加口腔扫描速度并且固定扫描光源的输出路径。

用于解决问题的手段

根据本公开的一个示例实施方式，提供一种口腔扫描仪，包括：光学输出单元、第一光学系统、光学感测单元以及控制单元，所述光学输出单元被配置为输出线激光束；所述第一光学系统被配置为将从所述光学输出单元输出的所述线激光束反射至扫描目标牙齿；所述光学感测单元被配置为感测从所述扫描目标牙齿被反射后再次被所述第一光学系统反射的所述线激光束；以及所述控制单元被配置为控制所述光学输出单元和所述第一光学系统的操作，其中所述控制单元控制反射角和所述第一光学系统的位置。

特别地，所述口腔扫描仪可以进一步地包括：第二光学系统和第三光学系统，所述第二光学系统被配置为以不同于第一行进方向的第二行进方向反射来自所述光学输出单元在第一行进方向上输出的线激光束；所述第三光学系统被配置以所述第一行进方向反射从所述第二光学系统被反射的所述线激光束；其中自所述第三光学系统被反射的所述线激光束通过所述第一光学系统被反射至所述扫描目标牙齿。

发明的效果

根据所述示例实施方式，由于所述口腔扫描仪可以被插入牙科患者的口腔并且以非接触的方式扫描患者的牙齿，对目标牙齿的三维数据可以被准确地测量。

根据所述示例实施方式，通过使用对人体无害的光源来执行所述三维扫描，可以在对用户的健康不产生不良效果的情况下进行牙齿的扫描。

进一步地，按照所述示例实施方式，通过参考在牙科患者口腔内捕获的二维图像数据可以更正牙齿的三维扫描模型，此方式非常方便。

另外，按照所述示例实施方式，与使用点源扫描比较，通过使用线型光源(即，线激光束)作为扫描光源，扫描速度可以被提高。进一步地，由于扫描光的输出位置不需要被设置来扫描牙齿的单独部分，因此不需要驱动单元。也就是说，由于不需要在口腔扫描仪内设置用于容纳驱动光学输出单元的另外的构件的空间和用于允许光学输出单元移动的空间，所述口腔扫描仪可以按比例缩小并且扫描仪内的部件可以高度有效地被布置。

此外，根据所述示例实施方式，由于输出扫描光源的行进路径可以被改变，因此即使在尺寸缩小的口腔扫描仪内也能够固定扫描光源的行进路径。

附图说明

图1提供根据本公开的第一示例实施方式的口腔扫描仪的平面视图。

图2为根据所述第一示例实施方式的所述口腔扫描仪的侧面视图。

图3为示出根据所述第一示例实施方式的所述口腔扫描仪的控制单元的配置的框图。

图4为示出根据所述第一示例实施方式的所述口腔扫描仪的数据处理单元的配置的框图。

图5为根据本公开的第二示例实施方式的口腔扫描仪的侧面视图。

图6为示出根据所述第二示例实施方式的口腔扫描仪的控制单元的配置的框图。

图7为根据本公开的第三示例实施方式的口腔扫描仪的侧面视图。

图8提供示出根据所述第三示例实施方式的所述口腔扫描仪的一部分的三维视图。

具体实施方式

以下，示例实施方式将被详细地描述，使得本领域技术人员可以容易地实施本发明概念。但是，应当注意的是，本公开不被限于示例实施方式并且示例可以以多种其他方式被实现。在附图中，与说明非直接相关的部件被省略以增加附图的清晰度，并且相同参考标号在全文中指示相同部件。

贯穿全文，术语“连接到”或“耦接到”被用来指定一个元件到另一个元件的连接或耦接并且包括以下两种情况：元件被“直接连接或耦接到”另一个元件的情况和元件通过另一个元件“被电气连接或耦接到”另一个元件的情况。进一步地，贯穿全文，除非上下文另有指明，否则文中所使用的术语“包括或包含”和/或“包括或包含”意指，除描述的部件、步骤、操作和/或元件外，不排除一个或多个其他部件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。

图1为根据本公开的第一示例实施方式的口腔扫描仪的平面视图。

图2为根据本公开的所述第一示例实施方式的所述口腔扫描仪的侧面视图。

如图1和图2中所描绘的，根据所述第一示例实施方式的口腔扫描仪100包括插入体101、主体102、导向构件103、光学系统104、光学系统驱动单元105、成像设备106、成像设备驱动单元107、光学输出单元108、光学感测单元109、控制单元110和数据处理单元111。

插入体101的构架为从主体102突出的插入管形式，使得所述插入体101可被插入至用户的口腔。所述插入体101具有五个表面，包括单个顶表面、两个侧表面、单个前表面(即，当被插入口腔时的前部分)以及单个底表面。

所述插入体101的底表面被设置有光传播窗口，所述光传播窗口允许用于扫描的光源(在本示例实施方式中，例如，线激光束)穿过所述光传播窗口投射至牙齿，从而使得所述成像设备106捕获口内状态的图像。

所述插入体101的顶表面平行于所述插入体被插入所述口腔的方向。所述底表面与所述顶表面成特定角度。相应地，两个侧表面可以被形成为朝向所述主体102逐渐增大。该形状被设计来通过固定穿过所述插入体101的内部朝向所述光学系统104输出的所述光源的行进路径和从牙齿反射后经过所述光学系统104在所述光感测单元109上入射的光源的行进路径来保护所述光源。同时，除图1和图2中示出的形状外，根据示例实施方式的插入体101可以具有由用户合理选择的多种其他形状。

在所述插入体101内，所述光学系统104经由所述光学系统驱动单元105被连接至所述导向构件103。所述光学系统104被配置为将自所述光学输出单元108输出的线激光束(以下，称为“输出光”)反射且投射至牙齿，并且还被配置为将通过从牙齿被反射而到达光学系统104的光束(以下，称为“入射光”)反射至所述光感测单元103。

此时，在自所述光学输出单元108输出的所述线激光束通过被所述光学系统104反射被照射至待扫描的目标牙齿后，所述线激光束被自牙齿反射后再次入射在光学系统104上。已经到达所述光学系统104的所述激光束然后通过所述光学系统104反射被投射至所述光学感测单元109。

所述导向构件103支撑所述光学系统104，使得所述光学系统104被安装在所述插入体101的内部。同样地，所述导向构件103引导所述光学系统104在与所述插入体101被插入的方向水平的方向上来回地滑动。

所述光学系统驱动单元105被连接至所述光学系统104并且被驱动以允许所述光学系统104沿着所述导向构件103滑动。此时，所述光学系统驱动单元104在控制单元110的控制下被驱动以沿所述导向构件103被移动至设定位置。根据示例实施方式的光学系统驱动单元105可以通过被配置为由驱动源(例如，电机)滚动的滚动构件来实施。

所述光学系统驱动单元105还能够在控制单元110的控制下通过使所述光学系统104围绕第一参考轴旋转来改变输出光的反射角。供参考，如图1中示出的，所述第一参考轴与A轴重合，并且至少两个角度可以被设置为参考角度。通过该方式，通过改变光学系统104的反射角度，即使对于可能发生光源入射和反射的变形的阴影部分(例如，牙齿和牙齿表面的不规则物之间)，也可以实现充足的输出光入射和反射光的获取。

在所述插入体101内，用于捕获二维图像的成像设备106经由成像设备驱动单元107被连接至所述导向构件103。

供参考，根据示例实施方式的成像设备106可以是COMS传感器或使用光电二极管作为光接收设备和电荷耦合设备(CCD)作为电荷转移设备的固态成像设备。所述成像设备106输出关于穿过镜头的图像的光的信息作为电信号。

同时，在图1和图2中，所述成像设备106被示出为被定位在比所述光学系统105更远离所述主体102的前部分。但是，所述成像设备106可以被定位在比所述光学系统104更靠近所述主体102的位置。

此时，所述控制单元110控制所述成像设备106在所述输出光经过所述光学系统104被投射至目标牙齿之前或之后从所述目标牙齿上方的位置捕获二维图像。经过该控制，在捕获口内状态的图像时，可以防止从所述光学系统104反射的输出光和从牙齿反射的入射光受到在捕获口内状态的图像时可能产生的光影响。

进一步地，在所述光学系统104被水平地来回移动的同时，所述成像设备驱动单元107能够水平地来回移动所述成像设备106，从而允许所述成像设备106与所述光学系统104保持特定的距离。

同时，在图1和图2中，所述成像设备106被示出为与所述光学系统104的独立构件。但是，在根据另一示例实施方式的口腔扫描仪100中，所述成像设备106和所述光学系统104可以被设置为一体。也就是说，当所述光学系统104的位置被移动时，所述成像设备106的位置也被移动。在光学系统104和成像设备106被形成为一体的情况中，所述成像设备驱动单元107可以被省略。

所述光学输出单元108、所述光学感测单元109、所述控制单元110和所述数据处理单元111被容纳在所述主体102中。

所述光学输出单元108被配置为向所述光学系统104输出光源(即，激光束)。供参考，所述光学输出单元108可以由激光二极管来实施，并且所述光学输出单元可以具有尽可能小的尺寸来避免扩大。

特别地，根据本公开的第一示例实施方式的光学输出单元108被配置为输出线形光源并允许所述线形光源被照射至待扫描的目标牙齿。也就是说，当所述光学输出单元108输出线激光束作为扫描光源时，通过扫描光源的单一输出，可以同时获得牙齿平面上单条线的扫描值。因此，与使用点源扫描相比，扫描速度可以被提高。

此外，在使用点源扫描的情况中，需要用于改变点源位置的另外的驱动单元来将所述扫描光源照射至牙齿平面上的每个位置。详细来说，当使用点源作为扫描光源时，需要通过将点源沿与A轴平行的方向旋转点源或通过将点源沿A轴方向水平地移动来使所述输出光被照射至待扫描的目标牙齿的平面上的所有位置。但是，在本示例实施方式中，通过使用线形光源作为扫描光源，不需要用于设置所述光学输出单元108的位置的另外的驱动单元。因此，不需要在主体102内设置用于容纳光学单元108的驱动单元的空间和出于改变光学单元108的位置的目的而用于允许光学输出单元移动的空间。因此，所述口腔扫描仪100可以有效地按比例缩小，并且还可能有高效的部件布置。

供参考，在本示例实施方式中，由于每当所述光学输出单元108输出线激光束时，对待扫描的目标牙齿的平面上的单条线的扫描被执行，因此当执行牙齿的三维建模时，特定平面轴(即，图1和图2中的A轴)上的坐标值可以被自动地计算。

在自所述光学输出单元108的输出光通过所述光学系统104被反射至待扫描的目标牙齿后，所述光学感测单元109感测被牙齿反射后通过所述光学系统104再次被反射的光。供参考，在该示例实施方式中的光学感测单元109可以是光接收设备，如电荷耦合设备(CCD)或位敏设备(PSD)，但不限于此。在本示例实施方式中，例如，所述光学感测单元109由PSD实施。所述PSD传感器是光电子传感器并且具有这样的架构，通过该架构，当光点被形成在传感器的表面上时，与光能相当的光电流被生成并流至传感器的两端。

详细来说，光学感测单元109根据入射光(即，线激光束)被输入的位置来生成电信号，并且将生成的电信号发送给所述数据处理单元111。

所述控制单元110分别地控制光学系统104、光学输出单元108和成像设备106的操作，从而控制对目标牙齿和口腔内的牙齿的每个部分的三维扫描和二维成像。控制单元110的配置和操作将在稍后参考图3被阐述。

数据处理单元111接收自光学感测单元109和成像设备106输出的信号(或数据)，并且基于所接收到的信号生成和存储目标牙齿的三维模型和二维图像。数据处理单元111的配置和操作将在稍后参考图4被阐述。

图3为示出根据本公开的第一示例实施方式的口腔扫描仪的控制单元的配置的框图。

如图3中所描绘的，控制单元110包含光学输出控制器301、光学系统驱动控制器302和二维成像控制器303。

所述光学输出控制器301控制光学输出单元108在预设的时间点输出线激光束。

所述光学系统驱动控制器302控制光学系统驱动单元105的驱动来改变光学系统104的反射角度并将所述光学系统104移动至需要的位置。此时，光学系统驱动控制器302允许光学系统驱动单元105沿导向构件103滑动至设定位置，使得光学系统104被移至预设位置。进一步地，根据待扫描的目标牙齿的位置，光学系统驱动控制器302通过驱动光学系统驱动单元105水平地来回移动光学系统104。

进一步地，光学系统驱动控制器302还可以控制光学系统驱动单元105绕第一参考轴以预设角度旋转。此时，通过以设置为对应待扫描的目标部分的旋转角度驱动光学系统驱动单元105，光学系统104被旋转。

详细来说，每当光学系统104的反射角度被改变时，光学系统驱动控制器302将关于改变的反射角度的信息发送给数据处理单元111。此时，在特定平面轴(即，图1和图2中的B轴)上扫描目标牙齿的坐标值可以基于由光学系统驱动控制单元302控制的旋转角度的值(即，反射角度的信息)被计算。

所述二维成像控制单元303控制成像设备106在设定的时间点捕获待扫描的目标牙齿的二维图像。进一步地，所述二维成像控制单元303控制成像设备107沿导向构件103滑动至设定的位置，从而允许成像设备107在离光学系统104特定距离内捕获目标牙齿的图像。

图4为示出根据本公开的第一示例实施方式的口腔扫描仪的数据处理单元的配置的框图。

如图4中所描绘的，数据处理单元111包括光学感测单元401、图像接收单元402、三维数据生成单元403和数据管理单元404。

光学感测单元401生成对应于自光学感测单元109输出的电信号的位置信息(即，目标牙齿的各部分的高度值)并且将所述位置信息发送至三维数据生成单元403。此时，在高度轴(即，图1和图2中的C轴)上扫描目标牙齿的坐标值可以基于由光学感测单元401生成的高度值(即，根据电信号的位置信息)被计算。

这里，光学感测单元401可以通过使用光学三角法的位移测量计算C轴上的坐标值。光学三角法是使用基于几何光学的二维三角来测量位移的技术。在光学三角法中，针对存在于同一平面上并且以角度θ交叉的两个光学轴来构建光学系统。

在该配置中，两个光学轴中的一个是用于在测量目标的表面上形成光点的聚焦轴，而另一个是用于向光接收设备投射光点的图像的成像轴。这里，当测量目标的相对位置变化时，形成在测量目标的表面上的光点在聚焦轴上直线地移动，并且该移动范围被称为对象轨迹。进一步地，当光点被移动时，在光接收设备上的图像点同样被移动，并且所述图像点的移动范围被称为图像轨迹。图像轨迹具有关于成像轴的竖起方向成的角度。

此时，对象轨迹上的光点的移动距离p和与其对应的图像点的移动距离q可以通过以下方程式1被计算。

[方程式1]

供参考，f是用于根据光点投射图像至光接收设备的图像镜头的焦距；并且s指示图像镜头和实际测量目标对象间的距离。

进一步地，角度可以通过以下方程式2被计算。

[方程式2]

如果该光学三角法被应用于本公开的示例实施方式，输出光在目标牙齿的表面上形成光点，并且来自目标牙齿的反射光(即，入射光)在PSD传感器上形成图像。然后，PSD传感器根据入射光的图像形成位置输出电信号。此时，由于在PSD传感器上形成的图像的位置随着牙齿的高度的变化而变化，因此目标牙齿的高度值可以被计算。

图像接收单元402接收从成像设备106发送的目标牙齿的二维图像数据，并且然后将接收到的二维图像数据转换成先前设定的格式。然后，图像接收单元402将转换的图像数据发送至数据管理单元404。

三维数据生成单元403通过将接收自光学感测单元401的A轴坐标值和C轴坐标值与接收自光学系统驱动控制单元302的B轴坐标值匹配来生成三维数据。

这里，三维数据生成单元403可以将生成的三维数据通过数据管理单元404输出至外部装置(例如，三维建模装置)。进一步地，三维数据生成单元403还可以能够执行用于扫描目标牙齿的三维建模并且能够通过数据管理单元404将其与二维图像相关地存储。

详细地说，三维数据生成单元403通过将在生成的三维数据中互相匹配的A轴坐标值、B轴坐标值和C轴坐标值组合来生成扫描目标牙齿的三维扫描模型。

供参考，数据处理单元111或其部件中的一些可以被包含在口腔扫描仪100中或作为单独装置通过线缆或类似物被连接至口腔扫描仪。在图1和图2中，数据处理单元111被示出为被包括在口腔扫描仪100的主体内，并且三维数据生成单元403被示出为被包含在数据处理单元111内。但是，为限制口腔扫描仪的尺寸，数据处理单元111的一部分或整体配置可以被设置在口腔扫描仪之外。

数据管理单元404通过将接收自图像接收单元402的扫描目标牙齿的二维图像和接收自三维数据生成单元403的三维数据(或三维模型)互相匹配来将它们存储在其中。

此时，数据管理单元404可以按顺序在存储介质中(例如，数据库)存储扫描目标牙齿的三维数据(或三维模型)和与其匹配的二维图像。

供参考，数据管理单元404可以将匹配的三维数据和二维图像数据发送至外部装置。

进一步地，数据管理单元404可以通过输出设备(屏)(未示出)、连接至数据线缆或网络的输出系统(未示出)或类似物，输出存储在其中的患者的牙齿的三维扫描模型和二维图像。

如上所述，通过将目标牙齿的三维扫描模型与和其匹配的二维图像相关地存储和输出，可以在不需要直接检查患者的感染区域的情况下更正和调查三维扫描模型。进一步地，用户可以在检查实时被捕获的二维图像数据的同时执行牙齿的扫描操作。

同时，口腔扫描仪100可以被按比例缩小以更方便地使用。相应地，容纳在口腔扫描仪100中的各个部件(即，光学输出单元、光学感测单元、控制单元和数据处理单元)可以被密集地布置以提高空间使用效率。

相应地，与参考图1至图4描述的根据第一示例实施方式的口腔扫描仪不同，为了固定自口腔扫描仪的光学输出单元108输出的线激光束的行进路径，根据其他示例实施方式的口腔扫描仪100可以被配置为在改变线激光束的行进路径后允许自光学输出单元108输出的线激光束到达光学系统104。

以下，根据其他示例实施方式的口腔扫描仪将参考图5至图8被讨论，所述根据其他示例实施方式的口腔扫描仪被配置为在线激光束的行进路径被改变后允许线激光束到达光学系统，供参考，在图5至图8中，与根据上述第一示例实施方式的口腔扫描仪100的那些相同的部件的详细描述将出于描述的清晰的目的被省略。

图5为根据第二示例实施方式的口腔扫描仪的侧视图。图6为示出根据所述第二示例实施方式的口腔扫描仪的控制单元的配置的框图。

如图5中所描绘的，根据第二示例实施方式的口腔扫描仪100在插入体101内包括导向构件103、第一光学系统104、光学系统驱动单元105、成像设备106和成像设备驱动单元107。进一步地，口腔扫描仪100还在主体102内包括光学输出单元108、第二光学系统112、第三光学系统113、光学感测单元109、控制单元110和数据处理单元111。

这里，如图5中所示，其他部件(即，光学感测单元、控制单元、数据处理单元等等)沿插入体的方向上被设置在光学输出单元104前方。相应地，为了固定自光学输出单元108输出的线激光束的行进路径，第二光学系统112和第三光学系统113被提供。供参考，尽管图5示出用于改变光学路径的两个光学系统被设置在根据第二示例实施方式的口腔扫描仪100内的配置，但是用于改变光学路径的光学系统可以根据主体102内的部件的位置和来自光学系统108的输出光的行进路径被设置在两个或多个位置上。

详细地说，如图5中所描绘的，自光学系统108输出的线激光束通过第二光学系统112在竖起方向上(即，图5中C轴上的向上方向)被反射。然后，由第二光学系统112反射的线激光束再次被第三光学系统113反射并且被输出在在起始行进方向上(即，在图5中B轴上朝向第一光学系统的方向上)。然后，在输出光(即，线激光束)在第一光学系统104上的入射后的口腔扫描仪100的操作与上述相同。

图5中，自光学输出单元108在第一行进方向上输出的线激光束被第二光学系统112反射，由此其行进方向被改变为第二行进方向，所述第二行进方向不同于所述第一行进方向。然后，在第二行进方向上行进的线激光束再次被第三光学系统113反射至原始第一行进方向。供参考，根据第二示例实施方式的口腔扫描仪可以包括用于改变光学路径的至少两个光学系统。相应地，自光学输出单元108输出的扫描光源可以至少两次改变其行进路径。

供参考，在图5中，第二光学系统112和第三光学系统113的反射角度和位置是固定的，并且用于改变反射角度或位置的驱动单元未被提供。但是，根据另一示例实施方式，第二驱动单元和第三驱动单元(未示出)可以被提供，并且第二驱动单元和第三驱动单元可以在控制器110的控制下被操作。

如图6中所描绘的，根据本公开的第二示例实施方式的口腔扫描仪100的控制单元110包括光学输出控制器701、第一光学系统驱动控制器702、第二光学系统驱动控制器703和二维成像控制器701。

在该配置中，根据第二示例实施方式的第二光学系统驱动控制器703控制第一光学系统112和第二光学系统113的驱动单元(未示出)，从而调节第二光学系统112和第三光学系统113的位置或反射角度。因此，可以精确地调节自光学输出单元108输出的线激光束的行进路径，并且即使当主体102内的其他部件的位置变化时，线激光束的输出路径可以仍然被固定。

光学输出控制器701、第一光学系统驱动控制器702和二维成像控制器704分别执行和图3中描述的光学输出控制器301、光学系统驱动控制器302和二维图像捕获控制器303的操作相同或类似的操作。供参考，光学输出控制器701执行与图3中描述的光学输出控制器301的控制操作相同或相似的控制操作。但是，光学输出控制器701可以进一步地考虑输出光的行进路径的改变来控制线激光束在合适的时间点被输出。

图7为根据本公开的第三示例实施方式的口腔扫描仪的侧视图，图8提供根据第三示例实施方式的口腔扫描仪的部分的三维视图。

如图7中所示，根据第三示例实施方式的口腔扫描仪100’包括插入体101’、主体102’、导向构件103’、第一光学系统104’、第一光学系统驱动单元105’、成像设备106’、成像设备驱动单元107’、光学输出单元108’、光学感测单元109’、控制单元110’、数据处理单元111’、第二光学系统112’、第三光学系统113’、用于移动光学系统104’和光学系统驱动单元105’的滑杆114’、和被配置为操作滑杆114’的滑杆驱动单元115’。供参考，口腔扫描仪100’的单个部件(即，单个部分)对应参考图1至图6描述的口腔扫描仪100的部件(即，单个部分)，对应部分的操作的详细描述出于描述清晰的目的被省略。

根据第三示例实施方式的口腔扫描仪100’的光学系统驱动单元105’和成像设备驱动单元107’将光学系统104’和成像设备106’连接至滑杆114’。因此，当滑杆114’的位置被移动时，光学系统104’和成像设备106’的位置被改变。

详细地说，如图8(a)中所示，当口腔扫描仪100’的滑杆114’沿导向构件103’滑动时，被连接至滑杆114’的第一光学系统104’的位置被向前或向后移动。此时，滑杆驱动单元115’可以由包括与滑杆114’接触的滚动构件的驱动电机组成并且被配置为滚动滑杆114’使得滑杆114’作出滑动运动。例如，驱动电机可以与滚动构件一体地被提供或耦接至滚动构件。供参考，在图8(a)中，成像设备106’和成像设备驱动单元107’出于说明清晰的目的被省略。进一步地，第一光学系统104’可以通过第一光学系统驱动单元105’被连接至滑杆114’。

返回参考图7，由于被设置在主体104’内的滑杆驱动单元115’的体积和滑杆114’的滑动运动，很难固定主体104’内线激光束的行进路径。

例如，如在图1和图2中描述的第一示例实施方式，如果光学输出单元108对齐光学系统104被放置，根据第三示例实施方式的滑杆114’的至少一部分和滑杆驱动单元115’可以被定位在光学输出单元108和光学系统104之间，从而阻挡线激光束的行进路径。也就是说，滑杆114’被沿导向构件103’向前和向后地移动，并且如果滑杆114’的向前和向后地移动的空间被固定，则可能难以固定光学输出单元108的线激光束的行进路径。

为解决该问题，如图7中所示，在根据本公开的第三示例实施方式的口腔扫描仪100’中，光学输出单元108’可以被设置在与主体102’内的滑杆114’的运动路径间隔开的位置。在该配置中，如图8(b)中所示，自光学输出单元108’在第一行进方向上输出的激光束可以通过被第二光学系统112’反射来将其行进方向改变为第二行进方向，所述第二行进方向不同于所述第一行进方向。然后，所述线激光束可以再次被第三光学系统113’反射并且以原始第一行进方向继续进行到达光学系统104’。通过该方式，在光学系统104’上的线激光束的入射的光学路径被固定。

在以上描述中，根据本公开的示例实施方式的图3、图4和图6中示出的组成部件中的每一个可以意指软件或硬件，如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)，并且它们执行预定功能。

但是，这些部件不被限于软件或硬件，并且部件中的每一个可以被存储在可寻址存储介质中或可以被配置为实施一个或多个处理器。

相应地，部件可以包括，例如，软件、面向对象的软件、类、任务、处理、功能、属性、程序、子例行程序、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列、变量和类似物。

部件及其功能可以互相结合使用或可以被分开。

示例实施方式的以上描述出于说明的目的被提供，并且本领域技术人员将理解的是，可以在不改变示例实施方式的技术概念和基本特征的情况下作出多种改变和修改。因此，清楚的是，上述示例实施方式在所有方面均为示意性并且不限制本公开。例如，被描述为单一型的每个部件可以以分布式方式被实施。同样地，描述为被分布的部件可以以组合的方式被实施。

发明概念的范围由以下权利要求和其等同物来限定，而不是由示意性实施方式的详细描述来限定。应当理解的是，从权利要求及其等同物的意义和范围构思出来的所有修改和实施方式被包括在发明概念的范围内。

Claims (10)

1.一种口腔扫描仪，包括：

光学输出单元，所述光学输出单元被配置为输出线激光束；

第一光学系统，所述第一光学系统被配置为将自所述光学输出单元输出的所述线激光束反射至扫描目标牙齿；

光学感测单元，所述光学感测单元被配置为感测在从所述扫描目标牙齿反射后再次被所述第一光学系统反射的所述线激光束；和

控制单元，所述控制单元被配置为控制所述光学输出单元和所述第一光学系统的操作，

其中所述控制单元控制所述第一光学系统的反射角度和位置。

2.如权利要求1所述的口腔扫描仪，进一步地包括：

第二光学系统，所述第二光学系统被配置为将自所述光学输出单元输出的第一行进方向上的所述线激光束反射至不同于所述第一行进方向的第二行进方向上；和

第三光学系统，所述第三光学系统被配置为将被所述第二光学系统反射的所述线激光束反射至所述第一行进方向上；

其中被所述第三光学系统反射的所述线激光束通过所述第一光学系统被反射至所述扫描目标牙齿。

3.如权利要求1所述的口腔扫描仪，进一步地包括：

数据处理单元，所述数据处理单元被配置为基于自所述光学感测单元输出的感测值和所述第一光学系统的反射角度的值来生成用于生成所述扫描目标牙齿的三维模型的三维数据。

4.如权利要求3所述的口腔扫描仪，

其中所述数据处理单元基于所述第一光学系统的所述反射角度的值来生成A轴平面上所述扫描目标牙齿的坐标数据，并且针对垂直于A轴的B轴线的每个坐标生成高度值数据。

5.如权利要求1所述的口腔扫描仪，进一步地包括：

二维成像设备，所述二维成像设备被配置为捕获所述扫描目标牙齿的二维图像。

6.如权利要求5所述的口腔扫描仪，

其中所述控制单元控制所述二维成像设备在所述光学输出单元输出所述线激光束之前或之后捕获所述扫描目标牙齿的所述二维图像。

7.如权利要求5所述的口腔扫描仪，进一步地包括：

数据处理单元，所述数据处理单元被配置为基于自所述光学感测单元输出的电信号的值和所述第一光学系统的所述反射角度的值来生成用于生成所述扫描目标牙齿的所述三维模型的所述三维数据，并且在匹配所述二维图像和所述三维数据的同时，存储自所述二维成像设备输出的所述二维图像。

8.如权利要求1所述的口腔扫描仪，包括：

主体，在所述主体中容纳有所述光学输出单元、所述光学感测单元和所述控制单元；和

插入体，所述插入体从所述主体突出使得被插入至口腔，并且在其中容纳所述第一光学系统。

9.如权利要求8所述的口腔扫描仪，进一步地包括：

第一光学系统驱动单元，所述第一光学系统驱动单元被设置在所述插入体内并且被配置为以与所述插入体被插入所述口腔的插入方向水平地向前或向后的方向滑动所述第一光学系统；和

导向构件，所述导向构件被设置在所述插入体内并且被配置为引导所述第一光学系统驱动单元在向前或向后的方向上被滑动。

10.如权利要求8所述的口腔扫描仪，

其中所述插入体在其一侧被设置有光传输窗口，通过所述光传输窗口，被所述第一光学系统反射的所述线激光束被照射至所述扫描目标牙齿。