ТРЕХМЕРНЫЙ СКАНЕР И СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ С ЕГО ПОМОЩЬЮ
THREE-DIMENSIONAL SCANNER AND SCANNING METHOD USING IT

[Область техники изобретения]
[1] Настоящее изобретение относится к трехмерному (3D) внутриротовому сканеру и способу сканирования ротовой полости с его помощью, а конкретнее - к трехмерному внутриротовому сканеру и способу сканирования ротовой полости с его помощью для снижения погрешности совмещения, возникающей при проведении процедуры генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости
[Предпосылки создания изобретения]
[2] Трехмерный (3D) внутриротовой сканер - это оптическое устройство, вводимое в ротовую полость стоматологического пациента, которое сканирует зубы неконтактным способом для получения трехмерных данных о модели относительно всех зубов в ротовой полости и, таким образом, дает возможность незатрудненного и удобного получения слепка ротовой полости пациента в короткий промежуток времени, что в последнее время получило широкое распространение в стоматологии.
[3] Активный способ, представляющий собой пример способа получения отсканированного изображения с помощью трехмерного внутриротового сканера, и этот метод представлен облучением поверхности зубов светом заданного характера, получением нескольких оптических изображений посредством фотографирования облученного шаблона оптическим фотоаппаратом с последующим получением трехмерных данных сканирования посредством триангуляции.
[4] Поскольку трехмерный внутриротовой сканер может сканировать только видимую часть, не представляется возможным выполнение сканирования всех зубов в ротовой полости одновременно, и следовательно, получение данных о трехмерной модели всех зубов, а данные трехмерного сканирования получают путем сканирования областей, отделенных от ротовой полости, причем эти данные трехмерного сканирования получают из нескольких областей во время сканирования, благодаря чему обеспечивается получение данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости.
[5] При этом, поскольку при считывании данных трехмерного сканирования возникает погрешность, в случае считывания данных трехмерного сканирования в нескольких областях для получения данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости возникает проблема, заключающаяся в том, что данные трехмерного сканирования, разнящиеся для всех зубов в ротовой полости пациента, считываются с накоплением погрешностей при каждом получении данных такого трехмерного сканирования.
[6] Таким образом, для снижения суммарной погрешности при считывании данных трехмерного сканирования необходимо уменьшить объем данных трехмерного сканирования, считываемых для получения данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости.
[7] В частности, поскольку стандартный трехмерный внутриротовой сканер получает отсканированное изображение зубов в ротовой полости с помощью отражателя, область сканирования которого неизбежно будет узкой, объем данных трехмерного сканирования, подлежащий считыванию для получения информации о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, также неизбежно будет возрастать и, соответственно, в случае использования стандартного трехмерного внутриротового сканера существует проблема, заключающаяся в том, что имеется ограничение по снижению объема суммарной погрешности, возникающей при считывании данных трехмерного сканирования.
[8] На предыдущем уровне техники для решения этой задачи в публикации патента на изобретение Кореи №10-1911327 (опубликован 25 октября 2018 г.) раскрывается «Способ сканирования ротовой полости для снижения суммарной погрешности совмещения, внутриротовой сканер и носитель информации, содержащий программу для реализации этого способа», однако на предыдущем уровне техники имеется проблема, заключающаяся в использовании широкоугольной камеры для получения изображения всех зубов в ротовой полости в дополнение к сканирующей камере, за счет чего возрастает стоимость изготовления.
[Сущность изобретения]
[Поставленная техническая задача]
[9] Для решения вышеизложенных задач по настоящему изобретению может предлагаться трехмерный (3D) внутриротовой сканер и способ сканирования ротовой полости с его помощью для снижения погрешности совмещения, возникающей при проведении процедуры генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости.
[Техническое решение]
[10] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный (3D) внутриротовой сканер включает в себя корпус с торцевой поверхностью, которая включает в себя световпускное и световыпускное отверстия, светогенерирующий блок, расположенный в корпусе и предназначенный для испускания света в направлении ротовой полости через световыпускное отверстие, блок считывания изображения, расположенный в корпусе и предназначенный для получения двухмерного отсканированного изображения зуба в ротовой полости за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие, а также отражательный элемент, разъемно установленный на корпусе и включающий в себя отражатель, предназначенный для отражения света, выходящего через световыпускное отверстие, в направлении ротовой полости, а также для направления света, отражаемого наружу из ротовой полости, к световпускному отверстию, при установке в корпусе; при этом, если двухмерное отсканированное изображение получено за счет света, отраженного посредством отражателя от блока считывания изображения при установленном отражательном элементе на корпусе, оно именуется двухмерным отсканированным изображением узкой области, а двухмерное отсканированное изображение, полученное за счет всего отражаемого света, поступающего через световпускное отверстие, блоком считывания изображения в состоянии, в котором отражательный элемент не установлен на корпусе, считается двухмерным отсканированным изображением широкой области; и двухмерное отсканированное изображение, полученное за счет всего света, поступающего через световпускное отверстие на блок считывания изображения в состоянии, когда на корпусе установлен отражательный элемент, является двухмерным отсканированным изображением широкой области, включающим в себя двухмерное отсканированное изображение узкой области.
[11] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный внутриротовой сканер может включать в себя детектор для определения факта установки отражательного элемента, а также генератор данных трехмерного сканирования, предназначенный для генерирования данных о сканировании зуба в ротовой полости с помощью двухмерного отсканированного изображения широкой области в случае, когда детектор не обнаруживает факта установки отражательного элемента, а также для генерирования данных трехмерного сканирования зуба в ротовой полости с помощью двухмерного отсканированного изображения узкой области, когда детектором определен факт установки отражательного элемента.
[12] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, если данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости, сгенерированные генератором данных трехмерного сканирования за счет двухмерного отсканированного изображения широкой области, именуются данными трехмерного сканирования широкой области, а данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости, полученные за счет двухмерного отсканированного изображения узкой области, именуются данными трехмерного сканирования узкой области, трехмерный внутриротовой сканер может включать в себя генератор данных о трехмерной модели, предназначенный для получения данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости за счет считывания данных трехмерного сканирования узкой области с их переносом в данные о трехмерной модели.
[13] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный внутриротовой сканер может включать в себя детектор, предназначенный для определения факта установки отражательного элемента, и контроллер, предназначенный для управления светогенерирующим блоком для подачи и вывода света через световыпускное отверстие исключительно на отражатель, когда детектором определен факт установки отражательного элемента.
[14] В составе трехмерного внутриротового сканера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения отражательный элемент может включать в себя как минимум один основной световой блок, закрывающий часть световыпускного отверстия, для подачи только того света, который выводится на отражатель через это световыпускное отверстие, с установкой на корпусе, а также дополнительный световой блок, закрывающий часть световпускного отверстия для обеспечения возможности испускания только того света, отраженного за счет отражателя, который проходит через это световпускное отверстие.
[15] В составе трехмерного внутриротового сканера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения отражательный элемент может быть установлен на корпус с возможностью вращения.
[16] Отражательный элемент трехмерного внутриротового сканера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя соединитель, разъемно установленный на торцевой поверхности корпуса, а также удлинитель, выступающий с одной стороны этого соединителя, на конце которого имеется отражатель.
[17] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный (3D) внутриротовой сканер может включать в себя корпус с торцевой поверхностью, которая включает в себя световыпускное и световпускное отверстия, светогенерирующий блок, расположенный в корпусе и предназначенный для испускания света в направлении ротовой полости через световыпускное отверстие, блок считывания изображения, расположенный в корпусе и предназначенный для получения двухмерного отсканированного изображения зуба в ротовой полости за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие, а также отражательный элемент, разъемно установленный на корпусе и включающий в себя отражатель, предназначенный для отражения света, выходящего через световыпускное отверстие, в направлении ротовой полости, а также для направления света, отражаемого наружу из ротовой полости, к световпускному отверстию, при установке в корпусе; детектор, предназначенный для определения факта установки отражательного элемента, а также генератор данных трехмерного сканирования, предназначенный для получения данных трехмерного сканирования зуба в ротовой полости посредством двухмерного изображения, получаемого блоком считывания изображения; при этом, если двухмерное отсканированное изображение получено за счет света, отраженного посредством отражателя блока считывания изображения при установленном отражательном элементе на корпусе, оно считается двухмерным отсканированным изображением узкой области, а двухмерное отсканированное изображение, полученное за счет всего отражаемого света, поступающего через световпускное отверстие блока считывания изображения в состоянии, в котором отражательный элемент не установлен на корпусе, считается двухмерным отсканированным изображением широкой области; при этом генератор данных трехмерного сканирования генерирует данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости за счет двухмерного отсканированного изображения широкой области, когда детектором не определен факт установки отражательного элемента, а также он генерирует данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости за счет двухмерного отсканированного изображения узкой области, когда детектором определен факт установки отражательного элемента.
[18] Согласно одному варианту осуществления трехмерного внутриротового сканера по настоящему изобретению, если данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости сгенерированы генератором данных трехмерного сканирования за счет двухмерного отсканированного изображения широкой области, именуются данными трехмерного сканирования широкой области, а данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости, полученные посредством двухмерного отсканированного изображения узкой области, именуются данными трехмерного сканирования узкой области, трехмерный внутриротовой сканер может включать в себя генератор данных о трехмерной модели, предназначенный для получения данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости за счет считывания данных трехмерного сканирования широкой и узкой областей с их переносом в данные о трехмерной модели.
[19] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный (3D) внутриротовой сканер может включать в себя корпус, имеющий торцевую поверхность, которая включает в себя световыпускное и световпускное отверстия, светогенерирующий блок, расположенный в корпусе и предназначенный для испускания света в направлении ротовой полости через световыпускное отверстие, блок считывания изображения, расположенный в корпусе и предназначенный для получения двухмерного отсканированного изображения зуба в ротовой полости за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие, а также отражательный элемент, разъемно установленный на корпусе и включающий в себя отражатель, предназначенный для отражения света, выходящего через световыпускное отверстие, в направлении ротовой полости, а также для направления света, отражаемого наружу из ротовой полости, к световпускному отверстию, при установке в корпусе, а также генератор данных трехмерного сканирования, предназначенный для генерирования данных о сканировании зуба в ротовой полости с помощью двухмерного отсканированного изображения в случае, когда отражательный элемент не установлен, а также для генерирования данных трехмерного сканирования зуба в ротовой полости посредством двухмерного изображения, полученного за счет света, отраженного посредством отражателя при установленном отражательном элементе на корпусе; а также генератор данных трехмерного сканирования, предназначенный для генерирования данных трехмерного сканирования всех зубов в ротовой полости за счет считывания этих данных, сгенерированных при отсутствии отражательного элемента, а также считывания данных трехмерного сканирования, сгенерированных при установленном отражательном элементе, с последующим их переносом в данные о трехмерной модели.
[20] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный (3D) внутриротовой сканер может включать в себя корпус, имеющий торцевую поверхность, которая включает в себя световыпускное и световпускное отверстия, светогенерирующий блок, расположенный в корпусе и предназначенный для испускания света в направлении ротовой полости через световыпускное отверстие, блок считывания изображения, расположенный в корпусе и предназначенный для получения двухмерного отсканированного изображения зуба в ротовой полости за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие, а также отражательный элемент, разъемно установленный на корпусе и включающий в себя отражатель, предназначенный для отражения света, выходящего через световыпускное отверстие, в направлении ротовой полости, а также для отражения света, отражаемого наружу из ротовой полости, в направлении световпускного отверстия, при установке в корпусе; детектор, предназначенный для определения факта установки отражательного элемента, и контроллер, предназначенный для управления светогенерирующим блоком для подачи и вывода света через световыпускное отверстие исключительно на отражатель, когда детектором определен факт установки отражательного элемента.
[21] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения трехмерный (3D) внутриротовой сканер может включать в себя корпус, имеющий торцевую поверхность, которая включает в себя световыпускное и световпускное отверстия, светогенерирующий блок, расположенный в корпусе и предназначенный для испускания света в направлении ротовой полости через световыпускное отверстие, блок считывания изображения, расположенный в корпусе и предназначенный для получения двухмерного отсканированного изображения зуба в ротовой полости за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие, а также отражательный элемент, разъемно установленный на корпусе и включающий в себя отражатель, предназначенный для направления света, выходящего через световыпускное отверстие, в сторону ротовой полости, а также для направления света, отражаемого наружу из ротовой полости, к световпускному отверстию, при установке в корпусе; детектор, предназначенный для определения факта установки отражательного элемента, а также генератор данных трехмерного сканирования, предназначенный для получения данных трехмерного сканирования зуба в ротовой полости посредством двухмерного изображения, получаемого блоком считывания изображения, причем отражательный элемент включает в себя соединитель, разъемно установленный на торцевой поверхности корпуса, а также удлинитель, выступающий с одной стороны этого соединителя, на конце которого имеется отражатель.
[22] В составе трехмерного внутриротового сканера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения отражательный элемент может включать в себя как минимум один основной световой блок, закрывающий часть световыпускного отверстия, для подачи только того света, который выводится на отражатель через это световыпускное отверстие, при установке на корпусе, а также дополнительный световой блок, закрывающий часть световпускного отверстия для обеспечения возможности испускания только того света, отраженного за счет отражателя, который проходит через это световпускное отверстие.
[23] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения способ сканирования ротовой полости с помощью трехмерного (3D) внутриротового сканера, включающего в себя корпус, имеющий торцевую поверхность, которая включает в себя световыпускное и световпускное отверстия, светогенерирующий блок, предназначенный для испускания света в направлении ротовой полости через световыпускное отверстие, блок считывания изображения, предназначенный для получения двухмерного отсканированного изображения зуба в ротовой полости за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие, а также отражательный элемент, разъемно установленный на корпусе и включающий в себя отражатель, предназначенный для отражения света, выходящего через световыпускное отверстие, в направлении ротовой полости, а также для направления света, отражаемого наружу из ротовой полости, к световпускному отверстию, при установке в корпусе, включает в себя двухмерное отсканированное изображение, получаемое блоком считывания изображения за счет света, направляемого посредством отражателя, которое именуется двухмерным отсканированным изображением узкой области, а также включает в себя двухмерное отсканированное изображение, получаемое за счет всего отражаемого света, поступающего от блока считывания изображения через световпускное отверстие, при отсутствии установки отражательного элемента на корпусе, которое именуется двухмерным изображением широкой области; а также включает в себя получение двухмерного отсканированного изображения широкой области при отсутствии установки отражательного элемента на корпусе; также включает в себя генерирование данных трехмерного сканирования широкой области зуба в ротовой полости за счет полученного двухмерного отсканированного изображения широкой области; генерирование данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости за счет считывания данных о трехмерном сканировании широкой области; получение двухмерного отсканированного изображения узкой области при установленном на корпусе отражательном элементе; генерирование данных трехмерного сканирования узкой области зуба в ротовой полости за счет полученного двухмерного отсканированного изображения этой узкой области, а также считывание данных трехмерного сканирования узкой области с их переносом в данные о трехмерной модели.
[24] В способе согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения двухмерное отсканированное изображение, получаемое блоком считывания изображения за счет всего отражаемого света, проходящего через световпускное отверстие, при установленном на корпусе отражательном элементе, может быть представлено двухмерным отсканированным изображением широкой области, в состав которого входит двухмерное отсканированное изображение узкой области; а получение двухмерного отсканированного изображения узкой области может включать в себя получение двухмерного отсканированного изображения широкой области при установленном на корпусе отражательном элементе, а также может включать в себя подбор двухмерного отсканированного изображения узкой области из состава двухмерного отсканированного изображения широкой области.
[Эффект изобретения]
[25] За счет применения трехмерного (3D) внутриротового сканера 10 и способа сканирования ротовой полости S10 с его помощью согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, представленному выше, данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости могут быть получены за счет использования отсканированного изображения широкой области и, таким образом, суммарная погрешность, возникающая при считывании данных трехмерного сканирования, может быть сведена к минимуму, а данные трехмерного сканирования, получаемые за счет двухмерного отсканированного изображения узкой области, могут быть считаны с переносом в данные о трехмерной модели, благодаря чему повышается точность данных об этой модели.
[26] Специалисты в этой области техники смогут понять, что эффекты, которые могут быть получены согласно настоящему изобретению, не ограничиваются исключительно вышеизложенным, и из вышеприведенного подробного описания будут очевидны другие преимущества настоящего изобретения.
[Краткое описание чертежей]
[27] ФИГ. 1 и 2 - схематические виды трехмерного (3D) внутриротового сканера по одному варианту осуществления настоящего изобретения; ФИГ. 2 - схема, на которой представлено состояние отражательного элемента, в котором он присоединяется к корпусу трехмерного сканера, по одному варианту осуществления настоящего изобретения; и ФИГ. 2 - схема, на которой представлено состояние отражательного элемента, в котором он отсоединяется от корпуса.
[28] ФИГ. 3 - схематический вид двухмерного отсканированного изображения, получаемого блоком считывания изображения при выполнении сканирования при установленном отражательном элементе.
[29] ФИГ. 4 - схематическая горизонтальная проекция, на которой представлено состояние, в котором на торцевой поверхности корпуса устанавливается соединитель отражательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[30] ФИГ. 5 - схематический вид двухмерного отсканированного изображения, получаемого блоком считывания изображения, когда отражательный элемент, представленный на ФИГ. 4, установлен на корпусе.
[31] ФИГ. 6 - схематический вид набора микросхем цифрового зеркального устройства (ЦЗУ) и микрозеркало цифрового проектора как одного вида светогенерирующего блока по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[32] ФИГ. 7 - блок-схема способа сканирования ротовой полости с помощью трехмерного внутриротового сканера по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[33] ФИГ. 8 - схематический вид, на котором представлена область сканирования в ротовой полости при осуществлении сканирования без установки отражательного элемента.
[34] ФИГ. 9 - схематический вид, на котором представлена область сканирования в ротовой полости при осуществлении сканирования с установкой отражательного элемента.
[Лучший вариант осуществления изобретения]
[35] Далее будет приведено более подробное описание настоящего изобретения. В описании со ссылкой на прилагаемые чертежи одинаковым составляющим присвоены одинаковые числовые обозначения, и их повторное описание приводиться не будет.
[36] Такие термины, как «первый» и «второй», могут быть использованы для описания составляющих, однако эти составляющие не ограничиваются вышеприведенными терминами, которые используются исключительно с целью отличия одной составляющей от другой.
[37] Если какая-либо часть «включает в себя» определенную составляющую, это означает, что, если не указано иное, предполагается включение в нее дополнительных составляющих, а не исключение других составляющих из этой части.
[38] Толщина или размер каждого слоя (пленки), области, схемы или конструкции могут изменяться для обеспечения ясности и удобства описания и, таким образом, они не отображают фактический размер.
[39] Кроме того, каждый вариант осуществления может быть реализован отдельно или в совокупности, и некоторые составляющие могут быть исключены в соответствии с целью изобретения.
[40] ФИГ. 1 и 2 - схематические виды трехмерного (3D) внутриротового сканера по одному варианту осуществления настоящего изобретения; ФИГ. 2 - схема, на которой представлено состояние отражательного элемента, в котором он присоединяется к корпусу трехмерного сканера, по одному варианту осуществления настоящего изобретения; и ФИГ. 2 - схема, на которой представлено состояние отражательного элемента, в котором он отсоединяется от корпуса.
[41] Согласно ФИГ. 1 и 2, трехмерный внутриротовой сканер 10 по одному варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя корпус 20, светогенерирующий блок 30, блок считывания изображения 40, отражательный элемент 50, детектор 60, контроллер 7 0, генератор данных трехмерного сканирования 74 и генератор данных о трехмерной модели 77.
[42] Корпус 20 может формировать внешний вид трехмерного внутриротового сканера 10, а также может иметь торцевую поверхность 21, включающую в себя световыпускное отверстие 23 для выполнения функции выпуска с целью излучения света, испускаемого светогенерирующим блоком 30, в направлении из корпуса 20, а также световпускное отверстие 25 для выполнения функции впуска, позволяющей свету, отраженному от ротовой полости, снова попадать в корпус 20.
[43] Световыпускное 23 и световпускное 25 отверстия могут быть представлены в открытой форме или же в форме прозрачной пластины, изготовленной из прозрачного материала, для предотвращения попадания в корпус 20 посторонних материалов с одновременным обеспечением возможности впуска и выпуска света, однако настоящее изобретение не ограничивается лишь этим вариантом.
[44] Светогенерирующий блок 30 может представлять собой составляющую, расположенную в корпусе 20, которая испускает свет с заданными характеристиками, например, свет с заданным рисунком, или структурированный свет, в ротовую полость через световыпускное отверстие 23; однако настоящее изобретение не ограничивается компоновкой с размещением светогенерирующего блока 30 в корпусе 20, и трехмерный внутриротовой сканер 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя первую оптическую систему 33, расположенную в корпусе 20, которая предназначена для направления света, испускаемого из светогенерирующего устройства 30, в сторону световыпускного отверстия 23.
[45] В блоке считывания изображения 40 может использоваться матрица на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС) или комплементарного металло-оксидного полупроводника (КМОП) в виде составляющей, расположенной в корпусе 20, которая предназначена для получения двухмерного отсканированного изображения зубов в ротовой полости за счет отраженного света (света, испускаемого через световыпускное отверстие 23, а затем отражаемого от ротовой полости), поступающего через световпускное отверстие 25; однако настоящее изобретение не ограничивается компоновкой с установкой блока считывания изображения 40 в корпусе 20, и трехмерный внутриротовой сканер 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя вторую оптическую систему 45, расположенную в корпусе 20, которая предназначена для направления отраженного света, проходящего через световпускное отверстие 25, на блок считывания изображения 40.
[46] Отражательный элемент 50 может быть разъемно установлен на корпусе 20 и включать в себя отражатель 52, предназначенный для отражения света, испускаемого через световыпускное отверстие 23, в направлении ротовой полости, а также для направления света, отражаемого от ротовой полости, в направлении световпускного отверстия 25 в случае установки в корпусе 20; а также он может включать в себя соединитель 53, разъемно установленный на торцевой поверхности 21 корпуса 20, и удлинитель 54, выступающий с одной стороны соединителя 53, с установленным отражателем 52 на одном конце.
[47] Детектор 60 может включать в себя оптический и кнопочный датчики, которые устанавливаются с одной стороны торцевой поверхности 21 корпуса 20 и предназначены для определения факта установки соединителя 53 отражательного элемента 50, выступая в качестве составляющей, предназначенной для определения факта установки отражательного элемента 50 на корпусе 20. При этом детектор 60 по настоящему изобретению может включать в себя любую составляющую, предназначенную для определения факта установки отражательного элемента 50, и настоящее изобретение не ограничивается подробно приведенной конфигурацией детектора 60.
[48] Контроллер 70 может представлять собой составляющую для управления светогенерирующим блоком 30, блоком считывания изображения 40, первой 33 и второй 45 оптическими системами, и он может быть установлен в корпусе 20 в форме печатной платы, электрически соединенной с каждой из вышеприведенных составляющих.
[49] Генератор данных трехмерного сканирования 74 может генерировать данные трехмерного сканирования зубов в ротовой полости посредством двухмерного отсканированного изображения, получаемого при отсутствии установки отражательного элемента 50, а также может генерировать данные трехмерного сканирования зубов в ротовой полости посредством двухмерного отсканированного изображения, получаемого посредством света, отраженного с помощью отражателя 52, при установленном отражательном элементе 50, в виде составляющей, предназначенной для генерирования данных о трехмерном сканировании зубов в ротовой полости посредством двухмерного отсканированного изображения, получаемого блоком считывания изображения 40.
[50] Генератор данных о трехмерной модели 77 может генерировать данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости посредством считывания данных трехмерного сканирования, получаемых при отсутствии установки отражательного элемента 50, а также может считывать данные о трехмерном сканировании, получаемые при установке отражательного элемента 50, с их переносом в данные о трехмерной модели в виде составляющей, предназначенной для генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости посредством считывания данных о трехмерном сканировании, обеспечиваемых генератором данных трехмерного сканирования 74.
[51] То есть, двухмерное отсканированное изображение, получаемое за счет света, отраженного блоком считывания изображения 40 и направляемого отражателем 52, может именоваться двухмерным отсканированным изображением узкой области при установке отражательного элемента 50 на корпусе 20, а двухмерное отсканированное изображение, получаемое за счет отраженного света, поступающего через световпускное отверстие 25 от блока считывания изображения 40, именуется двухмерным отсканированным изображением широкой области при отсутствии установки отражательного элемента 50 на корпусе 20; генератор данных трехмерного сканирования зубов в ротовой полости 74 может генерировать такие данные трехмерного сканирования посредством двухмерного отсканированного изображения широкой области при обнаружении факта установки отражательного элемента 50 детектором 60, а также может генерировать данные трехмерного сканирования зубов в ротовой полости за счет двухмерного отсканированного изображения узкой области при обнаружении факта установки отражательного элемента 50 детектором 60.
[52] Если данные трехмерного сканирования зубов в ротовой полости, сгенерированные генератором данных трехмерного сканирования 74 за счет двухмерного отсканированного изображения широкой области, именуются данными трехмерного сканирования широкой области, а данные трехмерного сканирования зуба в ротовой полости, полученные посредством двухмерного отсканированного изображения узкой области, именуются данными трехмерного сканирования узкой области, генератор трехмерных данных о модели 77 может генерировать данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости за счет считывания данных трехмерного сканирования широкой и узкой областей с их переносом в данные о трехмерной модели.
[53] Трехмерный внутриротовой сканер 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в вышеприведенной конфигурации может снижать объем данных трехмерного сканирования, подлежащих считыванию для генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, за счет генерирования этих данных посредством считывания данных трехмерного сканирования, сгенерированных за счет двухмерного отсканированного изображения широкой области, благодаря чему объем суммарной погрешности, возникающей при считывании данных трехмерного сканирования, сводится к минимуму; а также он может дополнять и вставлять отсутствующие части данных о трехмерной модели, сгенерированных за счет двухмерного отсканированного изображения широкой области, путем считывания данных трехмерного сканирования, сгенерированных за счет двухмерного изображения узкой области, с их переносом в данные о трехмерной модели, благодаря чему повышается точность последних.
[54] Генератор данных трехмерного сканирования 74 и генератор данных о трехмерной модели 77 могут быть по отдельности реализованы в варианте с непосредственной установкой функциональной программы, кода, сегмента кода и т.п. для осуществления трехмерного внутриротового сканера 10 по настоящему изобретению; или же они могут быть осуществлены в виде, когда функциональная программа, код, сегмент кода и т.п. для осуществления трехмерного внутриротового сканера 10 по настоящему изобретению хранится и выполняется отдельным компьютером вне корпуса 20 сканера 10 посредством машиночитаемого носителя данных, однако настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления.
[55] ФИГ. 3 - схематический вид двухмерного отсканированного изображения, получаемого блоком считывания изображения при выполнении сканирования при установленном отражательном элементе.
[56] Как представлено на ФИГ. 3, когда отражательный элемент 50 установлен на корпусе 20, двухмерное отсканированное изображение 42, получаемое блоком считывания изображения 40 за счет всего отраженного света, проходящего через световпускное отверстие 25, может включать в себя двухмерное отсканированное изображение 43, получаемое за счет отраженного света, непосредственно поступающего на световпускное отверстие 25, а не за счет отраженного света, направляемого отражателем 52, а также двухмерное отсканированное изображение 44 (т.е., двухмерное отсканированное изображение узкой области), получаемое за счет отраженного света, направляемого отражателем 52.
[57] В данном случае двухмерное отсканированное изображение 42, получаемое блоком считывания изображения 40 за счет всего отраженного света, проходящего через световпускное отверстие 25, при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50, может быть представлено двухмерным отсканированным изображением, получаемым за счет всего отраженного света, поступающего на световпускное отверстие 25 от блока считывания изображения 40, при отсутствии установки отражательного элемента 50 на корпусе 20, то есть, оно может быть представлено двухмерным отсканированным изображением 42 широкой области.
[58] То есть, что касается трехмерного внутриротового сканера 10 по одному варианту осуществления настоящего изобретения, двухмерное отсканированное изображение, получаемое за счет всего отраженного блоком считывания изображения 40 света, поступающего на световпускное отверстие 25, при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50, может быть представлено двухмерным отсканированным изображением 42 широкой области, в состав которого входит двухмерное отсканированное изображение 44 узкой области.
[59] В таком случае данные трехмерного сканирования в отношении двухмерного отсканированного изображения узкой области могут быть получены посредством выбора только двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области, входящего в состав двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области, получаемого при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50.
[60] При этом, двухмерное отсканированное изображение 44 узкой области может быть подобрано за счет распознавания его края.
[61] Двухмерное отсканированное изображение 42 широкой области может включать в себя двухмерное отсканированное изображение двух-трех зубов, а двухмерное отсканированное изображение 44 узкой области - изображение одного зуба.
[62] Затем генератор данных трехмерного сканирования 74 может генерировать такие данные относительно двух-трех зубов посредством двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области, когда факт установки отражательного элемента 50 не определен детектором 60, а также может генерировать данные трехмерного сканирования относительно одного зуба посредством двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области, когда факт установки отражательного элемента 50 определен детектором 60.
[63] В этом случае генератор данных о трехмерной модели 77 может сводить к минимуму суммарную погрешность, возникающую при считывании данных о трехмерном сканировании, посредством считывания данных о трехмерном сканировании широкой области для генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, а также может дополнять и вставлять отсутствующие части данных о трехмерной модели, генерируемых с помощью данных трехмерного сканирования широкой области, посредством считывания таких данных сканирования узкой области с их переносом в данные о трехмерной модели, благодаря чему повышается разрешение последних.
[64] ФИГ. 4 - схематическая горизонтальная проекция, на которой представлено состояние, в котором на торцевой поверхности корпуса устанавливается соединитель отражательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. ФИГ. 5 - схематический вид двухмерного отсканированного изображения, получаемого блоком считывания изображения, когда отражательный элемент, представленный на ФИГ. 4, установлен на корпусе.
[65] Что касается ФИГ. 4, то отражательный элемент 50 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может дополнительно включать в себя как минимум один основной 55 и дополнительный 57 световой блоки.
[66] Основной световой блок 55 может иметь проем (прозрачную часть размером меньше световыпускного отверстия 23) и предназначаться для закрытия части световыпускного отверстия 23, когда на торцевой поверхности 21 корпуса 20 установлен соединитель 53 отражательного элемента 50, для испускания только того света, отраженного за счет отражателя 52, который проходит через это световыпускное отверстие 23.
[67] Дополнительный световой блок 7 может иметь проем (прозрачную часть размером меньше световпускного отверстия 25) и предназначаться для закрытия части световпускного отверстия 25, когда на торцевой поверхности 21 корпуса 20 установлен соединитель 53 отражательного элемента 50, для обеспечения возможности испускания только того отраженного света, поступающего через световпускное отверстие 25, который направляется отражателем 52.
[68] Как представлено на ФИГ. 5, когда отражательный элемент 50 дополнительно включает в себя как минимум один основной 55 и дополнительный 57 световой блоки, двухмерное отсканированное изображение 42 (то есть, двухмерные данные о широкой области), получаемое блоком считывания изображения 40, может обеспечивать получение только двухмерного отсканированного изображения 44 (то есть, отсканированного изображения узкой области), получаемого за счет отраженного света, направляемого отражателем 52, и это изображение будет светлым; а также может обеспечивать получение двухмерного отсканированного изображения 43 какой-либо области, кроме двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области, включенного в отсканированное изображение 42 широкой области, которое будет затемнено.
[69] Таким образом, генератор данных трехмерного сканирования 74 может генерировать только данные трехмерного сканирования в отношении двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области, просто выбирая исключительно двухмерное отсканированное изображение 44 узкой области в составе двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области, получаемых при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50.
[70] Отражательный элемент 50 может быть установлен на корпусе 20 с возможностью вращения.
[71] Далее при сканировании верхнего и нижнего рядов зубов в ротовой полости такое сканирование может быть удобно выполнено за счет поворота отражательного элемента 50, когда он установлен на корпусе 20.
[72] Когда факт установки отражательного элемента 50 определяется детектором 60, контроллер 70 получает возможность управления светогенерирующим блоком 30 для того, чтобы направить свет, проходящий через световыпускное отверстие 23, только на отражатель 52.
[73] Например, в случае, когда цифровой кинопроектор (ЦКП) включает в себя набор микросхем цифрового зеркального устройства (ЦЗУ) с микрозеркалом для регулировки угла отражения света, испускаемого через светогенерирующий блок 30, контроллер 70 может управлять этим микрозеркалом для направления света, испускаемого через световыпускное отверстие 23, только на отражатель 52, когда факт установки отражателя 52 в составе отражательного элемента 50 определен детектором 60.
[74] ФИГ. 6 - схематический вид набора микросхем ЦЗУ и микрозеркала ЦКП как одного вида светогенерирующего блока по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[75] Как представлено на ФИГ. 6, ЦКП может включать в себя набор микросхем ЦЗУ 34 и несколько микрозеркал 37 для регулировки угла отражения света, испускаемого ЦКП, которые могут быть установлены на поверхности набора микросхем ЦЗУ 34. При этом, одно микрозеркало 37 может соответствовать одному пикселю.
[76] В этом случае контроллер 70 по одному варианту осуществления настоящего изобретения может управлять микрозеркалом 37 для направления света, испускаемого через световыпускное отверстие 23, только на отражатель 52, когда факт установки отражательного элемента 50 определен детектором 60.
[77] Далее, как показано на ФИГ. 5, аналогично случаю, когда отражательный элемент 50 дополнительно включает в себя как минимум один основной 55 и дополнительный 57 световой блоки, двухмерное отсканированное изображение 42 (то есть, двухмерные данные сканирования широкой области), получаемое блоком считывания изображения 40, может обеспечивать получение только двухмерного отсканированного изображения 44 (то есть, отсканированного изображения узкой области), получаемого за счет отраженного света, направляемого отражателем 52, и это изображение будет светлым; а также может обеспечивать получение двухмерного отсканированного изображения 43 какой-либо области, кроме двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области, включенного в отсканированное изображение 42 широкой области, которое будет затемнено.
[78] В другом примере в случае, когда проектор с жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД), светогенерирующий блок 30 которого включает в себя несколько пикселей (жидких кристаллов), только когда через этот светогенерирующий блок 30 проходит оптический поток пикселей, контроллер 70 может регулировать включение/выключение подачи оптического потока каждого пикселя для направления света, испускаемого через световыпускное отверстие 23, только на отражатель 52, когда факт установки отражательного элемента 50 определен детектором 60.
[79] Далее будет приведено подробное описание способа сканирования ротовой полости с помощью трехмерного внутриротового сканера 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
[80] ФИГ. 7 - блок-схема способа сканирования ротовой полости с помощью трехмерного внутриротового сканера по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[81] Что касается ФИГ. 7, на ней представлен способ сканирования ротовой полости S10 с помощью трехмерного внутриротового сканера 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, который может включать в себя операцию S20, заключающуюся в получении двухмерного отсканированного изображения широкой области, операцию S30, заключающуюся в генерировании данных трехмерного сканирования широкой области, операцию S40, заключающуюся в генерировании данных о трехмерной модели, операцию S50, заключающуюся в получении двухмерного отсканированного изображения узкой области, операцию S60, заключающуюся в получении данных трехмерного сканирования узкой области, а также операцию S70, заключающуюся в считывании трехмерного отсканированного изображения узкой области.
[82] Операция S20 по получению двухмерного отсканированного изображения широкой области может представлять собой операцию по получению двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области при отсутствии установки отражательного элемента 50 на корпусе 20.
[83] Операция S30 по генерированию данных трехмерного сканирования широкой области может представлять собой операцию по генерированию этих данных в отношении зубов в ротовой полости с помощью полученного двухмерного отсканированного изображения 42 этой широкой области.
[84] Операция S40 по генерированию данных о трехмерной модели может быть представлена операцией по генерированию этих данных в отношении всех зубов в ротовой полости посредством считывания данных трехмерного сканирования широкой области.
[85] Операция S50 по получению двухмерного отсканированного изображения узкой области может представлять собой операцию по получению двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50.
[86] Операция S60 по получению данных трехмерного сканирования узкой области может представлять собой операцию по генерированию этих данных узкой области в отношении зубов в ротовой полости с помощью полученного двухмерного отсканированного изображения 44 этой узкой области.
[87] Операция S70 по считыванию трехмерного отсканированного изображения узкой области может представлять собой операцию по считыванию данных трехмерного сканирования узкой области с их переносом в данные о трехмерной модели.
[88] Что касается способа сканирования ротовой полости S10 по одному варианту осуществления настоящего изобретения, двухмерное отсканированное изображение, получаемое за счет всего отраженного блоком считывания изображения 40 света, поступающего на световпускное отверстие 25, при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50 может быть представлено двухмерным отсканированным изображением 42 широкой области, включающим в себя двухмерное отсканированное изображение 44 узкой области.
[89] В этом случае операция S50 по получению двухмерного отсканированного изображения узкой области может включать в себя операцию по получению двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области при установленном на корпусе 20 отражательном элементе 50, а также операцию по подбору двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области из состава двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области.
[90] ФИГ. 8 - схематический вид, на котором представлена область сканирования в ротовой полости при осуществлении сканирования без установки отражательного элемента. ФИГ. 9 - схематический вид, на котором представлена область сканирования в ротовой полости при осуществлении сканирования с установкой отражательного элемента.
[91] На ФИГ. 8 представлена область сканирования 42 (область, в пределах которой за один проход осуществляется сканирование двух-трех зубов) в ротовой полости в случае однопроходного сканирования без установки отражательного элемента 50, и в этом случае двухмерное отсканированное изображение, получаемое блоком считывания изображения 40 в этой области сканирования 42, может быть представлено двухмерным отсканированным изображением 4 2 широкой области.
[92] На ФИГ. 9 представлена область сканирования 44 (область, в пределах которой за один проход осуществляется сканирование одного зуба) в ротовой полости в случае однопроходного сканирования с установкой отражательного элемента 50, и в этом случае двухмерное отсканированное изображение, получаемое блоком считывания изображения 40 в этой области сканирования 44, может быть представлено двухмерным отсканированным изображением 44 узкой области.
[93] Как представлено на ФИГ. 8, данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, для которых используется двухмерное отсканированное изображение 42 широкой области, могут быть сгенерированы посредством семикратного сканирования, но, как представлено на ФИГ. 9, возможность генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости при генерировании этих данных с помощью двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области обеспечивается при одиннадцатикратном сканировании.
[94] Соответственно, за счет использования трехмерного внутриротового сканера 10 и способа сканирования ротовой полости S10 с его помощью согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости могут быть сгенерированы за счет двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области (двухмерного отсканированного изображения, получаемого за счет сканирования без установки отражательного элемента 50) и, соответственно, количество проходов при считывании данных трехмерного сканирования может быть уменьшено в сравнении со случаем, когда данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости генерируются за счет двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области (двухмерного отсканированного изображения, получаемого за счет сканирования с установкой отражательного элемента 50) и, соответственно, суммарная погрешность, возникающая при считывании данных трехмерного сканирования, может быть сведена к минимуму.
[95] Далее приводится описание процедуры генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости со ссылкой на ФИГ. 8, и при этом сканирование может осуществляться в областях, перекрывающих друг друга, в направлении, указанном стрелкой на ФИГ. 8, то есть, в направлении в сторону №7, начиная с №1 в области сканирования 42, для генерирования данных трехмерного сканирования соответствующих областей, а затем семь сгенерированных блоков данных трехмерного сканирования могут быть считаны для генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости.
[96] В данном случае, как показано на ФИГ. 9, в отношении части, для которой требуется высокая точность генерируемых данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, например, в отношении части между зубами или части, для которой требуется непосредственное лечение, данные трехмерного сканирования могут быть сгенерированы за счет двухмерного отсканированного изображения 44 узкой области, получаемого посредством сканирования с установкой отражательного элемента 50, и эти сгенерированные данные могут быть считаны с переносом в данные о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, а недостающие части в этих данных о трехмерной модели, сгенерированных за счет двухмерного отсканированного изображения 42 широкой области, могут быть дополнены и вставлены, благодаря чему повышается точность этих данных.
Как представлено в описании выше, настоящее изобретение относится к трехмерному внутриротовому сканеру и способу сканирования ротовой полости с его помощью для снижения погрешности совмещения, возникающей при проведении процедуры генерирования данных о трехмерной модели всех зубов в ротовой полости, и варианты осуществления настоящего изобретения могут быть изменены разными способами. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается раскрываемыми в настоящем документе вариантами осуществления, и все формы, которые могут быть получены специалистом в этой области техники путем изменения, относящиеся к настоящему изобретению, должны укладываться в объем его правовой охраны.