三维扫描仪的制作方法

本公开涉及三维(“3d”)扫描仪，并且更具体地，涉及能够容易地获得表示物体的3d模型的3d扫描仪。

背景技术：

1、3d扫描仪广泛用于牙科治疗领域，并且3d扫描仪的用户可以通过使用cad/cam技术容易地获得物体的3d模型，以建立治疗计划。此外，牙科实验室中的修复治疗产品制造商可以基于获得的3d模型容易地设计和制造修复治疗产品。

2、同时，当由3d扫描仪测量的物体是半透明物体时，除了从物体表面反射的光之外，从物体内部反射的光也可以被照相机接收。当从物体内部反射的光被照相机接收时，存在用于生成3d模型的图像数据的清晰度下降(deterioration)的风险。

3、将参照图1更详细地描述上述问题。图1示出了说明通过使用3d扫描仪获得3d信息的示意图和说明应用偏振滤光器(polarizing filter)的示意图。在通常用于通过使用3d扫描仪形成口腔中牙齿的3d扫描模型的方法中，如图1(a)所示，将结构光投射到作为物体o的牙齿上，获得从牙齿反射的光，并且从获得的光获得3d模型。

4、也就是说，从光发生器170产生的光穿过投射透镜171，从包括作为物体o的牙齿的口腔内部反射，然后通过穿过照相机透镜121进入内部，从而经由成像传感器130获得3d模型。

5、为了以这种方式在3d模型中获得牙齿的精确表面数据，重要的是将结构光精确地投射到作为物体o的表面的牙齿上并获得它。然而，在类似牙齿的内部反射材料(其不是反射来自诸如石膏模型的表面的投射光的表面反射材料)的情况下，存在不能获得精确的3d模型的技术问题，因为投射到物体的光不仅从物体的表面反射，而且透射到物体材料的内部并从其反射。

6、为了解决这个问题，正在研究和开发通过使用光波特性获得仅从物体的内部反射材料的表面反射的光的方法(例如，使用偏振滤光器的方法)。然而，即使当使用偏振滤光器时，由于精确的轴调整(以防止3d数据丢失)和偏振滤光器本身的表面反射问题，也难以应用偏振滤光器。

7、此外，如图1(b)所示，即使当应用偏振板时，也需要在来自光发生器170的光被投射到物体o上之前在投射路径中提供第一偏振板180a，并且在从物体o反射的光入射到照相机透镜121上之前在入射路径中提供第二偏振板180b，这意味着在单个照相机的情况下应该提供至少两个偏振板180a和180b，还意味着在应用立体视觉方法的情况下应该提供至少三个偏振器。因此，整个产品的纤薄设计变得非常困难。

8、因此，为了获得清晰的图像数据，使用能够共同覆盖光投射透镜171和照相机透镜121的单个偏振滤光器来阻挡从物体内部反射的光被接收到照相机中。然而，即使使用这种偏振滤光器，也会出现新的问题。

9、由于入射到偏振滤光器表面上的光的一部分被反射的特性，可能会出现第一个问题。从投光器产生的光的一部分可能不穿过偏振滤光器，并且可能从偏振滤光器的表面反射，并且当从偏振滤光器的表面反射的光被照相机接收时，可能产生所谓的“重影图像”，其中光源的一种形式在图像数据中作为余像出现。重影图像可能模糊表示物体的表面数据，并阻止用户获得精确的3d模型。

10、由于传统偏振滤光器的传统布置位置，可能会出现第二个问题。更具体地说，传统的偏振滤光器被插入并耦合到3d扫描仪中。因此，清洁(维护/修理)偏振滤光器以去除偏振滤光器上出现的污染物并不容易。

11、因此，需要一种3d扫描仪的结构来解决包括产生重影图像和维护/修理偏振滤光器困难的以上问题的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本公开提供了一种3d扫描仪，包括：偏振滤光器，其设置在离照相机前表面预定距离处。

2、此外，本公开提供了一种3d扫描仪，其中，偏振滤光器被设置成倾斜预定的设定角度。

3、此外，本公开提供了一种3d扫描仪，其中偏振滤光器在特定条件下暴露于外部。

4、本公开的技术问题不限于上述技术问题，本领域普通技术人员将从以下描述中清楚地理解上述未提及的其他技术问题。

5、为了实现上述目的，根据本公开的3d扫描仪可以包括：照相机，其被设置为接收入射光；投光器，其设置在照相机的一侧，以向物体发射光；以及偏振滤光器，其被设置成与照相机的前表面相隔预定距离，其中，偏振滤光器被设置为，相对于与由投光器发射的光的光路垂直的平面，倾斜预定的设定角度，使得由投光器发射的光的至少一部分穿过偏振滤光器，并且剩余光的一部分从偏振滤光器的表面反射并传播到照相机的透镜的外部。

6、此外，根据本公开的3d扫描仪可以进一步包括各种附加组件，该附加组件包括上述组件。

7、根据上述技术方案和以下详细描述，通过使用根据本公开的3d扫描仪，用户可以获得清晰的图像数据，同时最小化重影图像的出现，从而获得精确的3d模型。

8、此外，当使用根据本公开的3d扫描仪时，易于维护/修理偏振滤光器，因为偏振滤光器被设置在照相机前方的预定距离处，并且偏振滤光器的一个表面被完全暴露。

技术特征：

1.一种三维扫描仪，包括：

2.根据权利要求1所述的三维扫描仪，其中，所述设定角度满足以下等式：

3.根据权利要求1所述的三维扫描仪，其中，所述偏振滤光器被设置成倾斜预定的临界角度或更大角度，并且所述临界角度的大小随着所述设定距离的增加而减小。

4.根据权利要求1所述的三维扫描仪，其中，所述照相机包括设置在所述投光器的一侧的第一成像透镜和设置在所述投光器的另一侧并与所述第一成像透镜相对的第二成像透镜，以及

5.根据权利要求1所述的三维扫描仪，还包括：

6.根据权利要求5所述的三维扫描仪，其中，当所述偏振滤光器被设置为倾斜预定的临界角度同时具有最小设置距离时，所述偏振滤光器被设置在相对于所述光路改变构件的-85°至5°的角度范围内。

7.根据权利要求1所述的三维扫描仪，还包括：

8.根据权利要求7所述的三维扫描仪，其中，所述偏振滤光器的一个表面完全暴露于外部，而没有被所述探测尖端支架覆盖。

技术总结
根据本发明的三维扫描仪包括：照相机，其设置为接收入射光；投光器，其设置在照相机的一侧，并向物体发射光；以及偏振滤光器，其与照相机的前表面间隔开特定的设定距离，其中偏振滤光器被形成为相对于与从投光器发射的光的光路垂直的平面倾斜预定的设定角度，使得从投光器发射的光中的至少一部分穿过偏振滤光器，并且剩余光的一部分被偏振滤光器的表面反射并前进到照相机的透镜的外部。

技术研发人员：曹银吉,张光进
受保护的技术使用者：株式会社美迪特
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15