[发明专利]立体扫描设备

说明书

本发明提供一种立体扫描设备，用来检测物件的表面轮廓。该立体扫描设备包含有照明光源、第一椭圆开口部、参考图案产生件、第二椭圆开口部以及光接收器。该照明光源用来输出照明光。该参考图案产生件利用该照明光生成参考图案，并将该参考图案经由该第一椭圆开口部投射到该物件。该光接收器经由该第二椭圆开口部接收来自该物件的侦测图案，以利用该参考图案与该侦测图案的差异取得该表面轮廓。

技术领域

本发明涉及一种立体扫描设备，尤指一种可兼顾扫描景深与影像亮度的立体扫描设备。

背景技术

随着科技的进步，光学扫描技术已广泛应用到各种领域，例如口腔扫描仪。传统的光学口腔扫描仪由光源将照明光投射到光栅，光栅反射生成的光栅图案经由第一光圈投射到目标物件上，目标物件再将光栅图案反射以通过第二光圈为影像撷取器所接收。然而，传统光学口腔扫描仪的第一光圈与第二光圈的其中一个为非椭圆针孔，此设计会影响影像撷取器的可收光量，造成取像品质低落。故如何设计一种可以应用在低照明环境、并能兼顾扫描景深与影像亮度的光学扫描系统，即为相关光学设计产业的重点发展目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可兼顾扫描景深与影像亮度的立体扫描设备，以解决上述问题。

基于上述目的，本发明提出一种立体扫描设备，用来检测物件的表面轮廓，该立体扫描设备包含有：照明光源，用来输出照明光；第一椭圆开口部；参考图案产生件，利用该照明光生成参考图案，并将该参考图案经由该第一椭圆开口部投射到该物件；第二椭圆开口部；以及光接收器，经由该第二椭圆开口部接收来自该物件的侦测图案，以利用该参考图案与该侦测图案的差异取得该表面轮廓。

较佳的，该第一椭圆开口部的长轴与短轴的第一比例和该第二椭圆开口部的长轴与短轴的第二比例的差异小于预定门槛值。

较佳的，该第一椭圆开口部的长轴和/或短轴相对于该参考图案的第一夹角相同或相近于该第二椭圆开口部的长轴和/或短轴相对于该参考图案的第二夹角。

较佳的，该参考图案具有相邻排列的多个条纹，该第一椭圆开口部的长轴轴向相交于该多个条纹的排列方向。

较佳的，该参考图案具有相邻排列的多个条纹，该第二椭圆开口部的长轴轴向相交于该多个条纹的排列方向。

较佳的，该长轴轴向与该排列方向的夹角为九十度、或是该长轴轴向实质上垂直该排列方向且具有容许角度误差。

较佳的，该第一椭圆开口部与该第二椭圆开口部分别属于固定孔径开口部或可变孔径开口部。

较佳的，该参考图案具有相邻排列的多个条纹，该第一椭圆开口部的长轴和该第二椭圆开口部的长轴的至少其中之一沿着该多个条纹的条纹方向延长，以维持该立体扫描设备的扫描景深且增加该侦测图案的亮度。

较佳的，该参考图案具有相邻排列的多个条纹，该第一椭圆开口部的短轴和该第二椭圆开口部的短轴的至少其中之一沿着该多个条纹的排列方向缩短，从而维持该侦测图案的亮度且增加该立体扫描设备的扫描景深。

较佳的，该参考图案产生件为数字微型反射镜组合，该参考图案则为该数字微型反射镜组合产生的预定光栅图案。

本发明的立体扫描设备主要设计为牙科使用的光学取模设备。患者口腔内无法放置光源，医疗人员以外部光源照射口腔的效果亦有限，需改良光学取模设备的光学系统来提高侦测准确度，故本发明提出的立体扫描设备藉由调整光圈单元开口部的形状、比例和/或尺寸，在保持扫描应用所需景深的同时，也能维持建模影像的应有亮度，从而确保可取得精准且清晰的物件表面轮廓。

附图说明

图1为本发明实施例的立体扫描设备的示意图。

图2为本发明实施例的第一椭圆开口部与第二椭圆开口部的示意图。

图3为本发明实施例的参考图案、第一椭圆开口部与第二椭圆开口部的示意图。