[发明专利]用于使用吸收来成像的系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2008年7月24日提交的美国临时专利申请No.61/083,394和2009年4月1日提交的美国临时专利申请No.61/165,708的优先权，通过参考将它们中的每一个整体结合于此。

技术领域

本发明涉及用于使用吸收来成像的系统和方法。

背景技术

已公开了用于使用如例如在下面的文献中所描述的发射重吸收激光诱导荧光（“ERLIF”）来捕获厚度测量的各种技术，所述文献是：Hidrovo, C, Hart, D.P., Excitation Non- Linearities in Emission Reabsorption Laser Induced Fluorescence (ERLIF) Techniques, Journal of Applied Optics, Vol. 43, No. 4, February 2004, pp. 894-913；Hidrovo, C, Hart, D.P., 2-D Thickness and Temperature Mapping of Fluids by Means of a Two Dye Laser Induced Fluorescence Ra

尽管这些现有的技术提供用于获得厚度测量的有效方法，但是它们依赖于两种或多种荧光染料的各种混合物。仍存在对不要求使用多种染料的其他厚度测量技术以及用于将厚度测量适用于针对三维成像的各种物理背景的技术的需要。

发明内容

介质的衰减和其他光学属性被用于测量传感器和目标表面之间的介质厚度。此处所公开的是可以被用来在各种各样的成像背景中捕获这些厚度测量并获得目标表面的三维图像的各种介质、硬件布置以及处理技术。这包括用于为内/凹表面以及外/凸表面成像的通用技术，以及这些技术在为耳道、人齿列（human dentition）等等成像的特定适配。

在一个方面中，在此处公开的一种用于获得三维数据的方法，包括：在目标表面和传感器之间分布介质，所述目标表面在感兴趣区域上具有预定颜色，并且所述介质由在第一波长下的第一衰减系数以及在第二波长下的不同于所述第一衰减系数的第二衰减系数表征；照明感兴趣区域中的位置；利用所述传感器测量在所述位置方向上的第一波长的强度和第二波长的强度；以及基于所述第一波长的强度和第二波长的强度的函数来确定介质在所述位置方向上的厚度。所述介质可以包括液体、气体、固体和凝胶中的至少一个。当所述介质是气体时，该方法还可以包括在目标表面和传感器之间提供透明屏障（transparent barrier）以相对于目标表面保持（retain）该气体。当该介质是液体时，该方法还可包括将目标表面浸入液体；以及将传感器定位于该液体的上表面之上。确定厚度可以包括计算第一波长的强度和第二波长的强度的比值。传感器可以测量该传感器内的对应多个像素位置处、来自感兴趣区域内的多个位置的第一波长的强度和第二波长的强度，从而提供厚度测量的二维阵列。该方法可以包括利用厚度测量的二维阵列构造感兴趣区域的三维图像。该方法可以包括根据多个感兴趣区域的多个三维图像构造该目标表面的三维图像。预定颜色可以是均匀的。预定颜色可以是特定颜色。预定颜色可以包括颜色分布。第一衰减系数可以是零。第一衰减系数可以小于第二衰减系数。照明可以包括利用宽带光源来照明。照明可以包括利用目标表面中的光学波导、化学发光物质和电致发光物质中的一个或多个来照明。用于获得三维数据的方法可以包括对介质和传感器之间的一个或多个波长的光进行滤光（filter）。该方法可以包括衰减不同于第一波长和第二波长的波长下的光。

在一个方面中，此处公开的一种计算机程序产品执行下述步骤：表征目标表面上感兴趣区域上的颜色以提供预定颜色；表征在目标表面和传感器之间分布的介质的第一波长下的第一衰减系数和第二波长下的第二衰减系数；从传感器接收在感兴趣区域中的位置方向上的测量，该测量包括在第一波长下的强度和在第二波长下的强度；以及基于所述第一波长的强度和第二波长的强度的函数来计算介质在所述位置方向上的厚度。