[发明专利]具有弯曲焦面或目标基准元件和场补偿器的共焦成像设备

权利要求书

1.一种用于口内扫描的共焦成像设备，包括：

照明模块，该照明模块产生光束阵列；

聚焦光学器件，该聚焦光学器件包括沿着所述光束阵列的光路设置的多个透镜，所述聚焦光学器件将所述光束阵列共焦聚焦到非平坦焦面上，并且将所述光束阵列引导至待成像的三维对象；

平移机构，该平移机构调整与所述多个透镜中的至少一个透镜的位置相关联的聚焦设置，以使所述非平坦焦面沿着由所述光路定义的成像轴移位，其中，所述非平坦焦面的形状和放大率中的至少一者随着所述聚焦设置的改变而改变；

检测器，该检测器测量返回光束阵列的强度，该返回光束阵列从所述三维对象反射，并且通过所述聚焦光学器件被导回，其中，针对所述至少一个透镜的多个位置测量所述返回光束阵列的强度，以确定所述三维对象的多个点在所述成像轴上的位置；以及

一个以上的处理器，该一个以上的处理器调整所述多个点中的一个以上点的检测到的位置，以利用一个以上补偿模型补偿所述非平坦焦面，所述一个以上补偿模型针对光学系统器件的不同聚焦设置提供不同调整。

2.根据权利要求1所述的共焦成像设备，其中，所述非平坦焦面包括弯曲的焦平面，并且所述多个点中的一个以上点的所述检测到的位置被调整，以补偿所述弯曲的焦平面的曲率。

3.根据权利要求1所述的共焦成像设备，还包括：

分束器，该分束器沿着被所述照明模块与所述聚焦光学器件之间的所述光路设置，其中，所述分束器将所述光束阵列从所述照明模块引导至所述聚焦光学器件，并且将所述返回光束阵列从所述聚焦光学器件引导至所述检测器；

其中，所述共焦成像设备的特征在于，在所述分束器与所述照明模块之间不具有场透镜。

4.根据权利要求3所述的共焦成像设备，其中，所述共焦成像设备的特征还在于，在所述分束器与所述检测器之间不具有场透镜。

5.根据权利要求1所述的共焦成像设备，还包括：

折叠棱镜，该折叠棱镜沿着所述光束阵列的所述光路在所述聚焦光学器件之后，其中，所述折叠棱镜将所述光束阵列引导至待成像的所述三维对象上；

其中，所述多个透镜包括：

第一透镜组，该第一透镜组被设置为最接近所述照明模块；

第二透镜组，该第二透镜组被设置为最接近所述折叠棱镜，所述第二透镜组具有相对于所述第一透镜组的固定位置；以及

第三透镜组，该第三透镜组设置在所述第一透镜组与所述第二透镜组之间，所述第三透镜组具有利用所述平移机构可调整的可变位置。

6.根据权利要求3所述的共焦成像设备，其中，所述分束器与所述照明模块分开小于5毫米的距离。

7.根据权利要求1所述的共焦成像设备，其中，所述多个透镜中的最大透镜的半径小于13毫米。

8.根据权利要求1所述的共焦成像设备，其中，所述一个以上的处理器还：

对于所述返回光束阵列中的每个返回光束，确定产生最大测量强度的至少一个透镜的位置；

对于所述返回光束阵列中的每个返回光束，确定与所述至少一个透镜的确定位置相对应的、由所述返回光束照射的所述三维对象的点在所述成像轴上的位置；以及

基于将所述至少一个透镜的所述确定位置应用到所述一个以上补偿模型的场曲率模型，调整所述三维对象的至少一个点在所述成像轴上的位置，所述场曲率模型针对所述成像设备被校准，以补偿所述非平坦焦面。

9.根据权利要求1所述的共焦成像设备，其中，所述一个以上补偿模型包括具有三维多项式函数的场曲率模型。

10.根据权利要求1所述的共焦成像设备，其中，所述非平坦焦面的所述形状随着所述至少一个透镜的位置的改变而改变。

11.根据权利要求1所述的共焦成像设备，还包括：

靠近所述光路或者沿着所述光路的一个以上的元件，所述一个以上的元件具有与所述多个透镜中的至少一个透镜相距的固定距离，其中，所述固定距离随着温度的改变而改变，其中，所述处理器还用于：

确定所述一个以上的元件与所述至少一个透镜之间的当前距离；以及

基于所述当前距离，将调整因子应用到所述一个以上补偿模型的场曲率模型。