[发明专利]以结构光进行扫描的立体物件扫描装置

说明书

本发明提供一种立体物件扫描装置，通过特定单色光源的组合来建构结构光的内容而形成预设影像，以对特定的立体物件进行扫描。当蓝色以及绿色光源的组合投射于如口腔之类的环境时，能有效避免口腔中的红色或白色的反光干扰，提高扫描的鉴别率。预设影像另通过不同颜色的色块以特定方式排列而使得每一个预设图样均具有特定的编码讯息，能快速定位出相对应的位置，以获得建构影像中某一个区域的位置资讯。借此，能提高颜色的鉴别率、降低立体物件上白光、红光的干扰；能减少光机的体积、投影时的耗电量与发热量，降低扫描装置的制造成本；另外，使用有限数量的色光进行扫描，也能缩减扫描时间，提高取像速度。

技术领域

本发明有关一种扫描装置，尤指一种以结构光进行扫描的立体物件扫描装置。

背景技术

传统的口腔扫描仪使用结构光的技术进行单一牙齿或是上下颚全口扫描。结构光扫描的原理是：通过扫描仪的投影装置于口腔内待测物上投射出一个已知的图样(pattern)，接着利用扫描仪的镜头撷取于该待测物上发生变形的图样。通过后端软体针对已知图样以及变形图样进行比对与计算，从而得到待测物立体的尺寸与形状，并据以建立待测物的立体模型。

由于口腔扫描的特殊情境，在口腔内部的血液、珐琅质、陶瓷、金属等高反光性物质，以及进入口腔的环境光线，都相当容易导致结构光的破坏或散射，造成最后的成像结果出现误差或是破洞。先前技术为了解决此等反光的问题，需要在进行口腔扫描前，先于口腔内喷涂非常细微的粉末以消除反光。然而这种喷粉的前置动作会消耗大量的粉末耗材、也增加了额外的临床操作时间与人力。另一方面，目前用来扫描口腔的仪器往往也有体积太大、耗电、产热过多、成本高以及取像速度不足等问题。最后，目前使用的结构光图样必须另外加上空间编码，才能加快辨识，若在结构光的图样中使用了较多的色彩，或是用了渐层的色彩，都会增加后端影像辨识上的困难度。

发明内容

本发明目的在于提供一种立体物件扫描装置，以解决上述的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种以结构光进行扫描的立体物件扫描装置，包含：投影单元，包含第一单色光源以及第二单色光源，该投影单元用来将预设影像投射于立体物件上，以于该立体物件的表面形成建构影像，该预设影像包含多个预设图样；以及影像撷取单元，用来取得于该立体物件的表面所形成的该建构影像；其中，每一预设图样包含：第一群色块，该第一群色块包含最多两种相异的色块；以及第二群色块，该第二群色块包含最少两种、最多四种相异的色块。

较佳的，该多个预设图样彼此并排形成该预设影像，使该多个预设图样的该多个第一群色块以及该多个第二群色块彼此交互间隔而构成条纹态样的该预设影像。

较佳的，该第一群色块为黑色色块，该第二群色块内的最少两种、最多四种相异的色块包含：蓝色色块、绿色色块、青色色块以及黑色色块，其中该蓝色色块由该第一单色光源投射产生、该绿色色块由该第二单色光源投射产生，该青色色块由该第一单色光源以及该第二单色光源共同投射产生。

较佳的，每一第二群色块均由最少两种、最多四种相异的色块以异于其他第二群色块的方式排列形成。

较佳的，该多个预设图样为内含n x n个色块所构成的正方形图样，且彼此以棋盘式排列形成该预设影像，其中n为大于或等于5的正整数。

较佳的，每一预设图样的该第一群色块包含该预设图样中央的3x 3个色块，该第二群色块包含包围该第一群色块的多个色块。

较佳的，每一预设图样的该第一群色块具有第一型图样或第二型图样，该第一型图样的4个边块为黑色色块，该第二型图样的4个角块为黑色色块。

较佳的，具有该第一型图样的该第一群色块内的其他非黑色色块为蓝色色块、绿色色块或青色色块的其中之一且彼此同色，具有该第二型图样的该第一群色块内的其他非黑色色块为蓝色色块、绿色色块或青色色块的其中之一且彼此同色，其中该蓝色色块由该第一单色光源投射产生、该绿色色块由该第二单色光源投射产生，该青色色块由该第一单色光源以及该第二单色光源共同投射产生。