[发明专利]扫描仪和扫描方法

权利要求书

1.一种扫描仪，其特征在于，包括投影光学系统、第一采集光学系统和第二采集光学系统和数据处理系统；

所述投影光学系统用于同步投射可见光和具有条纹图案的红外光至目标区域；

所述第一采集光学系统用于基于所述红外光采集第一图像；其中，所述第一图像为带有条纹图案的图像，所述第一图像包括面部信息和牙齿信息；

所述第二采集光学系统用于基于所述可见光采集第二图像；其中，所述第二图像为彩色纹理图像；

所述数据处理系统用于基于所述第一图像和所述第二图像进行数据处理，以获得被测物体的彩色三维模型数据。

2.根据权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述投影光学系统包括三维重建投影光学系统和纹理光源投影光学系统；

所述扫描仪还包括控制系统，所述控制系统用于同步触发所述三维重建投影光学系统和所述纹理光源投影光学系统，使所述投影光学系统同步投射所述可见光和所述红外光至目标区域；

其中，所述三维重建投影光学系统用于将所述红外光投射至目标区域，所述纹理光源投影光学系统用于将所述可见光投射至目标区域。

3.根据权利要求2所述的扫描仪，其特征在于，所述第一采集光学系统包括黑白相机和第一滤波组件，所述第一滤波组件用于滤除预设波段的光线而仅使红外光进入所述黑白相机；

和/或

所述第二采集光学系统包括彩色相机和第二滤波组件，所述第二滤波组件用于截止红外光而使可见光进入所述彩色相机。

4.根据权利要求2所述的扫描仪，其特征在于，还包括一支撑板和设置于支撑板两侧的支撑立柱；

所述三维重建投影光学系统、所述第一采集光学系统和所述第二采集光学系统均固定于支撑板上，所述纹理光源投影光学系统固定于所述支撑立柱上。

5.根据权利要求2所述的扫描仪，其特征在于，还包括散热系统；

所述散热系统用于至少为所述三维重建投影光学系统散热。

6.根据权利要求2所述的扫描仪，其特征在于，所述纹理光源投影光学系统包括LED阵列和匀光板；

所述匀光板设置于所述LED阵列的出光侧，所述匀光板用于将所述LED阵列发出的光线进行匀光，并向所述目标区域投射。

7.根据权利要求2所述的扫描仪，其特征在于，所述三维重建投影光学系统包括红外激光器、具有条纹图案的透射板和成像镜头；所述红外激光器发出的光源透过所述透射板之后，通过所述成像镜头将具有条纹图案的红外光投射至目标区域；

或者所述三维重建投影光学系统包括数字光处理投影仪。

8.根据权利要求1-7任一项所述的扫描仪，其特征在于，所述条纹图案包括多条亮暗相间的条纹；

条纹占空比的取值范围为10％-50％。

9.一种扫描方法，其特征在于，应用权利要求1-8任一项所述的扫描仪执行，所述扫描方法包括：

所述投影光学系统同步投射可见光和具有条纹图案的红外光至目标区域；

所述第一采集光学系统采集第一图像；其中，所述第一图像为带有条纹图案的图像，所述第一图像包括面部信息和牙齿信息；

所述第二采集光学系统采集第二图像；其中，所述第二图像为彩色纹理图像；

所述数据处理系统基于所述第一图像和所述第二图像进行数据处理，以获得被测物体的彩色三维模型数据。

10.根据权利要求9所述的扫描仪，其特征在于，所述基于所述第一图像和所述第二图像进行数据处理，以获得被测物体的彩色三维模型数据，包括：

基于所述第一图像，确定条纹序列，并拼接融合以构建所述被测物体的彩色三维数据；

基于所述第二图像，确定针对所述被测物体的带有彩色纹理的纹理图；

将所述纹理图映射到所述三维数据上，以确定所述被测物体的彩色三维模型数据。