[实用新型]一种紧凑型口腔内三维成像光路

说明书

本实用新型公开了一种紧凑型口腔内三维成像光路，涉及口腔健康领域。包括照明光路、观察光路和层合结构，其中层合结构包含第一结构层、第二结构层、第三结构层、第四结构层和第五结构层，所述结构层为薄片状，且均平行放置，所述层合结构一端靠近牙齿，一端靠近光源；所述第一结构层在临近成像系统的一端设置有耦出棱镜，所述第五结构层在临近光源的一端设置有耦入棱镜；所述第四结构层在靠近所述第三结构层的位置设置有耦出光栅，在所述第二结构层中靠近牙齿的位置设置有耦入光栅。本实用新型既能满足对牙齿的内表面进行充分地照明，还能向牙齿投射结构光并基于机构光光路进行三维成像，又能满足体积足够小，能够适合低龄患者的生理特征。

技术领域

本实用新型涉及口腔健康领域，尤其涉及一种紧凑型口腔内三维成像光路。

背景技术

口腔健康是全身健康的重要组成部分。口腔疾病直接或间接影响全身健康。例如龋病、牙周疾病等会破坏牙齿硬组织和牙齿周围支持组织，除影响咀嚼、言语、美观等功能外，还会引起社会交往困难和心理障碍。有些微生物长期存在于口腔中，可导致或加剧某些全身疾病如冠心病、糖尿病等，危害全身健康，影响生活质量。

在现有技术中，医生通过肉眼观察患者的口腔。除了采用灯光照亮口腔内部便于观察以外，为了观察到牙齿的内侧，通常采用一个反射镜，放置入患者口腔中，通过牙齿内侧在反射镜中成的像来观察牙齿内表面的情况。但是，一方面，口腔内部难以通过单一的光源进行充分的照明，导致观察困难；另一方面一颗牙齿大约为厘米级的尺寸，为了能够观察到完整的像，就需要口腔提供厘米级的光学通道，以便来自牙齿内表面的光能够通过反射镜到医生视野中。最常规的做法是尽量打开患者的口腔，但这显然会给患者带来不适。对于口腔较小的患者，尤其是低龄儿童，无法做到配合医生将口腔打开到要求的尺寸，使得检查效果受到影响。

此外，传统观察方法无法将牙齿内表面的情况作为图像保存下来，因此无法与其他医生就同一个视角的牙齿表面进行讨论。即便能够对牙齿内部拍照并保存图像，由于普通照片只能保存二维信息，导致许多三维信息缺失，也无法充分反映牙齿表面的实际状况。尽管在现有技术中，基于结构光的三维成像技术已经日益成熟，但是将结构光技术应用到口腔内的成像还存在很多问题。首先，与传统观察方法类似地，结构光的入射、反射同样需要与牙齿尺寸接近的光学通道。更甚地，采用结构光光路来实现三维图像重建，需要至少两套光路，其中一套为将经过空间调制的结构光投射到牙齿上的照明光路，另一套为从牙齿反射回感光成像系统的观察光路。而且，结构光光路要求照明光路的主光轴与观察光路的主光轴之间呈一定的角度，例如呈45度角。为了一次拍摄足够大的面积，需要将光路探头深入到口腔内部对整个牙列进行扫描才能够采集到足够多的图像。因此在空腔空间有限的前提下，为光路设计带来很大的困难。

因此，本领域技术人员有动机研发一种紧凑的结构光光路的制作方法，该光路既能满足对牙齿的内表面进行充分地照明，还能向牙齿投射结构光并基于机构光光路进行三维成像，又能满足体积足够小，能够适合低龄患者的生理特征。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供了一种紧凑型口腔内三维成像光路，其特征在于，包括照明光路、观察光路和层合结构，其中层合结构包含第一结构层、第二结构层、第三结构层、第四结构层和第五结构层，所述结构层为薄片状，且均平行放置，所述层合结构一端靠近牙齿，一端靠近光源；其中所述第一结构层在临近成像系统的一端设置有耦出棱镜，所述第五结构层在临近光源的一端设置有耦入棱镜；所述第四结构层在靠近所述第三结构层的位置设置有耦出光栅，在所述第二结构层中靠近牙齿的位置设置有耦入光栅。

进一步地，所述第三结构层、第四结构层和第五结构层构成照明波导，且第三结构层折射率第四结构层折射率，第五结构层折射率第四结构层折射率；所述第一结构层、第二结构层、第三结构层构成观察波导，且第二结构层的折射率第一结构层折射率，第二结构层的折射率第三结构层折射率。

进一步地，所述耦入棱镜的截面形状为三角形，且所述三角形中的一条边与第四结构层、第五结构层之间的交界面紧密贴合。