TWI723882B - 口腔掃描機 - Google Patents

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Abstract

一種口腔掃描機包含一投影模組、一取像模組、一連動結構及一操作件。該投影模組包含一第一鏡片裝置及一光源，該光源發射的光線經由該第一鏡片裝置投射出該口腔掃描機。該取像模組包含一第二鏡片裝置及一影像感應器，該影像感應器經由該第二鏡片裝置接收來自該口腔掃描機外之該光線。該操作件露出於該口腔掃描機且經由該連動結構與該第一鏡片裝置或該第二鏡片裝置連動。其中，該操作件可操作以經由該連動結構對應地移動該第一鏡片裝置中之至少一第一鏡片或該第二鏡片裝置中之至少一第二鏡片，進而調整該口腔掃描機之可掃描區域。

Description

口腔掃描機
本發明關於一種口腔掃描機。
目前的口腔掃描機通常使用探頭伸入口腔內，以對口腔進行掃描。原則上，口腔掃描機會朝口腔表面投影出標記，再擷取口腔表面包含標記之影像，進而透過分析影像以形成3D掃描的結果。無論是投射光線或擷取光線，均會使用到鏡片，因此口腔掃描機原則上僅能對其可掃描區域(或謂空間範圍)進行掃描。然而，於實際使用口腔掃描機時，可能受限於病人當下情況而無法獲得所需的操作空間(例如病人疼痛而無法適度張開嘴巴、掃描口腔不同部位所需的操作空間不同、成年人與孩童口腔結構的差異等)而無法提供足夠的操作空間，使得欲掃描的表面未能完全落於可掃描區域內，而無法有效掃描。因此，目前口腔掃描機採固定可掃描區域之設計，使用上仍多受限且不便。
鑑於先前技術中的問題，本發明之一目的在於提供一種口腔掃描機，提供有使用者可調整的可掃描區域，增加該口腔掃描機的使用彈性，進而能適應更多的使用情境。
根據本發明之口腔掃描機包含一投影模組、一取像模組、一連動結構及一操作件。該投影模組包含一第一鏡片裝置及一光源，該光源發射的光線經由該第一鏡片裝置投射出該口腔掃描機。該取像模組包含一第二鏡片裝置及一影像感應器，該影像感應器經由該第二鏡片裝置接收來自該口腔掃描機外之該光線。該操作件露出於該口腔掃描機且經由該連動結構與該第一鏡片裝置或 該第二鏡片裝置連動。其中，該操作件可操作以經由該連動結構對應地移動該第一鏡片裝置中之至少一第一鏡片或該第二鏡片裝置中之至少一第二鏡片，進而調整該口腔掃描機之可掃描區域。藉此，使用者可透過操作該操作件以調整該可掃描區域相對於該口腔掃描機之距離，增加該口腔掃描機的使用彈性，並能解決習知技術中現有可掃描區域採固定式設計之口腔掃描機使用受限及不便等問題或降低其受限及不便的程度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1:口腔掃描機
1a:長度方向
10:裝置殼體
102:前殼
102a:空腔
102b:開口
104:後殼
104a:窗口
12:投影模組
122,123:第一鏡片裝置
122a:光軸
1222:殼體
1224,1225:鏡片托架
1226,1226a:第一鏡片
124:光源
126:數位微鏡裝置
14:取像模組
142:第二鏡片裝置
142a:光軸
1422:殼體
1424:鏡片托架
1426:第二鏡片
144:影像感應器
16:連動結構
162,168:第一導槽
164,170:第二導槽
166,172:導桿
18:操作件
18a:操作方向
20:光反射鏡
A1:可掃描區域
D1,D3:第一方向
D2,D4:第二方向
圖1為根據一實施例之一口腔掃描機之示意圖。
圖2為圖1中口腔掃描機之側視圖，其中其裝置殼體以虛線繪示其輪廓。
圖3為圖2中口腔掃描機的投影模組、取像模組、連動結構及操作件之爆炸圖。
圖4為圖2中操作件經由連動結構與投影模組及取像模組連動之示意圖，其中操作件及裝置殼體以虛線繪示其輪廓。
圖5為根據另一實施例之第一鏡片裝置之爆炸圖。
圖6為圖1中口腔掃描機之裝置殼體之爆炸圖。
請參閱圖1至圖3。根據一實施例之一口腔掃描機1，其包含一裝置殼體10、一投影模組12、一取像模組14、一連動結構16、一操作件18及一光反射鏡20。投影模組12、取像模組14、連動結構16及光反射鏡20容置於裝置殼體10內，操作件18連接至連動結構16並露出於裝置殼體10(或口腔掃描機1)。於實作上，裝置殼體10亦容置其他所需構件，例如控制器(例如與投影模組12及取像模組14電連接以控制其運作)、電源、加熱器等。投影模組12包含一第一鏡片裝置 122及一光源124。取像模組14包含一第二鏡片裝置142及一影像感應器144。光源124發射的光線(以多個箭頭示意其行進路徑)經由第一鏡片裝置122及光反射鏡20以投射出裝置殼體10(或口腔掃描機1)。影像感應器144經由光反射鏡20及第二鏡片裝置接收來自裝置殼體10(或口腔掃描機1)外之該光線及環境光。操作件18經由連動結構16與第一鏡片裝置122及第二鏡片裝置142連動，進而調整該口腔掃描機之可掃描區域A1(以一虛線框示意於圖2中)。於可掃描區域A1內之物體表面(例如牙齒、牙齦表面，包含由投影模組12投射其上之影像，例如標記線條)，可被影像感應器144有效地擷取影像(例如擷取出清楚的或解析度可接受的影像)。此外，於本實施例中，於投影模組12中，光源124發射的光線經由一數位微鏡裝置126調制而經由第一鏡片裝置122投射出口腔掃描機1；影像感應器144以互補式金氧半導體感應器實作。但實作上均不以此為限。為簡化圖式，數位微鏡裝置126及影像感應器144分別以一矩形方塊示意於圖中。
請亦參閱圖4。於本實施例中，第一鏡片裝置122包含一殼體1222、滑動設置於殼體1222內之一鏡片托架1224、及設置於鏡片托架1224之複數個第一鏡片1226(以虛線圈示意其於鏡片托架1224內之輪廓)；該複數個第一鏡片1226透過鏡片托架1224滑動設置於殼體1222內。連動結構16包含一第一導槽162、一第二導槽164及一導桿166。第一導槽162設置於殼體1222(例如但不限於與殼體1222一體成型)且沿一第一方向D1(以雙箭頭表示於圖4中)延伸，第二導槽164設置於操作件18(例如但不限於與操作件18一體成型)上且沿一第二方向D2(以雙箭頭表示於圖4中)延伸，導桿166滑動設置於第一導槽162及第二導槽164中。導桿166經由鏡片托架1224(即與鏡片托架1224連接，例如但不限於與鏡片托架1224一體成型或以螺絲鎖固)以連接至該複數個第一鏡片1226，藉此導桿166可移動該複數個第一鏡片1226。第一鏡片裝置122具有一光軸122a(以一鏈線表示於圖4中)。第一方向D1與光軸122a非垂直。操作件18沿一操作方向18a(以雙箭頭 表示於圖1及圖4中)可移動的，第一方向D1、第二方向D2及操作方向18a互不平行。藉此，操作件18沿操作方向18a的移動(例如由使用者移動操作件18)會產生該複數個第一鏡片1226沿光軸122a的移動。
於實作上，基於第一方向D1、第二方向D2、操作方向18a及光軸122a間之角度設置關係，前述兩個移動的量值間具有比例關係，故可透過設計前述角度設置關係以獲取所需的比例關係，例如可提升使用者透過操作件18調整可掃描區域A1的精確度。於本實施例中，第一方向D1與光軸122a形成一銳角，大於45度；第二方向D2與操作方向18a垂直。但實作上均不以此為限。此外，於本實施例中，口腔掃描機1為手持式口腔掃描機，其大致上呈長條狀結構。口腔掃描機1(或其裝置殼體10)具有一長度方向1a(以雙箭頭表示於圖1、圖2及圖4中)，與操作方向18a垂直。此配置方便使用者(例如於握持口腔掃描機1的同時使用拇指)操作操作件18。
於本實施例中，第二鏡片裝置142包含一殼體1422、滑動設置於殼體1422內之一鏡片托架1424、及設置於鏡片托架1424之複數個第二鏡片1426(以虛線圈示意其於鏡片托架1424內之輪廓)；該複數個第二鏡片1426透過鏡片托架1424滑動設置於殼體1422內。於本實施例中，連動結構16以相似的連接結構與第一鏡片裝置122及第二鏡片裝置142連接，但實作上不以此為限。其中，連動結構16包含一另一第一導槽168、另一第二導槽170及另一導桿172。第一導槽168設置於殼體1422(例如但不限於與殼體1422一體成型)且沿一第一方向D3(以雙箭頭表示於圖4中)延伸，第二導槽170設置於操作件18(例如但不限於與操作件18一體成型)上且沿一第二方向D4(以雙箭頭表示於圖4中)延伸，導桿172滑動設置於第一導槽168及第二導槽170中。導桿172經由鏡片托架1424(即與鏡片托架1424連接，例如但不限於與鏡片托架1424一體成型)以連接至該複數個第二鏡片1426，藉此導桿172可移動該複數個第二鏡片1426。第二鏡片裝置142具有一光 軸142a(以一鏈線表示於圖4中)。第一方向D3與光軸142a非垂直。第一方向D3、第二方向D4及操作方向18a互不平行。藉此，操作件18沿操作方向18a的移動(例如由使用者移動操作件18)也會產生該複數個第二鏡片1426沿光軸142a的移動。此外，於本實施例中，第一鏡片裝置122的光軸122a與第二鏡片裝置142的光軸142a非平行。關於第一方向D3、第二方向D4及光軸142a相對於操作方向18a之角度設置說明，請參閱前述第一鏡片裝置122與連動結構16連接之相關說明，不另贅述。
因此，於本實施例中，使用者移動操作件18可同時改變投影模組12及取像模組14的投影、成像光學條件(包含例如但不限於像距、物距、焦距等等)，進而調整可掃描區域A1相對於口腔掃描機1(或裝置殼體10)之相對位置或大小。於實作上，連動結構16亦可設計為僅連接至(投影模組12的)第一鏡片裝置122或(取像模組14的)第二鏡片裝置142，此結構配置同樣可允許使用者透過移動操作件18以調整可掃描區域A1。此外，於實作上，第一導槽162或第一導槽168的兩端可設定為調整可掃描區域A1的定位點。例如當導桿166、172可被操作件18移動至第一導槽162、168之一端時，可掃描區域A1相對較近口腔掃描機1；當導桿166、172可被操作件18移動至第一導槽162、168之另一端時，可掃描區域A1相對遠離口腔掃描機1。此設計有助於使用者識別可掃描區域A1的定位點，便於使用者調整。又，實作上亦可於裝置殼體10上形成多個指示標記，供使用者移動操作件18時對齊。每個指示標記可對應可掃描區域A1的一個定位點。另外，於本實施例中，第一導槽162於第一方向D1上略呈8字形輪廓，其兩端較寬、中間部分較窄，此有助於將導桿166定位於其兩端；另一第一導槽168亦同，不另贅述。
如前說明，於本實施例中，對於第一鏡片裝置122，操作件18經由連動結構16同時移動該複數個第一鏡片1226，但實作上不以此為限。例如，如圖5 根據一實施例所示之第一鏡片裝置123，其鏡片托架1225托持該複數個第一鏡片1226其中一個第一鏡片1226a(以虛線圈示意其於鏡片托架1225內之輪廓)，其餘第一鏡片1226固定於殼體1222，連動結構16的導桿166經由鏡片托架1225連接至第一鏡片1226a。藉此，第一鏡片1226a可被操作件18連動以相對於其他第一鏡片1226移動(例如使用者移動操作件18)，其亦能改變投影模組12的投影光學條件(包含例如但不限於像距、物距、焦距等等)，進而調整該口腔掃描機之可掃描區域(如圖2中可掃描區域A1)。同理，前述關於第一鏡片裝置122之變化例(即第一鏡片裝置123)說明，亦可適用於第二鏡片裝置142，不另贅述。
請參閱圖1至圖3及圖6。於本實施例中，裝置殼體10包含一前殼102及與前殼102連接之一後殼104，投影模組12、取像模組14及連動結構16設置於後殼104內，光反射鏡20設置於前殼102內。前殼102具有一空腔102a及連通空腔102a之一開口102b，光反射鏡20朝向開口102b固定設置於空腔102a內，開口102b朝向可掃描區域A1。因此，光源124發射的光線穿過第一鏡片裝置122並被光反射鏡20反射以經由開口120b射出，且影像感應器144經由第二鏡片裝置142接收來自口腔掃描機1(或裝置殼體10)外、經由開口102b進入空腔102a以被光反射鏡20反射之該光線。開口102b於長度方向1a上位於裝置殼體10之一端部，此有助於口腔掃描機1更伸入口腔(例如擷取更完整的牙齒、牙齦表面影像)。
此外，於本實施例中，後殼104具有一窗口104a，操作件18自窗口104a露出，操作方向18a與長度方向1a垂直，便於使用者(例如使用拇指)操作(例如以圖2視角而言，上下撥動)；但實作上不以此為限。例如，操作方向18a與長度方向1a亦可採其他夾角設置(例如平行或非平行)，使用者均能輕易地使用拇指操作操作件18。另外，於本實施例中，操作件18未直接接觸裝置殼體10，但實作上亦可設計操作件18與裝置殼體10滑動銜接。例如裝置殼體10內側形成沿操作方向18a延伸之二滑槽，分別與操作件18之兩側緣滑動銜接。又例如，操作件18於 其兩側具有沿操作方向18a延伸之斷差結構，操作件18透過此斷差結構與窗口104a滑動銜接。前述結構配置皆有助於提升操作件18沿操作方向18a滑動的穩定性。
此外，實作上可透過適當的結構設計以使操作件18大致呈環狀結構(垂直操作方向18a延伸)，套於裝置殼體10上而可亦同時作為裝置殼體10之外觀飾環。該環狀結構朝內突出一連接部(例如其上形成有第二導槽164、170)，經由窗口104a伸入裝置殼體10內，以與導桿166、172滑動銜接。其中，窗口104a即可對該連接部沿操作方向18a之移動產生結構拘束。於此例中，窗口104a沿操作方向18a上之兩端亦得作為調整可掃描區域A1的定位點。例如當操作件18滑動至被窗口104a擋止於其一端時，可掃描區域A1相對較近口腔掃描機1；當操作件18滑動至被窗口104a擋止於其另一端時，可掃描區域A1相對遠離口腔掃描機1。又，於實作上，窗口104a邊緣可形成多個定位位置(例如由波浪狀的彈性結構實作)，該環狀結構可沿操作方向18a移動以使該連接部選擇性地卡持於該多個定位位置其中之一。又，於實作上，窗口104a邊緣與該連接部可採過渡配合，以提供可掃描區域A1的連續調整。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1a:長度方向
10:裝置殼體
102:前殼
104:後殼
122:第一鏡片裝置
122a:光軸
1222:殼體
124:光源
126:數位微鏡裝置
142:第二鏡片裝置
142a:光軸
1422:殼體
144:影像感應器
162,168:第一導槽
164,170:第二導槽
166,172:導桿
18:操作件
18a:操作方向
D1,D3:第一方向
D2,D4:第二方向

Claims (10)

  1. 一種口腔掃描機，包含：一投影模組，包含一第一鏡片裝置及一光源，該光源發射的光線經由該第一鏡片裝置投射出該口腔掃描機；一取像模組，包含一第二鏡片裝置及一影像感應器，該影像感應器經由該第二鏡片裝置接收來自該口腔掃描機外之該光線；一連動結構；以及一操作件，露出於該口腔掃描機且經由該連動結構與該第一鏡片裝置或該第二鏡片裝置連動；其中，該操作件可操作以經由該連動結構對應地移動該第一鏡片裝置中之至少一第一鏡片或該第二鏡片裝置中之至少一第二鏡片，進而調整該口腔掃描機之可掃描區域；其中，與該操作件連動之該第一鏡片裝置或該第二鏡片裝置具有一殼體，該至少一第一鏡片滑動設置於該殼體內，該連動結構包含一第一導槽、一第二導槽及一導桿，該第一導槽設置於該殼體且沿一第一方向延伸，該第二導槽設置於該操作件上且沿一第二方向延伸，該導桿連接至該至少一第一鏡片且滑動設置於該第一導槽及該第二導槽中，與該操作件連動之該第一鏡片裝置或該第二鏡片裝置具有一光軸，該第一方向與該光軸非垂直，該操作件沿一操作方向可移動的，該第一方向、該第二方向及該操作方向互不平行。
  2. 如請求項1所述之口腔掃描機，其中該第一方向與該光軸形成一銳角，該銳角大於45度。
  3. 如請求項1所述之口腔掃描機，其中該第二方向與該操作方向垂直。
  4. 如請求項1所述之口腔掃描機，具有一長度方向，與該操作方向垂直。
  5. 如請求項1所述之口腔掃描機，其中該至少一第一鏡片數量為多個，該導桿連接至該至少一第一鏡片其中之一，此第一鏡片可被該操作件連動以相對於其他第一鏡片移動。
  6. 如請求項1所述之口腔掃描機，其中該操作件經由該連動結構同時與該第一鏡片裝置及該第二鏡片裝置連動，該操作件可操作以經由該連動結構同時移動該第一鏡片裝置中之至少一第一鏡片及該第二鏡片裝置中之至少一第二鏡片，進而調整該口腔掃描機之可掃描區域。
  7. 如請求項6所述之口腔掃描機，其中該第一鏡片裝置具有一第一光軸，該第二鏡片裝置具有一第二光軸，該第一光軸及該第二光軸非平行。
  8. 如請求項1所述之口腔掃描機，更包含一裝置殼體，其中該裝置殼體具有一窗口且容置該投影模組及該取像模組，該操作件可滑動地設置於該裝置殼體上且自該窗口露出。
  9. 如請求項8所述之口腔掃描機，其中該裝置殼體具有一長度方向，該操作方向垂直於該長度方向。
  10. 如請求項1所述之口腔掃描機，更包含一裝置殼體及一光反射鏡，其中該裝置殼體容置該投影模組及該取像模組並具有一空腔、連通該空腔之一開口及一長度方向，該開口於該長度方向上位於該裝置殼體之一端部且朝向該可掃描區域，該操作件露出於該裝置殼體，該操作方向與該長度方向非平行，該光反射鏡朝向該開口固定設置於該空腔內，該光源發射的光線穿過該第一鏡片裝置並被該光反射鏡反射以經由該開口射出，該影像感應器經由該第二鏡片裝置接收來自該口腔掃描機外、經由該開口進入該空腔以被該光反射鏡反射之該光線。
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