JP6663718B2 - 照明フレームが画像フレームに組み入れられる口腔内走査装置 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、歯科修復物を作製するためのコンピュータ支援技術に関する。

最近の１０年間、医療分野、特に歯科医療分野のシステムに、種々の技術の進歩がますます応用され始めてきた。より具体的には、例えば、伝統的撮像、及び軟Ｘ線高感度電荷結合素子（ＣＣＤ）ベースの視覚ハードウェアと一体となったコンピュータ視覚アルゴリズムは、従来型のＸ線写真をユビキタスにしてきたが、より進歩したデータ撮像及び処理により、口腔内パッシブ三次元トポグラフィが可能となってきた。後者は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの取得部を備え、典型的に、いくつかの種類の操作ソフトウェアを使用した設計段階、及びオフィスのレーザー・プリンターサイズのミリング・マシンを必要とし得る製造段階がそれに続くことになる。このシステム全体により、歯科医は、製造技工室で一定のターンアラウンド・タイムで提供することになるものと同じサービスを、ただし全てチェアサイドで及び即座に、患者に提供して、患者への感染の可能性及び不快さを大幅に低減することができる。加えて、生データ及び処理データを含む臨床症例が、システムの２番目の部分すなわち製造段階を不足している歯科医と、ＣＡＤ／ＣＡＭを取り込むように順応し展開してきた技工所との間でデジタル・ファイルとして容易に共有される。

患者が、歯冠を必要とする臨床症例では、例えば、伝統的に、歯科医は、領域を下処理してシリコンベースの薬品を使用して物理的（アクティブ）印象を取り、それによって、そのプロセス中に患者はいくらかの不快な目にあうことになる。次の段階では、歯科医がその領域の上に一時的な歯冠を載せ、次いで、原印象に基づく最終の歯冠が技工室で製造されると、患者が再度訪問する予定を組むことが必要となる。この期間中、患者は局所的な感染をより受けやすい。技工室での材料の成形及び再成形が関与するプロセス全体が、むしろ厄介で旧式であり、これは、厳格な許容誤差で制御されなければならないいくつかの段階を含む。

口腔内、生体内パッシブ三次元走査(スキャニング）は、かなり挑戦的なタスクである。多くの技術的且つ経済的な要因が、多数の制約を課し、問題を一層困難にする。これらの理由で、成功するシステムは、これらを他の概念的に単純な三次元スキャナーよりはるかに複雑にする、これら全ての挑戦に対処し解決しなければならない。第一に、動作環境、すなわち生きている患者の口腔内について考えよう。光学素子及びセンサの一定の配置を課す制限された動作容量に因り、プローブ装置として生体内及び口腔内で実践的なシステム・オペレーションを容易にすることなど、デジタル撮像の複雑さが生じる。さらに、この環境は、暗く、呼吸するたびに患者の肺から取り除かれる高い相対湿度をもつ空気を含み、単に唾液の存在、唾液内の気泡及び患者の舌それ自体によって、関心領域の人工的な汚染を容易にする。加えて、患者が静止した活発でない対象物ではないので、環境は静的ではない。

第二に、操作者すなわち歯科医について考えよう。装置は、それが有用な道具であることを確実にするためにシステムについて人間工学的に設計されなければならず、その問題を解決することができる。電力消費及び電力散逸は重要な考慮事項である。さらに、ハンドヘルド医療装置として、これは、公的機関によって課される付加的な規制事項を通過し、並びに、業界標準規格の電磁気インターフェース／放射法に従わなければならない。

第三に、走査プロセスで得られるデータの品質について考えよう。現在アクティブな（すなわち成形の）印象採取と比較できない又はより優れてない場合、全プロセスが、ｎｕｌｌとしてレンダリングされる。データの品質及び精度は、プロセスのＣＡＭの段階の要件とも一致しなければならない。削られた修復物が最終的にどのくらい良好に患者の下処理した領域に適合するかということは、これらの要因の全ての作用による。

いくつかの市販の解決策があり、これにはＣＡＭコンポーネントを集積化したシステムが含まれる。いくつかの解決策は、口腔内生体内撮像のいくつかの困難な点を軽減するために、下処理した領域に噴霧して付着させるコントラスト向上の薬剤にいまだ頼る。利用可能な三次元走査の実施例は、表面トポグラフィ推定を得るためのいくつかの方法を使用する。コレスポンデンス支援の立体撮像又はプレノティック撮像などの他の手法が使用され得るが、これらは共焦点撮像によって深度マップ生成を活用する解決策から三次元撮像を支援するフリンジ投射まで及ぶ。典型的には、データの高い精度及び使い易さは、経済的及び在庫部品の利用可能性と併せて、テキサス州ダラスのＥ４Ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＬＬＣによるＥ４Ｄ Ｄｅｎｔｉｓｔなどの市販のシステムによって提供されるような構築された光投影技術を使用することによって大幅に容易になる。

口腔内走査装置は、光源と光学システムを含み、ディスプレイ・システムと通信する。この装置は、第１の一連のフレーム及び第２の一連のフレームとして光源を投影することによって、関心対象物、例えば患者の歯又は関連する生体構造、の像をキャプチャする。第１の一連のフレームが、第１のパターン・データを投影し、第２の一連のフレームは、第２のデータを投影する。この開示によれば、第２の一連のフレームは第１の一連のフレーム中のフレーム間にインターリーブされる。第１の一連のフレーム中のフレームは、部分照明（パターンを含む）され、三次元モデル用のデータをキャプチャするために使用される。第２の一連のフレーム中のフレームは、好ましくは全照明（どのようなパターンも含まない）され、対象物のライブ・プレビューを生成するために使用される。三次元モデルに並置してライブ・プレビュー・フレームを表示することによって、操作者は、対象物の視覚的フィードバックを与えられる。全照明フレームは、部分照明されたフレーム・データによって生成された三次元モデルをテクスチャするために使用される。１つのシーケンスでは、９つの総ＣＣＤフレームのシーケンスの合計に対して、第１のセット（例えば６つの）パターン・フレームが、使用され、第２のセット（例えば３つの）照明フレームに組み入れられる。

先に述べたことは、主題のより適切な特徴のいくつかについて概説したものである。これらの特徴は、単に例証のためのものであると解釈されるべきである。

本開示の主題及びその利点のより完全な理解のために、ここで、付属の図面に併せて以降で説明する。

三次元トライアンギュレーションの基礎となる基本的なコンポーネント及び幾何学的配置を示す図である。 口腔内ハンドヘルド・ワンド(wand)装置を使用して、下処理した領域にレーザー・パターン線を投影する知られた技術を示す図である。 部分照明されたパターン線を処理することによって作成された三次元生成モデルを示す図である。 外部筐体を取り外した本開示の口腔内走査装置の光学サブシステムを示す図である。 加熱素子を含む取り外し可能な先端を示す本開示の口腔内走査装置の立面図である。 本開示のハンドヘルド口腔内装置を制御するためのシステム・アーキテクチャの一実施例を示す図である。 装置内で実施される手法を処理する好ましい三次元パイプラインを示す図である。 本開示の走査技術によって提供されるライブ・ビデオ・フィードに対して並置されるテクスチャされた三次元モデルのレンダリングを示す図である。 走査装置の立面図である。

構築された光ベースの三次元トライアンギュレーションの背景にある原理は、種々の働きで説明される。基本原理は、図１に関して説明され、この図は、対象物１０２に向けられた光源１００を示し、その反射は、電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像表面１０４にキャプチャされる。これは、基本的コンポーネント、及び三次元トライアンギュレーションの背景にある原理を感覚的に示す。この手法では、対象物のトポグラフィに因る高さの変化が、電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像表面上の投影ポイントの偏差として登録される。動作中は、レーザー・パターンが、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）装置の補助で投影される。特に、１セットのラインのシーケンスが、ＬＣＯＳから反射されたラインによって生成されて１セットの平面を、又は、歪曲が（典型的に実施される事例であるとき）関与する場合は１セットの円錐状若しくは線織面を形成する。

図２は、下処理した領域に投影したパターンを示す図である。類似の方式で、カメラＣＣＤフレーム中の各ポイントは、撮像中心又は焦点を通過する空間中のラインに対応する。好ましくは、ＬＣＯＳ及びカメラが、横方向に分離されるので、単一のＬＣＯＳピクセルによって生成される各レーザー表面と各視線との交点が、明確になる。したがって、カメラ・マトリクス上のピクセル座標及びレーザー表面の形状を知ることによって、そのピクセルに対応する三次元ポイントの座標を得ることが可能である。レーザー線が、走査した対象物の表面上に投影されるとき、カメラ平面のこれらのラインの像が、対象物表面に対応する１セットの三次元ポイントを画定する。各レーザー線に対して形成される表面の形状を得るために、較正手順が実行される。カメラ・レンズ較正は、結果として推定される（焦点距離及びレンズ歪みなどの）１セットの本質的カメラ・パラメータを用いて、碁盤格子（チェッカーボード）パターンの像を撮影することによって実行される。このことから、各カメラのピクセルに対応する光線の正確な方向が確立される。レーザー表面の形状を決定するために、周知の方向づけで周知の距離に位置された１セットの平面が走査される。連続する各平面上に投影される各ラインは、ＣＣＤマトリクス上に、１セットのピクセルとして表される像を形成し、ピクセルごとに較正平面に対する対応する方向及び実際の距離が知られているので、レーザー表面と較正平面とが交差するラインを形成するセットの三次元座標も同様にわかる。連続するライン間の補間は、図３に示す最終的に生成された三次元モデルによって表されるレーザー表面の形状を作成する。

三次元モデル用のデータをキャプチャするために使用されるフレームは、部分照明されたフレーム（図２に示すように、ＬＣＯＳがパターン中に一連のラインをペイントする）である。本開示によれば、装置の操作を容易にし、操作者にフィードバックとしてライブ・ビデオ（並びに三次元コンピュータ・データ）を提供するために、好ましい実施例は、パターンのシーケンスを使用し、そのシーケンスを通して、全照明フレームが選択的に組み入れられる。全照明フレームでは、いくつかのラインだけが投影される図２に示す部分照明される手法に比較して、全ての又は実質的に全てのラインがオンにされる。全照明フレームでは、事実上パターンがない。部分照明されたフレームは、データを提供し、そのデータから表面の三次元座標が決定される。この方式でフレームをレンダリングするための技術が、米国特許第７，１８４，１５０号で説明されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。対照的に、全照明フレームは、部分照明されたフレーム・データによって生成される三次元モデルをテクスチャするために使用される。１つのシーケンスでは、９つの総ＣＣＤフレームのシーケンスの合計に対して、第１のセット（例えば６つの）パターン・フレームが使用され、第２のセット（例えば３つの）照明フレームに組み入れられる。次いで、ソフトウェア・トラフィック・シェーパーが、２つのストリーム、つまりライブ・プレビュー・ストリーム、及び三次元モデルが生成されるデータ処理ストリーム中のキャプチャされたフレームを分離するために使用される。必要ならば、例えばコンピュータ又はストレージの効率のために、ＣＰＵの仕事量が一定の限界を超えるとき、ライブ・プレビュー・ストリームが、優先順位を諦め、いくつかのフレームをドロップする。

上記で説明した実施例では、同一の光源（例えば青色レーザー）が、第１の一連のフレームと第２の一連の（インターリーブされた）フレームの両方を生成するために使用され、単色（モノクロ）センサが使用される。カラー・ビデオ・プレビューを出力することが望ましい場合、１つ又は複数の他の光源（例えば赤色レーザー、緑色レーザー又はいくつかの組合せ）が、全照明フレームの色を変化させるために使用される。したがって、一代替実施例では、３つの異なる光源（青色、赤色及び緑色）があり、次いで、これらの全照明フレームから返ってきた結果データがカラー・ビデオ・プレビューを提供するために使用される。さらに別の代替形態として、全照明フレームが、単色光源を使用して生成され、カラー・センサーは、（カラー・ビデオ・プレビューを生成するために）反射されたデータを受信するために使用される。カラー・ビデオ画像を生成するためのさらなる別の代替例は、部分的照明青色フレームをもつ全照明の赤色及び緑色フレームを使用するものである。他の光源（例えば赤色／緑色レーザー又はＬＥＤも）は、全照明青色フレームを除去する。別の可能性は、追加の色として赤色を使用する（緑色を除外する、又は逆）ものであり、次いで、疑似カラー・ビデオ・ストリームを生成するために結果データを処理する。手法が、赤色、緑色及び青色レーザーを使用するとき、スキャナーは、単一の広帯域源又は掃引源の代わりにディスクリート・レーザーを使用して、簡略化した光干渉断層撮影（ＯＣＴ）走査を生成するために使用され得る。

図４は、口腔内装置の光学サブシステムの外部筐体を取り除いた一実施例を示す図である。光学サブシステム４００の主要な撮像コンポーネントは、レーザー４０２と、シリンダー・レンズ４０４と、スペックル縮写ディフューザ４０６と、開口部４０８と、反射板４１０と、集光レンズ４１２と、ビーム・スプリッタ４１４と、４分の１波長プレート４１５と、ＬＣＯＳ装置組立体４１６と、投影鏡筒組立体４１８と、偏光レンズ４２０とを含む。リターン（撮像）パスは、撮像鏡筒組立体４２２と、第１の撮像反射板４２４と、第２の撮像反射板４２６と、ＣＣＤセンサ４２８とを含む。

限定を意図するものではないが、好ましいレーザーは、４５０ｎｍの波長をもつ青色レーザー装置であり、したがって、基本的に投影側の光パスは偏光ベースである。この実施例では、投影は、８００×６００ピクセルの解像度で８．０μｍのピクセル・サイズを有するＬＣＯＳ装置４１６を用いて達成される。スペックル縮写ディフューザ（スペックル除去コンポーネント）は、それがなければ光源としてレーザーを使用することによって引き起こされる、スペックルの問題を除くために使用される。レーザー（代わりに例えばＬＥＤ光源）を使用して、はるかに明るい投影パターンを生じ、スキャナーがパウダーなしで口腔内を撮像することが可能になる。

図５に見られるように、口腔内装置５００は、先端部又は「先端(tip)」５０２を含むハンドヘルド・ワンドとして構成される。図９は、外部筐体のあるワンドの一実施例を示す。図５に見られるように、先端５０２は、ミラー５０４を含み、好ましくは追加のガラス窓を含まない。ミラー５０４は、装置（図４に示す光学サブシステム）の長軸から走査されるターゲット領域に向かって投影パスを反射し、ターゲット領域から返される撮像パス・データを受信する。返されたデータは、装置の長軸に転送され、ＣＣＤセンサによって撮像される。先端５０２中のミラー５０４を使用することによって、ターゲット領域の近くの表面が汚れ又は流体で汚染される可能性は、低減される。これは、ガラス窓又はプリズム表面のいずれかの汚染が光パスの集束領域に近接（又はその範囲内）し、したがって誤った測定になる可能性があるとき望ましい。反射ミラー５０４は、集束領域の外側にあり、したがって、その表面上のいずれかのわずかな欠陥又は残渣は、誤ったデータ測定になることはない。好ましくは、先端５０２が、ワンドの筐体のその他の部分から取り外し可能であり、装置が口腔内に展開されている間、ミラーは光学面の曇りを回避するために（アクティブ加熱素子５０６を用いて）加熱される。加熱素子は、鋳造プラスチック筐体中で支持された金属導電素子とすることができ、他のワンド電子装置から電流を受け取る。任意の他のタイプの加熱素子が使用され得る。図９は、取り外し可能な先端９０２を示す。この方式では、そのそれぞれが様々なミラー角度及びサイズをもつ複数の先端（その他はここで示す）は、図４に示す光学サブシステムを含む単一のワンド本体を用いて実施され得る。この方式では、別個の先端が、小柄な患者の奥の下処理した領域の走査、又は急峻な角度で視る必要があるような、より挑戦的な状況などの別個の走査シナリオのために使用され得る。

図６は、ワンド用のシステム・アーキテクチャを示す。この実施例では、３つのサブシステム、つまり撮像サブシステム、投影／照明サブシステム、及びペリフェラル・サブシステムがある。好ましくは、撮像が、６４８×４８４ピクセルのアクティブ解像度及び９μｍのピクセル・サイズをもつオーバークロック・デュアルタップＣＣＤによって達成される。

この実施例では、限定するものではないが、システム・アーキテクチャが、ＩＥＥＥ １３９４ｂ Ｓ８００リンク層、ＣＣＤ／ＡＤＣシンクロナイザ、ＬＯＣＳ及び照明シンクロナイザを含む緊密に集積されたＩＰ ＦＰＧＡコアを備える。クロスクロック・ドメインＦＩＦＯが、ＣＣＤ露光／ＬＣＯＳ投影／ＣＣＤ読出しシーケンスを、１２５μｓ又は８０００ＨｚのＩＥＥＥ１３９４バス・クロックに同期させるように実施される。ＦＰＧＡは、ＡＲＭプロセッサによって支援され、Ｉ２Ｃペリフェラル優先タスク・スケジューラを作動することなどの、ＩＥＥＥ１３９４ｂトランザクション層及び種々のハウスキーピング・システムのタスクを実施する。ＦＰＧＡは、非同期パケット受信及び送信用、同様に等時パケットとして送られるＣＣＤビデオ・データ用に深いＦＩＦＯを実施する。これは、ＡＲＭプロセッサがＩＥＥＥ１３９４非同期パケットをデキュー及びエンキューすること、及びバス・トランザクション層の仕様及び種々の用途の要件に従ってそれらを完了することが可能になるようにする、優先順位のある中断機構も実施する。システムのハウスキーピングの仕事の大部分は、ユーザ空間シフトウェアで始まり、ＡＲＭプロセッサの非同期パケットとして終わり、そこからＩ２ＣかＳＰＩのどちらかを通じて適切なペリフェラル・コンポーネントまでディスパッチされる。ソフトウェアは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ７及びＡｐｐｌｅ（登録商標）ＯＳ／Ｘなどの、非リアルタイム・オペレーティング・システム（ＯＳ）内で作動しながらハードウェア・パイプラインを維持するように設計される。Ａｎｄｒｏｉｄ又はｉＯＳ（登録商標）などの他のオペレーティング・システムが、使用されてもよい。

この実施例では、所望のレートで必要なデータ品質を提供するために、撮像システムが、わずかにオーバークロックのデュアル・タップＣＣＤからなることが好ましい。ＣＣＤは、黒オフセット補正用にいくつかの暗いカラムとロウを含む６８０×４８４ピクセルであり、最大ピクセル・クロック３０ＭＨｚをもつ２０ＭＨｚのピクセル・クロックで５７ｄＢのダイナミック・レンジを有する仕様である。投影及び照明サブシステムは、ＬＣＯＳ装置と、レーザー・ダイオード・ドライバと、４５０ｎｍ青色レーザー・ダイオードと、光スペックル除去装置とを備える。図７に示すように、好ましくはデータが、いくつかのコンピュータ資源に分散されるパイプラインで処理される。この手法では、ＣＣＤ ＡＤＣからのデータが、１ピクセルにつき８ビットであり、タップ・マッチング・ブロックを最初に通過し、ここで、両方のタップが、ルック・アップ・テーブルに従って線形化されマッチングされる。これは、先の較正ステップを意味する。トラフィック・シェーパーは、データをライブ・プレビューと三次元処理入力フレームに分離する。三次元処理入力フレームは、投影されたパターンを含む。ＧＰＵ上で、これらのフレームが、最初に再帰的サブピクセル・エッジ検出器として実施される重心検出器、コレスポンデンス・ブロック、及び最後にポイント・クラウド生成ブロックを通過する。次いで、この出力は、ＣＰＵ側でデータ平滑処理用のバイラテラル・フィルタと、走査を共にスティッチするアライメント・ブロックとを通過する。この分散処理により、並行して起こる三次元ポイント・クラウド生成を用いてパイプライン様式でアライメントを作動することが可能になる。

好ましくは、高速撮像は、（例えば操作者の手の震えに因る）エラーを最小限にするために使用される。一実施例では、良好な結果は、三次元データに対して１秒当たり約１５フレームと併せて、１秒当たり約２０フレームのライブ・プレビュー・ウィンドウで得られた。

代表的なディスプレイ・インターフェースは、一方では三次元モデル、他方ではライブ・ビデオ・プレビュー・ウィンドウを表示するために使用される。図８は、これらのビューの並置からの代表的なスクリーン・グラブを示す。これらのビューは、任意の好都合な表示フォーマット（例えば、左右、上下、オーバーレイ（又は「三次元テクスチャ」ビュー）など）で並置され得る。

より一般的には、表示方法は、上記で説明した機能性を容易にする、又は提供する、１つ又は複数のコンピュータ関連エンティティ（システム、マシン、プロセス、プログラム、ライブラリ、関数、コードなど）を使用して実施される。したがって、ワンド（及びそのシステム・アーキテクチャ）は、典型的に、所与のシステム又はサブシステムの機能性を提供するような、商品ハードウェア、オペレーティング・システム、アプリケーション・ランタイム環境、及び１セットのアプリケーション又はプロセス（例えば、リンク可能ライブラリ、ネイティブ・コードなどプラットフォームによる）を作動中のマシン（例えばデバイス又はタブレット）にインターフェース接続する。インターフェースは、ワイヤード若しくはワイヤレス、又はその組合せとすることができ、表示マシン／デバイスは、（ワンドと）共同設置されるかそれから遠隔で設置され得る。表示フレームがワンドから受信する方式は、本開示に限定されない。

代表的実施例では、主題が実施されるコンピューティング・エンティティが、ハードウェアと、オペレーティング・システムを記憶するのに適したストレージ及びメモリと、１つ又は複数のソフトウェア・アプリケーション及びデータと、従来型入力及び出力デバイス（ディスプレイ、キーボード、ジェスチャベースのディスプレイ、ポイント・アンド・クリック・デバイスなど）と、ネットワーク接続を提供する他のデバイスなどを備える。

一般的には、本開示の口腔内デジタイザ・ワンドは、患者の生体構造からの光学走査を得るためにワークステーションに関連づけられる。デジタイザは、走査レーザー・システムを用いて、修復箇所を走査し、ライブ画像をワークステーションのモニターに伝送する。したがって、本開示の技術は、Ｄ４Ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＬＬＣにより製造されたＥ４Ｄ Ｄｅｎｔｉｓｔ（商標）システムなどの、口腔内デジタル（ＩＯＤ）スキャナー及び関連するコンピュータ支援設計システムに組み込まれ得る。Ｅ４Ｄ Ｄｅｎｔｉｓｔシステムは、インレー、アンレー、全歯冠及びベニヤを作製する、包括的チェアサイドＣＡＤ ＣＡＭシステムである。システム中のハンドヘルド・レーザー・スキャナーが、口腔内で印象又はモデルのどちらかから真の三次元画像をキャプチャする。このシステムの設計ソフトウェアは、三次元仮想モデルを作成するために使用される。

一般的には、本開示によるディスプレイ・インターフェースは、少なくとも１つのプロセッサで実行可能なソフトウェア（例えば、１セットのコンピュータ・プログラム命令）で生成される。代表的な実施例は、所与のコンピュータ・コードが書き込まれ、記憶され、さもなければ埋め込まれる、有形の固定媒体を備えるコンピュータ・プログラム製品である。ディスプレイ・インターフェースは、ディスプレイ・タブ及び関連するディスプレイ・パネル又は「ビューポート」の順序付けられたセットを備える。例示の実施例は、単一のディスプレイ上の複数のビューポート内に表示されるデータ・セットを示すが、これは限定するものではなく、種々のビューは、複数のウィンドウ、ビュー、ビューポートなどを使用して表示され得る。ディスプレイ・インターフェースは、マーク付け言語ページとして表示されるビューの場合、ウェブベースとすることができる。インターフェースは、タブ・ビュー、プルダウン・メニュー、ブラウズ・オブジェクトなどの、従来型の表示対象物を露光する。

限定を意図するものではないが、上記で説明した技術は、チェアサイド義歯アイテムＣＡＤ／ＣＡＭシステム内で実施され得る。

上記では、説明した主題の一定の実施例によって実施される特定の順序のオペレーションを説明したが、こうした順序は例示的なものであると理解されるべきであり、代替の実施例は、異なる順序でそのオペレーションを実施し、一定のオペレーションを組み合わせ、一定のオペレーションを重ねることなどができる。本明細書での所与の実施例の参照は、説明した実施例が、特定の特徴、構造又は特性を含むことができることを示すが、全ての実施例が、その特定の特徴、構造又は特性を含むことは必ずしも必須ではない。さらに、システムの所与のコンポーネントは、分離して説明されてきたが、その機能のいくつかは、所与のシステム、マシン、デバイス、プロセス、命令、プログラム・シーケンス、コード部などで、組み合わされる又は共有され得ることが、当業者には理解されよう。

Claims (14)

1. 光源を使用して、第１のパターン・データ及び第２のデータを対象物に投影するステップであって、前記第１のパターン・データは第１の一連のフレーム内で投影され、前記第２のデータは第２の一連のフレーム内で投影され、前記第２の一連のフレームが前記第１の一連のフレーム中のフレーム間にフレームの１セットとしてインターリーブされる、投影するステップと、
   前記第１のパターン・データを投影することによって前記対象物から反射された第１の反射パターン・データを受信するステップと、
   前記第２のデータを投影することによって前記対象物から反射された第２の反射データを受信するステップと、
   前記第１の反射パターン・データを処理して前記対象物の三次元モデルを表す第１の情報を生成するステップと、
   前記第２の反射データを処理して前記対象物のライブ・ビデオ・プレビューを表す第２の情報を生成するステップと、
   表示フレームの１セットとして、前記ライブ・ビデオ・プレビューに対して並置された前記対象物の三次元モデルをレンダリングするステップと、を含む、走査及び表示方法。
2. 前記第１の一連のフレームが、それぞれ部分照明された１つ又は複数のフレームを含み、前記第２の一連のフレームが、全照明された１つ又は複数のフレームを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記投影するステップが、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）装置を使用して実施される、請求項１に記載の方法。
4. 前記光源が、青色レーザーである、請求項３に記載の方法。
5. １つ又は複数の光源と、
   プロセッサと、
   前記１つ又は複数の光源を制御して、第１のパターン・データ及び第２のデータを対象物に投影することであって、前記第１のパターン・データは第１の一連のフレーム内で投影され、前記第２のデータは第２の一連のフレーム内で投影され、前記第２の一連のフレームが前記第１の一連のフレーム中のフレーム間にフレームの１セットとしてインターリーブされる形で投影し、
   前記第１のパターン・データを投影することによって前記対象物から反射された第１の反射パターン・データを受信し、
   前記第２のデータを投影することによって前記対象物から反射された第２の反射データを受信し、
   前記第１の反射パターン・データを処理して前記対象物の三次元モデルを表す第１の情報を生成し、
   前記第２の反射データを処理して前記対象物のライブ・ビデオ・プレビューを表す第２の情報を生成し、
   表示フレームの１セットとして、前記ライブ・ビデオ・プレビューに対して並置された前記対象物の三次元モデルをレンダリングするように、
   前記プロセッサによって実行されるコンピュータ・プログラム命令を保持するコンピュータ・メモリとを備える、装置。
6. 前記１つ又は複数の光源が、単色レーザーを備える、請求項５に記載の装置。
7. 前記第１のパターン・データ及び第２のデータを投影し、前記第１の反射パターン・データ及び第２の反射データを受信するためのミラーをさらに含む、請求項５に記載の装置。
8. 前記ミラーを加熱するための加熱素子をさらに含む、請求項７に記載の装置。
9. 筐体をさらに含み、前記筐体が交換可能な先端を含み、前記ミラーが前記交換可能な先端中で支持される、請求項７に記載の装置。
10. 前記第１の一連のフレームが、それぞれ部分照明された１つ又は複数のフレームを含み、前記第２の一連のフレームが、全照明された１つ又は複数のフレームを含む、請求項５に記載の装置。
11. 前記１つ又は複数の光源が、前記第１の一連のフレームを投影するための第１の光源と、前記第２の一連のフレームを投影するための第２の光源とを備える、請求項５に記載の装置。
12. 前記第１の光源及び前記第２の光源が、異なる色を投影する、請求項１１に記載の装置。
13. １つ又は複数の光源を制御して、第１のパターン・データ及び第２のデータを対象物に投影することであって、前記第１のパターン・データは第１の一連のフレーム内で投影され、前記第２のデータは第２の一連のフレーム内で投影され、前記第２の一連のフレームが前記第１の一連のフレーム中のフレーム間にフレームの１セットとしてインターリーブされる形で投影し、
    前記第１のパターン・データを投影することによって前記対象物から反射された第１の反射パターン・データを受信し、
    前記第２のデータを投影することによって前記対象物から反射された第２の反射データを受信し、
    前記第１の反射パターン・データを処理して前記対象物の三次元モデルを表す第１の情報を生成し、
    前記第２の反射データを処理して前記対象物のライブ・ビデオ・プレビューを表す第２の情報を生成し、
    表示フレームの１セットとして、前記ライブ・ビデオ・プレビューに対して並置された前記対象物の三次元モデルをレンダリングするように、マシンによって実行される、プログラム。
14. 前記第１の一連のフレームが、それぞれ部分照明された１つ又は複数のフレームを含み、前記第２の一連のフレームが、全照明された１つ又は複数のフレームを含む、請求項１３に記載のプログラム。