CN107624047A - 用于对牙科对象进行三维测量的相机和方法 - Google Patents

用于对牙科对象进行三维测量的相机和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对牙科对象（2）进行三维测量的方法和相机（1），所述相机（1）包括：至少一个光源（3），其发出照明光束（4）；至少一个投影掩模（5），其产生投影图案；聚焦光学器件（6），其在相对于所述牙科相机（1）界定的焦距（8）处在锐聚焦平面（7）中显示所述投影图案，其中所述对象（2）将投影到所述对象（2）上的所述投影图案反射为观察光束（9）并且借助于传感器（10）获取所述观察光束（9）。在所述对象（2）的所述测量期间，以在多个界定的扫描位置之间渐进地调整所述锐聚焦平面（7）相对于所述相机（1）的所述焦距（8）的方式控制所述聚焦光学器件（6），其中观察掩模（12）安置于在所述传感器（10）前方的所述观察光束（9）的光束路径中，其中所述观察掩模（12）相对于所述投影掩模（5）固定地对准。所述投影掩模（5）由含有多个彩色滤光片（13、20、21、22、23）的多个投影图案元件组成。所述观察掩模（12）同样由含有多个彩色滤光片（14、30、31、32、33）的多个观察掩模元件组成。

Description

用于对牙科对象进行三维测量的相机和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对牙科对象进行三维测量的相机，包括：至少一个光源，其发出照明光束；至少一个投影掩模，其产生投影图案；聚焦光学器件，其在相对于牙科相机界定的焦距处在锐聚焦平面中显示投影图案，其中所述对象将投影到所述对象上的投影图案反射为观察光束，并且借助于传感器获取所述观察光束。
背景技术
目前先进技术已知用于对牙科对象进行三维测量的多种方法和相机。
WO 2012/083967 A1公开一种使用光学共焦测量方法对对象进行光学3D测量的装置，其中，除了第一光源之外，还使用至少一个第二光源，使用光导将所述第二光源的光耦合到所述装置的光束路径中。此外，其公开例如彩色LED或LED等光源可与彩色滤光片组合使用，借以能以交替方式接通光源以确保均匀照明。
WO 2010/145669 A1公开一种用于使用光学共焦测量方法对对象进行光学3D测量的装置。在此情况中，将随时间改变的图案投影到对象上。所述改变的图案是借助于呈轮形式的电机驱动式机械构件所产生。
这些方法的一个缺点是，随时间改变的投影图案是使用例如电机驱动式轮形投影光栅的可移动投影构件在照明光束路径中所产生。对机械驱动式投影光栅的不正确控制或不正确致动可能致使定位错误，其结果是会获得对象的不正确三维图像数据。
另一缺点是，所述方法仅实现对象的三维测量，而不能实现色彩测量。
因而，本发明的任务是提供如下相机：其具有紧凑设计并且能实现对牙科对象的无错误测量和色彩测量。
发明内容
本发明涉及一种用于对牙科对象进行三维测量的相机，包括：至少一个光源，其发出照明光束；至少一个投影掩模，其产生投影图案；聚焦光学器件，其在相对于牙科相机界定的焦距处在锐聚焦平面中显示投影图案，其中所述对象将投影到所述对象上的投影图案反射为观察光束，并且借助于传感器获取所述观察光束。在测量对象期间，以在多个界定的扫描位置之间渐进地调整锐聚焦平面相对于相机的焦距的方式控制聚焦光学器件。观察掩模安置于在传感器前方的观察光束的光束路径中，其中观察掩模相对于投影掩模固定地对准。投影掩模由含有多个彩色滤光片的多个投影图案元件组成。观察掩模同样由含有多个彩色滤光片的多个观察掩模元件组成。
可连续地执行对聚焦光学器件的调整，其中仅在界定的扫描位置处离散地读取图像的图像数据。
相机可以手持件形式集成到常规外壳中。光源可为例如发出具有宽光谱的照明光束的白色LED，或彩色LED群组。投影构件可为由多个彩色滤光片组成的光栅，或由液晶元件（liquid-crystal element，LCD）制成的彩色数字光投影仪，其视需要受控制并且产生投影图案。聚焦光学器件是可调整的并且将投影图案聚焦到形成的锐聚焦平面上，借以锐聚焦平面渐进地变化以便可扫描整个对象。扫描位置彼此之间可具有例如0.1 mm的距离。
本发明的相机根据表示深度扫描共焦三维测量方法和色彩矩阵的组合的方法操作。关于彩色滤光片的布置，投影掩模可匹配观察掩模，借以投影掩模元件或对应的照明掩模元件可对应于传感器的单个像素，或例如对应于传感器的2×2的四个像素群组或例如对应于3×3的九个像素群组。如此则以锐聚焦显示投影图案并且锐层的位置与对象的对象表面一致，特定像素的强度值达到其最大值，借以周围观察掩模元件相对于所述像素呈现不同的色彩。如果投影图案模糊并且对象表面的位置与锐层的位置不一致，那么对象在图像中看起来模糊不清。接着，强度值针对每个观察掩模元件减小，借以逸出观察掩模元件边界的观察光束被阻挡，这是因为周围观察掩模元件的彩色滤光片呈现不同色彩。
这在一个像素中造成类似于共焦强度分布的强度分布，即一个像素中随焦点位置而变的强度在对象位置对应于聚焦位置时达到其最大值。
替代地，可以类似于深度的方式从聚焦方法确定确定像素的局部空间对比度。这可通过评估一像素相对于邻近像素的强度的强度来达成。因此，如果对象安置于焦点位置中，那么局部对比度将达到其最大值。
因此，随焦距而变的强度值的信号曲线的局部对比度得到改进，且因此信号最大值与信号背景之间的比率得到改进。
此相机的一个优点是，投影掩模和观察掩模由彩色滤光片组成的事实使得能无需移动零件对对象进行三维测量。
此相机的另一优点是，通过评估个别观察掩模元件的强度值能实现对对象表面的色彩测量。
投影图案的特定投影掩模元件在观察掩模的平面中的图像的尺寸可有利地对应于对应的观察掩模元件的尺寸，其中投影掩模元件中的彩色滤光片和对应的观察掩模元件中的彩色滤光片至少部分地实现待穿过的一致光谱范围。
因而，仅安置于对应的观察元件内的投影图案的观察光束到达传感器，借以逸出观察掩模元件边界的观察光束被阻挡，这是因为周围观察掩模元件呈现不同色彩并且因此仅允许不同光谱范围穿过。
光源可有利地为发出宽色谱的白色LED，或多个彩色LED的组合。
因此，光源可发出具有宽光谱（例如，具有类似于日光的光谱）的照明光束。
投影掩模和/或观察掩模可有利地由多个光学彩色滤光片构成，或为包括液晶元件（LCD）的彩色数字光投影仪，其产生投影图案的个别彩色投影掩模元件。
因此可借助于投影掩模和/或借助于观察掩模产生具有所要布置的彩色图案元件的任何形状的投影图案。
投影掩模和/或观察掩模可有利地包括棋盘状图案，其中正方形投影掩模元件和/或正方形观察掩模元件安置为邻近于彼此且无间隙。
因此，传感器的成像平面中的每个投影掩模元件或每个观察掩模元件对应于单个像素的尺寸或四个或九个像素的正方形像素群组的尺寸。因此，可针对每个像素读取与特定观察掩模元件相关联的强度值。
投影掩模和/或观察掩模可有利地由蓝色、绿色、黄色和红色的彩色滤光片组成，借以四个彩色滤光片的正方形群组包括蓝色的彩色滤光片、绿色的彩色滤光片、黄色的彩色滤光片和红色的彩色滤光片，使得每个彩色滤光片不具有相同色彩的邻近彩色滤光片。
因此，个别彩色滤光片的色谱不重叠，使得可分别评估四个色彩通道。基于个别观察掩模元件在所述原色中的强度值，也可确定对象表面的相应区的色彩。
投影掩模和/或观察掩模可有利地以某种方式设定尺寸并且对准，使得投影图案的每个投影掩模元件和/或每个对应的观察掩模元件被投影到传感器的一个像素上，从而使得图案元件在传感器的平面中的所投影图像对应于像素的尺寸。
因此，简化了对强度值的评估和确定。这样做的原因是，此设计中的每个像素被指派给观察掩模元件。
投影掩模和/或观察掩模可有利地以某种方式设定尺寸并且对准，使得投影图案的每个投影掩模元件和/或每个对应的观察掩模元件被投影到由传感器的四个像素组成的一个正方形像素群组上，从而使得投影掩模元件和/或观察掩模元件的所投影图像对应于所述像素群组的尺寸。
这与所提及的替代方案相比，确实减小了分辨率。但是改进了感光度，其结果是可降低曝光时间。
在测量对象期间，可有利地在每个扫描位置中取得图像，其中借助于此图像针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件确定强度值。
因此，直接通过读取个别像素来确定强度值。传感器可为CCD传感器或CMOS传感器。
借助于算术单元并且使用随焦距而变的强度值，可有利地针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件确定对象的对象表面的深度信息，从而因此允许测量对象的三维表面数据。
因此，针对每个观察掩模元件根据焦距确定强度值。随后可借助于算术单元获得最大强度值处的焦距，所述焦距对应于对象表面针对相应观察掩模元件的焦距。以此方式，可产生完整三维表面数据。
使用至少四个邻近投影掩模元件的强度值，可有利地借助于算术单元获取色彩值，从而获得牙科对象的色彩测量。
因此，通过使用不同彩色滤光片的个别强度值能实现对对象的色彩测量。因此，根据此方法执行借助于上述相机的三维测量。
此方法的一个优点是，借助于相对于彼此对准的投影掩模和观察掩模执行三维测量，而不需要可机械移动的组件。
另一优点是，除了三维测量之外，还能实现对对象的色彩测量。
本发明另外涉及一种用于借助于相机对牙科对象进行三维测量的方法，所述相机包括：至少一个光源，其发出照明光束；至少一个投影掩模，其产生投影图案；聚焦光学器件，其在相对于牙科相机界定的焦距处在锐聚焦平面中显示投影图案，其中所述对象将投影到所述对象上的投影图案反射为观察光束，并且借助于传感器获取所述观察光束。在测量对象期间，以在多个界定的扫描位置之间渐进地调整锐聚焦平面相对于相机的焦距的方式控制聚焦光学器件。观察掩模安置于在传感器前方的观察光束的光束路径中，其中观察掩模相对于投影掩模固定地对准。投影掩模由含有多个彩色滤光片的多个投影图案元件组成。观察掩模同样由含有多个彩色滤光片的多个观察掩模元件组成。对象所反射的投影图案因此在借助于传感器被获取之前穿过观察掩模的彩色滤光片。
此方法因而允许借助于上文所描述的相机对牙科对象进行测量。
因而，此方法的一个优点是，能在无需移动零件的情况下对对象进行三维测量。这能改进系统的差错易感性。
此方法的另一优点是，除了三维测量之外，还能实现对对象的色彩测量。
投影图案的特定投影掩模元件在观察掩模的平面中的图像的尺寸可有利地对应于对应的观察掩模元件的尺寸。投影掩模元件和对应的观察掩模元件中的彩色滤光片可进而至少部分地实现待穿过的一致光谱范围。
因而，允许观察掩模元件内的观察光束穿过到传感器的相应像素，借以由于模糊成像逸出观察掩模元件边界的此观察掩模元件的观察光束被阻挡，这是因为周围彩色滤光片呈现不同色彩。
光源可有利地为发出宽色谱的白色LED，或多个彩色LED的组合。
因此，光源可发出宽光谱，即类似于日光的光谱。
投影掩模和/或观察掩模可有利地包括棋盘状图案，其中正方形投影掩模元件和/或正方形观察掩模元件安置为邻近于彼此且无间隙。
投影掩模和/或观察掩模的网格状布置与传感器上的像素的布置一致。
投影掩模和/或观察掩模可有利地由蓝色、绿色、黄色和红色的彩色滤光片组成，借以四个彩色滤光片的正方形群组包括蓝色的彩色滤光片、绿色的彩色滤光片、黄色的彩色滤光片和红色的彩色滤光片，使得每个彩色滤光片不具有相同色彩的邻近彩色滤光片。
因而，能以独立于彼此的方式评估具有原色的色彩通道，借以每个彩色滤光片不具有相同色彩的邻近彩色滤光片。因此，阻挡所述彩色滤光片外部的观察光束。
投影掩模和/或观察掩模可有利地以某种方式设定尺寸并且对准，使得投影图案的每个投影掩模元件和/或每个对应的观察掩模元件被投影到传感器的一个像素上，从而使得图案元件在传感器的平面中的所投影图像对应于像素的尺寸。
因而，所读取的像素的强度值对应于单个观察掩模元件。因此，简化了对象的深度信息的评估和确定。
在测量对象期间，可有利地在每个扫描位置中取得图像，其中借助于此图像针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件确定强度值。
借助于算术单元并且使用随焦距而变的强度值，可有利地针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件获得对象的对象表面的深度信息，从而因此允许测量对象的三维表面数据。
因此，确定最大强度值处的焦距，借以所述焦距对应于所述观察掩模元件的区中的对象表面的深度信息。
使用至少四个邻近投影掩模元件的强度值，可有利地借助于算术单元获取色彩值，从而获得牙科对象的色彩测量。
因而，能以快速且容易的方式实现色彩测量以及三维测量。因而，可基于邻近彩色滤光片的原色的比率，计算对应于相应对象表面的区中的色彩值的色彩值。
附图说明
参考图式阐释本发明。所述图式展示：
图1为用于对牙科对象进行三维测量的相机的简图，
图2为具有多个彩色滤光片的投影掩模的简图；
图3为说明由多个彩色滤光片制成的观察掩模的结构的简图；
图4为投影掩模的侧视图的简图；
图5为特定观察掩模元件的强度值；
图6为观察掩模的彩色滤光片中的四个彩色滤光片群组的强度值的简图。
具体实施方式
图1展示用于对牙科对象2（例如牙齿）进行三维测量的相机1的简图，其中所述相机包括发出照明光束4的至少一个光源3。光源3可例如为发出宽色谱的白色LED，或多个彩色LED的组合。
所述相机进一步包括产生投影图案的投影掩模5。聚焦光学器件6在相对于牙科相机1界定的焦距8处在锐聚焦平面7中以锐聚焦显示照明光束4。对象2将所投影的投影图案反射为观察光束9，借以借助于传感器10（例如CCD传感器或CMOS传感器）获取观察光束9。在测量对象期间，即在扫描程序期间，以在多个界定的扫描位置11（表示为平行线）之间渐进地调整锐聚焦平面7相对于相机1的焦距8的方式控制聚焦光学器件6。观察掩模12安置于在传感器10前方的观察光束9的光束路径中，其中观察掩模12相对于投影掩模5固定地对准。投影掩模5由多个不同色彩的彩色滤光片13构成。观察掩模同样由多个不同色彩的彩色滤光片14构成。照明光束4借助于光束分光器15朝向对象2偏转。彩色滤光片13和投影掩模5的布置对应于观察掩模中的彩色滤光片14的布置，使得如果以锐聚焦显示投影图案并且锐层7的位置与对象2的表面16一致，那么传感器10上的对应像素或像素群组的强度值达到其最大值，这是因为观察掩模12的周围彩色滤光片14呈现不同色彩。如果投影图案模糊并且对象2的表面16的位置与锐层7的位置不一致，那么对象在图像中看起来模糊，其结果是强度值减小。
这是由以下事实造成：逸出观察掩模元件边界的观察光束被不同色彩的邻近彩色滤光片14阻挡。因此，根据焦距测量每个像素的强度值，使得可针对每个像素获得对象的表面16的深度信息。因此，借助于算术单元17（例如计算机），基于传感器10的图像数据计算整个对象2的三维模型18。除了三维测量之外，对个别彩色滤光片的强度值的评估也能实现对对象2的表面16的色彩测量。
图2展示具有由多个彩色滤光片13组成的示意性结构的投影掩模5的简图。彩色滤光片布置为四个彩色滤光片的正方形群组，所述四个彩色滤光片由用G标记的绿色的彩色滤光片20、用B标记的蓝色的彩色滤光片21、用Y标记的黄色的彩色滤光片22以及用R标记的红色的彩色滤光片23组成。
因此，每个彩色滤光片13不具有相同色彩的邻近彩色滤光片。
观察光束9穿过聚焦光学器件6并且借助于光束分光器19朝向传感器10偏转。
图3展示用以说明图1的由多个彩色滤光片14组成的观察掩模12的结构的简图，其中绿色的彩色滤光片30、蓝色的彩色滤光片31、黄色的彩色滤光片32和红色的彩色滤光片33的布置匹配图2的投影掩模5的布置。
图4展示具有彩色滤光片13的投影掩模5和具有彩色滤光片14的观察掩模12的侧视图的简图，以说明本发明的方法的功能原理。具有宽带谱的照明光束4照射投影掩模，借以示意性地展示蓝色谱的强度分布40。在本发明的情况中，以模糊方式显示投影图案，这是因为锐层不与图1的对象2的表面16一致；仅示出为虚线的第一部分41到达观察掩模12的蓝色滤光片31。蓝色光的强度的第二部分42被邻近的绿色的彩色滤光片30阻挡，使得蓝色通道的强度在以锐聚焦显示投影图案的情况下达到最大值并且在图像模糊的情况下减小。因此，针对每一通道（即，绿色、蓝色、黄色和红色的彩色滤光片）根据焦距8确定强度值。
图5展示随焦距8而变的观察掩模12的特定观察掩模元件（例如绿色、蓝色、黄色或红色彩色滤光片）的强度值50，其中强度值的分布展现最大值51，所述最大值处于锐层内并且因此表示对象2的表面16上的相应测量点的深度信息。以此方式获得对象2的所有测量点的个别深度信息，并且计算图1的三维模型18。
图6展示图3的观察掩模12的彩色滤光片30、31、32和33中的四个彩色滤光片群组的强度值的简图。接着可从绿色的彩色滤光片30的第一强度值60、蓝色的彩色滤光片31的第二强度值61、黄色的彩色滤光片32的第三强度值62和红色的彩色滤光片33的第四强度值63确定对象2的表面16的特定测量点处的色彩。因此，可执行对对象2的完整色彩测量。
参考符号
1 相机
2 对象
3 光源
4 照明光束
5 投影掩模
6 聚焦光学器件
7 锐聚焦平面
8 焦距
9 观察光束
10 传感器
11 夹持位置
12 观察掩模
13 彩色滤光片
14 彩色滤光片
15 光束分光器
16 表面
17 算术单元
18 光束分光器
20 绿色的彩色滤光片
21 蓝色的彩色滤光片
22 黄色的彩色滤光片
23 红色的彩色滤光片
30 绿色的彩色滤光片
31 蓝色的彩色滤光片
32 黄色的彩色滤光片
33 红色的彩色滤光片
40 强度分布
41 第一部分
42 第二部分
50 强度值
51 强度值的最大值
60 第一强度值
61 第二强度值
62 第三强度值
63 第四强度值。

Claims (20)

1.一种用于对牙科对象（2）进行三维测量的相机（1），包括：至少一个光源（3），其发出照明光束（4）；至少一个投影掩模（5），其产生投影图案；聚焦光学器件（6），其在相对于所述牙科相机（1）界定的焦距（8）处在锐聚焦平面（7）中显示所述投影图案，其中所述对象（2）将投影到所述对象（2）上的所述投影图案反射为观察光束（9）并且借助于传感器（10）获取所述观察光束（9），其特征在于，在所述对象（2）的所述测量期间，以在多个界定的扫描位置之间渐进地调整所述锐聚焦平面（7）相对于所述相机（1）的所述焦距（8）的方式控制所述聚焦光学器件（6），其中观察掩模（12）安置于在所述传感器（10）前方的所述观察光束（9）的光束路径中，其中所述观察掩模（12）相对于所述投影掩模（5）固定地对准，其中所述投影掩模（5）由含有多个彩色滤光片（13、20、21、22、23）的多个投影图案元件组成，其中所述观察掩模（12）同样由含有多个彩色滤光片（14、30、31、32、33）的多个观察掩模元件组成。
2.根据权利要求1所述的相机（1），其特征在于所述投影图案的特定投影掩模元件在所述观察掩模（12）的所述平面（7）中的图像的尺寸对应于对应的观察掩模元件的尺寸，其中所述投影掩模元件中的彩色滤光片（13、20、21、22、23）和所述对应的观察掩模元件中的彩色滤光片（14、30、31、32、33）至少部分地实现待穿过的一致光谱范围。
3.根据权利要求1或2所述的相机（1），其特征在于所述光源（3）是发出宽色谱的白色LED，或多个彩色LED的组合。
4. 根据权利要求1到3中任一权利要求所述的相机（1），其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）由多个光学彩色滤光片（13、14、20、21、22、23、30、31、32、33）组成，或为由液晶元件（liquid-crystal element，LCD）组成的彩色数字光投影仪，其产生所述投影图案的个别彩色投影掩模元件。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的相机（1），其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）包括棋盘状图案，其中正方形投影掩模元件和/或正方形观察掩模元件安置为邻近于彼此且无间隙。
6.根据权利要求5所述的相机（1），其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）由蓝色、绿色、黄色和红色彩色滤光片（13、14、20、21、22、23、30、31、32、33）组成，其中四个彩色滤光片的正方形群组包括蓝色的彩色滤光片（21）、绿色的彩色滤光片（20）、黄色的彩色滤光片（22）和红色的彩色滤光片（23），使得每个彩色滤光片（20、21、22、23、30、31、32、33）不具有相同色彩的邻近彩色滤光片。
7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的相机（1），其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）以某种方式设定尺寸并且对准，使得所述投影图案的每个投影掩模元件和/或每个对应的观察掩模元件被投影到所述传感器（10）的一个像素上，从而使得所述图案元件在所述传感器（10）的所述平面（7）中的所述所投影图像对应于所述像素的尺寸。
8.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的相机（1），其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）以某种方式设定尺寸并且对准，使得所述投影图案的每个投影掩模元件和/或每个对应的观察掩模元件被投影到由所述传感器（10）的四个像素组成的一个正方形像素群组上，从而使得所述投影掩模元件和/或所述观察掩模元件的所述所投影图像对应于所述像素群组的尺寸。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的相机（1），其特征在于，在所述对象（2）的所述测量期间，在每个扫描位置（11）中取得图像，其中借助于此图像针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件确定强度值（50、60、61、62、63）。
10.根据权利要求9所述的相机（1），其特征在于，借助于算术单元（17）并且使用随所述焦距（8）而变的所述强度值（50、60、61、62、63），针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件确定所述对象（2）的对象表面（16）的深度信息，因此实现对所述对象（2）的三维表面数据（18）的测量。
11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的相机（1），其特征在于，借助于所述算术单元（17）并且使用至少四个邻近投影掩模元件的所述强度值（60、61、62、63），产生色彩值，以便获得所述牙科对象（2）的色彩测量。
12.一种用于借助于相机（1）对牙科对象（2）进行三维测量的方法，所述相机（1）包括：至少一个光源（3），其发出照明光束（4）；至少一个投影掩模（5），其产生投影图案；聚焦光学器件，其在相对于所述牙科相机（1）界定的焦距（8）处在锐聚焦平面（7）中显示所述投影图案，其中所述对象（2）将投影到所述对象（2）上的所述投影图案反射为观察光束（9）并且借助于传感器（10）获取所述观察光束（9），其特征在于，在所述对象（2）的所述测量期间，以在多个界定的扫描位置（11）之间渐进地调整所述锐聚焦平面（7）相对于所述相机（1）的所述焦距（8）的方式控制所述聚焦光学器件（6），其中观察掩模（12）安置于在所述传感器（10）前方的所述观察光束（9）的光束路径中，其中所述观察掩模（12）相对于所述投影掩模（5）固定地对准，其中所述投影掩模（5）由含有多个彩色滤光片（13、20、21、22、23）的多个投影图案元件组成，其中所述观察掩模（12）同样由含有多个彩色滤光片（14、30、31、32、33）的多个观察掩模元件组成，其中所述对象（2）反射的所述投影图案穿过所述观察掩模（12）的所述彩色滤光片（14、30、31、32、33）。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述投影图案的特定投影掩模元件在所述观察掩模（12）的所述平面（7）中的图像的尺寸对应于对应的观察掩模元件的尺寸，其中所述投影掩模元件和所述对应的观察掩模元件中的所述彩色滤光片（13、14、20、21、22、23、30、31、32、33）至少部分地实现待穿过的一致光谱范围。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于所述光源（3）是发出宽色谱的白色LED，或多个彩色LED的组合。
15.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）包括棋盘状图案，其中正方形投影掩模元件和/或正方形观察掩模元件安置为邻近于彼此且无间隙。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）由蓝色、绿色、黄色和红色彩色滤光片（20、21、22、23、30、31、32、33）组成，其中四个彩色滤光片的正方形群组包括蓝色的彩色滤光片（21）、绿色的彩色滤光片（20）、黄色的彩色滤光片（22）和红色的彩色滤光片（23），使得每个彩色滤光片不具有相同色彩的邻近彩色滤光片。
17.根据权利要求12到16中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述投影掩模（5）和/或所述观察掩模（12）以某种方式设定尺寸并且对准，使得所述投影图案的每个投影掩模元件和/或每个对应的观察掩模元件被投影到所述传感器（10）的一个像素上，从而使得所述图案元件在所述传感器（10）的所述平面（7）中的所述所投影图像对应于所述像素的尺寸。
18.根据权利要求12到17中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述对象（2）的所述测量期间，在每个扫描位置（11）中取得图像，其中借助于此图像针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件确定强度值（60、61、62、63）。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，借助于算术单元（17）并且使用随所述焦距（8）而变的所述强度值（60、61、62、63），针对每个投影掩模元件和/或针对每个对应的观察掩模元件获得所述对象（2）的对象表面的深度信息，因此实现对所述对象（2）的三维表面数据的测量。
20.根据权利要求12到19中任一权利要求所述的方法，其特征在于，借助于所述算术单元（17）并且使用至少四个邻近投影掩模元件的所述强度值（60、61、62、63），产生色彩值，以便获得所述牙科对象（2）的色彩测量。
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