CN109963525A - 用于使影像设备或扫描设备与牙科辅助元件对准的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尤其经由智能手机上的App逼近在影像设备或扫描设备与牙科辅助元件(10)之间的校准的相对位置以拍摄所述牙科辅助元件(10)的方法，所述牙科辅助元件例如为微型颜色索引(10)。在所述牙科辅助元件(10)上设置标记(4)，和/或将所述牙科辅助元件(10)的至少一部分用作为标记(4)。将与所述标记(4)全等或数学上相近的模板(6)叠映在所述影像设备或扫描设备的显示设备上。为了逼近所述影像设备或扫描设备和牙科辅助元件之间的校准的相对位置，检测所述模板(6)与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的一部分的重合度的改变。

Description

用于使影像设备或扫描设备与牙科辅助元件对准的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或2的前序部分所述的用于逼近在影像设备或扫描设备与牙科辅助元件之间的校准的相对位置以拍摄所述牙科辅助元件的方法。

背景技术

对于制造义齿尤其重要的是，在义齿与相邻的一个或多个天然牙齿之间实现尽可能小的色差，以便能够使修复体具有自然的外观。

为此第一个步骤是，确定相关的天然牙齿的颜色。已经提出的是，借助于基准通过比较来确定牙齿颜色。

这种基准包括用作用于选择牙齿颜色的辅助机构的颜色索引/色键(Farbschlüssel)。这种颜色索引从文献EP 2 255 749 B1中已知。这里的(微型)颜色索引具有多个色样，所述色样按矩阵的方式布置。每个色样对应于一种商业上常用的牙齿颜色，并且优选的是，彼此相近的牙齿颜色相邻地设置。这里的颜色索引固定在牙齿上，并且是固定在其前庭面上。通过光学比较能够实现，检测色样与相邻牙齿的一处表面的一致性，使得对于所述表面确定并由此检测牙齿颜色。

但是，正确地确定牙齿颜色是困难的，因为牙齿颜色不能仅单独通过颜色来确定。天然牙齿的半透明度和亮度同样对于确定牙齿颜色起到重要作用，所述半透明度和亮度还受到牙齿结构的影响。

还已经提出的是，通过影像设备拍摄牙齿的照片。利用照片进行图像分析，将图像分析的结果确定为牙齿的至少一个区域的所测得的颜色。

牙齿还表现为同色异谱的，并且牙齿的外观会随着给定的光线情况和观察角度而变化，对于人眼和对于所拍摄的牙齿和/或颜色索引的照片均是如此。这些外部因素也使得确定牙齿颜色变得困难。

发明内容

因此，本发明所基于的目的是，提供一种根据权利要求1或2的前序部分所述的方法，借助所述方法至少能够更简单和更精确地选择颜色。

所述目的根据本发明通过权利要求1或2来实现。在从属权利要求中给出有利的改进方案。

根据本发明，为了拍摄牙科辅助元件、如微型颜色索引，必要时连同待比较的牙齿一起进行拍摄，对影像设备或扫描设备和牙科辅助元件之间的相对位置进行校准。根据所述校准通过例如智能软件与图像处理相结合使影像设备位置保持不变。始终保持不变的影像设备位置或拍摄状态具体意味着：影像设备或扫描设备距牙科辅助元件的间距、影像设备或扫描设备相对于牙科辅助元件的定向和观察角度必须保持恒定。

在一个优选的实施形式中提出，在牙科辅助元件中以及在影像设备或扫描设备中使用至少一个标记或模板形式的不对称结构。在校准时，在牙科辅助元件处的不对称结构与在影像设备或扫描设备处的不对称结构重合。在完全重合的情况下，根据本发明得到所述校准。

由此，根据本发明，对于颜色确定而言，所有上述外部因素、例如光线条件或对拍摄的影响可以保持恒定。

在另一个优选的实施形式中设定，在牙科辅助元件上设置具有至少一个不对称结构的标记。在影像设备或扫描设备的显示设备上叠映与所述标记全等或数学上相近的模板。接下来，为了对影像设备或扫描设备进行校准，使所述模板与标记重合。

为了确定，所述模板是否与标记完全重合，能够用肉眼通过影像设备或经由扫描设备观察，是否只有模板的切口部分，而不是模板的切口部分之外的区域由所述标记填充。

根据本发明有利的是，在进行校准时，由于在影像设备或扫描设备的显示设备上叠映的模板，标记在模板的切口部分内部的部分和标记在模板的切口部分之外的部分之间存在色差。标记在模板的切口部分内部的部分具有相对自然的颜色，而标记在模板的切口部分之外的部分具有不透明的颜色。因此，对于观察者可以看到的是，在校准时所述模板是否已经与标记完全重合。

在另一个优选的实施形式中设定，除了将具有至少一个不对称结构的标记设置在牙科辅助元件上以外，牙科辅助元件的至少一部分或仅具有不对称结构的该部分单独地用作所述标记。为了对影像设备或扫描设备进行校准，接下来使模板与牙科辅助元件的所述部分重合。

如果牙科辅助元件是具有多个分别为方块形并按矩阵的形式布置的色样的(微型)颜色索引的形式，则所述色样的具有不对称布置的部分能够用作为标记。

在另一个优选的实施形式中设定，在影像设备中或在扫描设备中或在用于影像设备的存储器中或在用于扫描设备的存储器中作为虚拟图像保存与所述标记或牙科辅助元件的至少一部分全等的或数学上相近的模板。为了对影像设备或扫描设备进行校准，使所述模板与标记或牙科辅助元件的所述一部分重合。

在用于影像设备或扫描设备的存储器中可以存储多个这种虚拟图像，所述虚拟图像分别对应于标记显示不同形式的虚拟模板。

有利的是，借助虚拟模板避免了创建真实的模板并且同样简化模板的存储和管理。

根据本发明更为有利的是，通过影像设备或扫描设备能够识别尚未成功的校准或虚拟模板与标记尚未成功的重合，并且然后对操作者用信号告知向重合的逼近。

通过影像设备或扫描设备进行的自动识别过程可以与操作者用肉眼进行的识别过程类似地进行。但是，所述自动识别过程也能够基于其它本身已知的方式工作。有利的是，自动化识别重合的精度可以明显高于在人类观察时的精度。

特别有利的是，通过影像设备或扫描设备用信号告知向重合的逼近。由此指示操作者：调整牙科辅助元件和影像设备/扫描设备之间的间距和/或调整影像设备/扫描设备的位置和/或调整影像设备/扫描设备的取向和/或调整影像设备/扫描设备相对于牙科辅助元件的角度。

在另一个优选的实施形式中设定，在影像设备中或在扫描设备中或在用于影像设备的存储器中或在用于扫描设备的存储器中保存标记或牙齿辅助元件的至少一部分的标志性特性，尤其是关于点相互间的距离和/或线之间的角度和/或点和线的位置和/或点的色彩值的特性。

为了逼近影像设备或扫描设备与牙科辅助元件之间校准的相对位置，基于所保存的特性来搜索标记的或牙科辅助元件的一部分的特性。在搜索时特别是检测和用信号告知至少一个所述特性的标识。

例如，标记由四个具有相同直径的圆点构成，这些点设置在一个正方形的四个角上。在这种情况下对此保存以下信息：四个具有相同直径的圆点，以及这四个点之间的间距相互间的比例为1:1:根号2。

然后，在图像处理步骤中搜索具有相同直径的圆点。随后，检查搜索到的点以得到其他的信息，直至辨别出全部四个点。

有利的是，借助所保存的特性同样避免了创建真实的模板。

此外，所述实施形式提供下述可能性：在影像设备或扫描设备中能简单地改变或更新所述标记的特性或牙科辅助元件的部分的特性。

在另一个优选的实施形式中设定，如果尚未实现重合，则在影像设备或扫描设备的视觉面上叠映辅助元件、如箭头。辅助元件可以指示可实现重合的方向。

例如，在影像设备或扫描设备的视觉面上显示的、向右指向的箭头表示，影像设备/扫描设备应向右移动。分别向上、向下、向左和向右指向的四个箭头表示，应增大牙齿与影像设备/扫描设备之间的间距。一个弯曲的箭头或两个彼此相对置的弯曲的箭头表示，应相应地调节影像设备/扫描设备相对于牙齿或牙科辅助元件的取向。向右指向一个黑点的箭头表示，影像设备/扫描设备的右侧部分应绕平行于牙科辅助元件的标记的轴线朝所述牙科辅助元件转动，从而使在影像设备/扫描设备与牙科辅助元件之间所要求的拍摄角度例如正好是90°。

在另一个优选的实施形式中设定，模板在影像设备或扫描设备的视觉面上叠映。为此，模板能够以本身已知的方式与影像设备镜头的壳体相邻地连接，使得模板、尤其是模板的切口部分位于影像设备镜头的中央处并且与影像设备镜头重合。

在另一个优选的实施形式中设定，在虚拟图像上叠映并且由图像识别设备检测物理存在的模板。所述图像可以预先存储在用于影像设备或扫描设备的存储器中。在校准过程中，从存储器中调取所述图像并且将其显示在影像设备或扫描设备的显示设备上。接下来，将虚拟模板叠映到所述图像中，并且此后由图像识别设备检测所述虚拟模板。所述图像连同叠映的模板一起用于校准。

在另一个优选的实施形式中设定，识别模板的叠映并且根据模板的叠映位置输出用于影像设备或扫描设备的校准提示。尤其是在将模板叠映到虚拟图像中之后，激活用于影像设备或扫描设备的校准提示。相应地，检测模板的叠映位置并将其用作用于校准的起始点。基于所述位置和牙齿或牙科辅助元件的位置自动地生成并且然后显示例如箭头形式的校准提示。

在另一个优选的实施形式中设定，校准提示涉及影像设备的对焦或可电子控制的检测区域，并且以此为基础在需要时改变对图像的检测。基于牙齿与影像设备/扫描设备之间的当前间距生成对焦提示，并且基于影像设备/扫描设备的当前位置和基于影像设备/扫描设备的取向和基于影像设备/扫描设备相对于牙科辅助元件的角度对影像设备的可电子控制的检测区域的可能的改变给出指示。

在另一优选的实施形式中设定，对于影像设备的使用者，校准提示构造成视觉的和/或声音的和/或机械的提示。视觉的校准提示例如可以是上述箭头或适于清楚地向用户指示影像设备或扫描设备的正确校准的其它符号。

声音提示例如以语音输出的形式实现，如“影像设备现在偏转！”或“间距错误！”，通过所述声音提示能够将相应的信息传达给用户。

在另一个优选的实施形式中设定，模板与所述标记或牙科辅助元件的一部分之间的一致性或重合通过视觉的、声音的或机械的显示或者通过触发影像设备来用信号告知。

在模板与标记正确地完全重合的情况下，能够在影像设备或扫描设备的显示设备上显示例如以下信息：“校准完成！”。备选地或除此以外，能够以与校准阶段期间的声音提示不同的声音方式向用户通知影像设备的校准完成。

在另一个优选的实施形式中设定，所述标记或牙科辅助元件的一部分具有设置在一条线中的点或多条线，以用于识别角度误差。

特别有利的是，在由方块形的色样或陶瓷网格结构构成的颜色索引中，各色样通过确定的列间距彼此分开。根据本发明可以在所述列之内设有设置在一条线中的点或多条线。

只有在影像设备相对于颜色索引或牙齿正交地布置时，即当达到预先规定的最佳拍摄角时，这些点或线才是在校准期间通过影像设备可见的。

在模板上也可以设置这样的点或线。可以由影像设备或扫描设备检测，颜色索引上的点或线是否与模板的相应点行或标记一致，以便确定角度误差。

附图说明

由以下参考附图对本发明的实施例的描述中得出其它优点、细节和特征。

其中：

图1以正视图示出具有在根据本发明的方法中使用的微型颜色索引的一个实施形式和具有三个门齿的示意性示出的布置结构；

图2以正视图示出具有在根据本发明的方法中使用的微型颜色索引的另一个实施形式和具有三个门齿的示意性示出的布置结构；

图3a示出在执行根据本发明的方法的一个实施形式期间标记和模板的示意性示出的状态；

图3b示出在执行根据图3a的根据本发明的方法的实施形式期间标记和模板的另一个示意性示出的状态；

图3c示出在执行根据图3a的根据本发明的方法的实施形式期间标记和模板的另一个示意性示出的状态；

图3d示出在执行根据图3a的根据本发明的方法的实施形式期间标记和模板的另一个示意性示出的状态；

图4a示出在执行根据本发明的方法的另一个实施形式期间标记和模板的示意性示出的状态；

图4b示出在执行根据图4a的根据本发明的方法的实施形式期间标记和模板的另一个示意性示出的状态；

图4c示出在执行根据图4a的根据本发明的方法的实施形式期间标记和模板的另一个示意性示出的状态；

图5示出在根据本发明的方法中使用的微型颜色索引的另一个示意性示出的实施形式；以及

图6示出用于根据本发明的方法的一个实施形式的流程的框图。

具体实施方式

在根据本发明的方法中使用的微型颜色索引10的在图1中示出的实施形式以本身已知的方式固定地设置在所示出的门齿3之一上。为了将微型颜色索引10的颜色与门齿3的颜色、尤其是位于中间的门齿3的颜色进行比较，通过影像设备或扫描设备拍摄至少一张照片，以用于颜色确定。

根据图1示出的微型颜色索引10具有十六个色样2，这些色样按四乘四矩阵的形式布置。与矩阵相邻地在基板5上设置有L形的标记4。为了对影像设备或扫描设备进行校准，使影像设备或扫描设备的模板6与标记4重合。

在根据本发明的方法中使用的微型颜色索引10的在图2中示出的实施形式与在图1中示出的实施形式的区别在于，根据本发明不再需要基板5和设置在基板上的标记4，而是对应于根据图2通过斜线表示的部分使矩阵的一部分本身形成L形的标记。为了对影像设备或扫描设备进行校准，接下来使模板与色样2的该部分重合。

根据图3a至4c，分别在影像设备或扫描设备的检测区域7中示出在对影像设备或扫描设备进行校准期间标记4和模板6的一个状态。关于微型颜色索引10，仅示出其标记4。没有示出微型颜色索引10的(其它)色样2和可能的基板5。

在根据图3a至3d示出的根据本发明的方法的实施形式中，使用与标记4全等的L形模板6，所述模板叠映在影像设备或扫描设备的显示设备上。

从图3a中可见的是，在影像设备或扫描设备的检测区域7中，标记4明显小于模板6并且显示在所述模板的切口部分之内。这意味着，在影像设备或扫描设备与微型颜色索引10之间的间距明显大于额定间距。此时，影像设备或扫描设备的操作者应相应地使将影像设备或扫描设备靠近微型颜色索引10。

根据图3b，在影像设备或扫描设备的检测区域7中，标记4显示为略大于模板6。这意味着，在影像设备或扫描设备与微型颜色索引10之间的间距略小。根据图3b，标记4具有在模板6的切口部分之内可见的部分4x和在模板6的切口部分之外由于模板6的不透明的材料而不是清晰可见的部分4y。标记4的可见部分4x具有相对自然的颜色，而标记4的不是清晰可见的部分4y具有不透明的颜色。

根据本发明，利用在自然的颜色和不透明的颜色之间的色差。对于影像设备或扫描设备的使用者而言特别有利的是，在接近重合时，通过该色差能确定，模板6尚未与标记4完全重合。

从图3c中可见的是，影像设备或扫描设备相对于微型颜色索引10的相对位置不是最佳的。此时，影像设备或扫描设备的操作者应相应地针对微型颜色索引10适配调整影像设备或扫描设备的位置。

图3d示出模板6与标记4的成功重合。

在根据图4a至4c示出的根据本发明的方法的实施形式中，使用与标记4全等的L形模板6，所述模板作为虚拟图像保存在影像设备或扫描设备中。在影像设备或扫描设备的视觉面上作为辅助元件叠映箭头12、14和文字说明16，所述辅助元件用于，用信号告知对重合的逼近和/或成功重合。

从图4a中可见的是，模板6相对于标记4偏转，即影像设备或扫描设备相对于微型颜色索引10偏转。这通过影像设备或扫描设备以本身已知的方式实时识别。根据本发明，相应地在影像设备或扫描设备的显示设备上，显示两个彼此相对置的、向内弯曲的箭头12形式的对影像设备或扫描设备的转动的提示。

根据图4b，影像设备或扫描设备不仅相对于微型颜色索引10偏转，而且其与微型颜色索引10也具有错误的间距并且处于错误位置中。

在这种情况下，根据本发明通过影像设备或扫描设备确定，首先要调节影像设备或扫描设备的位置。相应地，在影像设备或扫描设备的显示设备上，向上指向的箭头14形式的提示和向右指向的箭头14形式的提示来指示影像设备或扫描设备向右上方的移动。

根据本发明通过影像设备或扫描设备识别模板6与标记4的成功重合，并且同时在显示设备上自动地用文字说明16“校准完成！”表明所述成功重合(参见图4c)。

根据本发明，与人类观察相比，根据图4a至4c通过影像设备或扫描设备对重合的自动识别具有明显更高的精度。

在根据图5示出的微型颜色索引10的实施形式中，色样2通过确定的列间距20彼此分开。通过斜线标注的色样2形成用于校准的标记4。

根据本发明，在与这些色样2相邻的列20中设置有多个点30，所述点优选也可以是彩色的。只有当影像设备相对于颜色索引10正交地定向时，所述点30在校准过程中才是通过影像设备可见的。此时才实现了预先规定的最佳拍摄角度。

在微型颜色索引10的一个没有示出的实施形式中设定，标记4具有颜色、例如绿色，并且仅在准确的前视图中看上去为绿色，而在其它观察角度下所述标记显现为其它颜色。由此，根据本发明确保对于拍摄有正确的观察角度。

在微型颜色索引10的另一个没有示出的实施形式中，为了检查在影像设备或扫描设备和微型颜色索引10之间是否存在要求的正交性，考虑和利用微型颜色索引10的外部轮廓。为此，例如事先对应于影像设备和微型颜色索引10的正交布置将微型颜色索引10预先规定的外部轮廓存储在影像设备或扫描设备中。在校准时，将所述预先规定的外部轮廓与微型颜色索引10的通过影像设备或扫描设备检测到的外部轮廓进行比较。在一致的情况下，则确认在影像设备或扫描设备和微型颜色索引10之间存在要求的正交性。

在微型颜色索引10的没有示出的另一个实施形式中，使用多于一个具有不同颜色的标记。颜色差异根据本发明确保了影像设备或扫描设备相对于微型颜色索引10的正确校准。

为了执行在图6中示出的根据本发明的方法，例如使用具有相应的App(应用程序)的商业上常用的智能手机。为了对智能手机的影像设备进行校准，首先启动App(见步骤40)。接着，该App要求用户进行校准(见步骤42)，其方式为用户通过使影像设备接近微型颜色索引10来寻找在智能手机的屏幕上显示的符号或模板6(见步骤44)。确认发现符号(见步骤46)并且发现符号引发对拍摄条件的分析(见步骤48)。如果不满足拍摄所需的参数，如拍摄角度、影像设备的取向、影像设备相对于符号的间距和位置，则App将这种情况通知给用户，并且要求用户校准影像设备(见步骤50)。如果满足所有这些参数，则拍摄微型颜色索引10和要进行比较的牙齿3的照片(参见步骤52)。

Claims (13)

1.用于特别是经由智能手机上的App逼近影像设备或扫描设备与牙科辅助元件(10)之间的校准的相对位置以拍摄所述牙科辅助元件(10)的方法，所述牙科辅助元件例如为微型颜色索引(10)，其特征在于，

-在所述牙科辅助元件(10)上设置标记(4)，和/或将所述牙科辅助元件(10)的至少一部分用作标记(4)，

-在所述影像设备或扫描设备的显示设备上叠映与所述标记(4)全等或数学上相近的模板(6)，以及

-为了逼近所述影像设备或扫描设备与牙科辅助元件之间的校准的相对位置，检测所述模板(6)与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的一部分的重合度的改变。

2.用于特别是经由智能手机上的App逼近影像设备或扫描设备与牙科辅助元件(10)之间的校准的相对位置以拍摄所述牙科辅助元件(10)的方法，所述牙科辅助元件例如为微型颜色索引(10)，其特征在于，

-在所述牙科辅助元件(10)上设置标记(4)，和/或将所述牙科辅助元件(10)的至少一部分用作标记(4)，

-在所述影像设备中或在所述扫描设备中或在用于所述影像设备的存储器中或在用于所述扫描设备的存储器中作为虚拟图像保存与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的至少一部分全等的或数学上相近的模板(6)或者保存所述标记(4)的或所述牙齿辅助元件(10)的至少一部分的标志性的特性，尤其是关于点相互间的距离和/或线之间的角度和/或点和线的位置和/或点的色彩值的特性，和

-为了逼近所述影像设备或扫描设备与所述牙科辅助元件之间的校准的相对位置，检测所述模板(6)与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的一部分的重合度的改变，和/或用信号告知所述重合度和/或所述重合度的改变，或者为了逼近所述影像设备或扫描设备与所述牙科辅助元件之间的经校准的相对位置，基于所保存的特性来搜索所述标记(4)的或所述牙科辅助元件(10)的一部分的所述特性，其中，在搜索时尤其是检测和用信号告知至少一个所述特性的标识。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述标记(4)设有至少一个不对称性结构。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，为了逼近所述影像设备或扫描设备与所述牙科辅助元件之间的校准的相对位置，显示在所述模板(6)与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的所述部分之间的距离，和/或用信号告知所述距离的改变。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了逼近所述影像设备或扫描设备与所述牙科辅助元件之间的校准的相对位置，使所述模板(6)与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的所述部分重合或者基本上重合，或者相互对齐。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，如果尚未实现重合，在所述影像设备或扫描设备的视觉面(7)上叠映辅助元件、如箭头(12、14)，所述辅助元件指示这样的方向，沿所述方向能通过在所述牙科辅助元件(10)或带有所述牙科辅助元件(10)的患者与所述影像设备或扫描设备之间的相对运动来实现重合。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述影像设备或扫描设备的视觉面(7)上，尤其是在智能手机上叠映所述模板(6)。

8.根据权利要求1、3至7之一所述的方法，其特征在于，将物理上存在的模板(6)叠映在虚拟图像上，并由图像识别设备检测所述模板并且将其转换为数据，并且基于所述数据，为了逼近所述影像设备或扫描设备与所述牙科辅助元件之间的校准的相对位置，检测所述模板(6)与所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的所述部分的重合度的改变，和/或用信号告知所述重合度和/或所述重合度的改变。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据所述模板(6)相对于所检测的图像的位置输出用于所述影像设备或扫描设备的校准提示(12、14、16)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述校准提示(12、14)涉及所述影像设备的对焦或可电子控制的检测区域(7)，并且以此为基础在需要时改变对所述图像的检测。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述校准提示(12、14、16)构造成用于所述影像设备的用户的视觉的和/或声音的和/或机械的提示，尤其是构造成振动和/或脉冲。

12.根据权利要求5至11之一所述的方法，其特征在于，通过视觉的、声音的或机械的显示(16)或者通过触发所述影像设备来用信号告知在所述模板(6)和所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的一部分之间存在一致性或重合。

13.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述标记(4)或所述牙科辅助元件(10)的所述部分具有设置在一条线中的点(30)或多个线，以用于识别角度误差，能够检测所述点或线与所述模板(6)的相应点排或标记的一致性，以确定角度误差。