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Die Erfindung betrifft eine kontaktlos arbeitende Dentalvorrichtung zur Ermittlung von Zahnfarben.
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Vorrichtungen zur Ermittlung von Zahnfarben sind allgemein bekannt, beispielsweise durch
WO 02/086431 ,
EP 1 307 716 B1 ,
WO 00/63661 ,
JP 01052450 A ,
JP 01052451 A ,
JP 01052452 A ,
JP 01052453 A ,
JP 01052454 A ,
JP 01052455 A ,
US 6,210,159 B1 ,
US 6,206,669 B1 ,
US 6,132,210 ,
US 5,961,324 ,
US 5,766,006 B1 und
EP 2 133 820 A2 .
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Die Funktionsweise der bekannten Vorrichtungen ist so, dass auf optischem Wege an einer Stelle oder mehreren Stellen eines zu untersuchenden Zahnes die jeweilige Zahnfarbe bestimmt wird, um anhand von Zahnfarbenmustern bei einer sich anschließenden zahnmedizinischen Behandlung die dentaltechnischen Materialien so wählen zu können, dass der behandelte Zahn eine gewünschte Farbe erhält, die dem ursprünglichen Zahn entspricht und/oder sich farblich in die Umgebung in dem Kiefer des Patienten einpasst.
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Nachteilig ist hierbei, dass die Farbtemperatur des Umgebungslichtes das Ergebnis der Zahnfarbenbestimmung maßgeblich beeinflusst. Das Ergebnis also beispielsweise davon abhängig ist, ob die Bestimmung der Zahnfarbe bei Tageslicht oder bei Kunstlicht bzw. einem Mischlicht erfolgt.
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Im Ergebnis ist festzuhalten, dass erfahrungsgemäß etwa 15 % aller betreffenden Behandlungen zu einer Zahnfarbe des behandelten Zahnes führen, die nicht den Anforderungen bzw. den Wünschen des Patienten entspricht. Dadurch können Nachbehandlungen erforderlich werden, die sowohl für den behandelnden Zahnarzt als auch für den Patienten zeitaufwendig und kostspielig und darüber hinaus für den Patienten unangenehm sind.
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Um Einflüsse des Umgebungslichtes auf das Ergebnis der Zahnfarbenbestimmung auszuschließen oder zu verringern, ist es, beispielsweise aus der
DE 10 2009 023 052 A1 , bekannt, an der zur Bestimmung der Zahnfarbe verwendeten Dentalvorrichtung eine Manschette oder ähnliches vorzusehen, die auf den zu untersuchenden Zahn aufgesetzt wird und das Umgebungslicht soweit wie möglich ausblendet.
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Aus hygienischen Gründen handelt es sich bei der Manschette um einen Einwegartikel, der nach Benutzung entsorgt werden muss, was Kosten verursacht und die Umwelt belastet. Zum anderen ist die Handhabung einer entsprechenden Dentalvorrichtung für den behandelnden Zahnarzt schwierig und für den Patienten unangenehm.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dentalvorrichtung zur Bestimmung von Zahnfarben anzugeben, die hinsichtlich ihrer Anwendung verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Die Erfindung löst sich von den Gedanken, die Bestimmung von Zahnfarben mittels einer mit Zahnkontakt arbeitenden Dentalvorrichtung auszuführen. Ihr liegt vielmehr der Gedanke zugrunde, die Bestimmung von Zahnfarben kontaktlos, also ohne Zahnkontakt, auszuführen. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Zahnfarbenbestimmung bei Umgebungslicht auszuführen und die Einflüsse des Umgebungslichtes durch geeignete Filtermaßnahmen auszuschalten oder zumindest zu verringern.
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Die Erfindung sieht dementsprechend Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines zu untersuchenden Zahnes mit Beleuchtungslicht bei Umgebungslicht vor, wobei wenigstens ein Farbsensor zur Erfassung und spektralen Untersuchung des von dem Zahn reflektierten Lichtes vorgesehen ist und wobei dem Farbsensor erfindungsgemäß Filtermittel zur wenigstens teilweisen Trennung eines von dem Beleuchtungslicht herrührenden Signalanteiles von einem vom dem Umgebungslicht herrührenden Signalanteil zugeordnet sind.
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Da erfindungsgemäß die Zahnfarbenbestimmung also mittels einer kontaktlos arbeitenden Dentalvorrichtung vorgenommen wird, ist die Handhabung der Dentalvorrichtung sowohl für den behandelnden Zahnarzt als auch für den Patienten angenehmer und unkomplizierter gestaltet. Aufgrund der kontaktlosen Funktionsweise erübrigt es sich unter hygienischen Gesichtspunkten, nach jeder Zahnfarbenbestimmung einen Bestandteil der Dentalvorrichtung auszutauschen, wie dies bei Dentalvorrichtungen aus dem Stand der Technik in Bezug auf die verwendete Manschette erforderlich ist. Dies spart Kosten und entlastet die Umwelt.
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Erfindungsgemäß kann die Trennung von Signalanteilen, die von dem Beleuchtungslicht herrühren und damit in Bezug auf die Zahnfarbenbestimmung ein Nutzsignal darstellen, von Signalanteilen, die von dem Umgebungslicht herrühren und damit ein Störsignal darstellen, auf beliebig geeignete Weise erfolgen. So ist es erfindungsgemäß beispielsweise möglich, für das Beleuchtungslicht einen Spektralbereich zu wählen, der außerhalb des Spektralbereichs des Umgebungslichtes liegt. Bei dieser Ausführungsform ist die Empfindlichkeit des Farbsensors dann auf die spektrale Zusammensetzung des Beleuchtungslichtes abgestimmt. Mit anderen Worten ist bei einer solchen Ausführungsform der Farbsensor hinsichtlich seiner spektralen Empfindlichkeit so ausgestaltet, dass er für von dem Beleuchtungslicht herrührende Signalanteile, also das Nutzsignal, relativ empfindlich und für von dem Umgebungslicht herrührende Signalanteile, also das Störsignal, unempfindlich oder nur in einem Maße empfindlich ist, dass das Ergebnis der Zahnfarbenbestimmung in nicht nennenswertem Maße beeinflusst wird.
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Eine andere Möglichkeit der Filterung besteht darin, mittels des Farbsensors sowohl das Nutzsignal als auch das Störsignal zu erfassen und eine Trennung von Nutz- und Störsignal erst dem Farbsensor nachgeordnet mit geeigneten Signalverarbeitungsmitteln auszuführen.
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In diesem Zusammenhang sieht eine äußert vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Beleuchtungsmittel zum Abstrahlen von moduliertem Beleuchtungslicht ausgebildet und eingerichtet sind. Aufgrund der Modulation des Beleuchtungslichtes und damit des Nutzsignales ist es im Wege der Signalverarbeitung auf relativ einfache Weise möglich, das Nutzsignal von dem Störsignal zu trennen.
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Bei der vorgenannten Ausführungsform kann die Modulation des Beleuchtungslichtes nach einem beliebig geeigneten Modulationsverfahren erfolgen, wobei unter einem Modulationsverfahren im Sinne der Erfindung beispielsweise auch Multiplexverfahren verstanden werden. So ist es erfindungsgemäß beispielsweise möglich, nach Art eines CDMA-Verfahrens das Beleuchtungslicht einer Codespreizung zu unterwerfen, die dem Farbsensor nachgeordnet rückgängig gemacht wird.
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Insoweit sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform mit dem modulierten Beleuchtungslicht vor, dass das Beleuchtungslicht amplitudenmoduliert ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass sie sowohl hinsichtlich der Modulation als auch hinsichtlich der dem Farbsensor nachgeordneten Signalverarbeitung nur einen relativ geringen apparativen Aufwand erfordert. Die Beleuchtungsmittel können erfindungsgemäß auf beliebige geeignete Weise ausgestaltet sein. Dies gilt sowohl für den apparativen Aufbau als auch für die spektrale Zusammensetzung des Beleuchtungslichtes. So kann das Beleuchtungslicht beispielsweise breitbandig gewählt sein, wobei insbesondere Weisslicht verwendet werden kann. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, für das Beleuchtungslicht einen eingeschränkten Spektralbereich vorzusehen, beispielsweise auch in Form einer Spektrallinie oder einiger Spektrallinien. Erfindungsgemäß ist die Empfindlichkeit des Farbsensors auf die spektrale Verteilung des Beleuchtungslichtes abgestimmt.
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In Bezug auf den apparativen Aufbau sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Beleuchtungsmittel wenigstens eine vorzugsweise weiße LED aufweisen. LEDs stehen als relativ einfache und kostengünstige Lichtquellen zur Verfügung, die sowohl eine hohe Lichtleistung und Lebensdauer als auch eine relativ geringe Leistungsaufnahme aufweisen.
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Erfindungsgemäß kann der Farbsensor der erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Hierbei können beliebige Vorrichtungen verwendet werden, die für die spektrale Verteilung des Beleuchtungslichtes empfindlich sind. So kann erfindungsgemäß grundsätzlich beispielsweise ein Spektrometer als Farbsensor verwendet werden. Um den Aufbau der erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten, sieht eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Farbsensor ein Halbleiterfarbsensor ist. Derartige Halbleiterfarbsensoren stehen als relativ einfache und kostengünstige Standardbauteile zur Verfügung. Im einfachsten Falle kann der Halbleiterfarbsensor als RGB-Sensor ausgebildet sein, der drei Ohotodioden aufweist, von denen jeweils eine von einem Farbfilter für die Farben Rot, Grün und Blau versehen ist. Um die spektrale Empfindlichkeit des Halbleiterfarbsensors zu erhöhen, kann auch eine höhere Anzahl von Photodioden verwendet werden, wobei im Rahmen der Bestimmung von Zahnfarben beispielsweise eine Verwendung von 6 Photodioden ausreichend ist.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Filtermittel dem Farbsensor nachgeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Trennung des Nutzsignales (von dem Beleuchtungslicht herrührende Signalanteile) von dem Störsignal (von dem Umgebungslicht herrührende Signalanteile) also dem Farbsensor nachgeordnet.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform mit dem amplitudenmodulierten Beleuchtungslicht sieht vor, dass die Filtermittel einen Hochpass aufweisen, dessen Grenzfrequenz so gewählt ist, dass von dem modulierten Beleuchtungslicht herrührende Signalanteile durchgelassen werden. Entsprechende Hochpässe sind auf relativ einfachem Wege realisierbar, so dass insoweit der apparative Aufwand der erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung gering gehalten ist.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Kamera aufweist zur Erfassung eines Farbbildes des Zahnes, wobei die Beleuchtungseinrichtung relativ zu der Kamera derart ausgerichtet oder ausrichtbar ist, dass eine von dem Farbsensor erfasste Messstelle innerhalb des Sichtfeldes der Kamera liegt. Diese Ausführungsform ermöglicht es, insbesondere simultan mit der Zahnfarbenbestimmung ein Farbbild des Zahnes im Bereich der Beleuchtungsstelle bzw. um die Beleuchtungsstelle herum aufzunehmen. Das Farbbild kann dann entweder separat von der Zahnfarbenbestimmung oder im Zusammenhang mit derselben ausgewertet werden.
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Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, dass die Kamera mit den Auswertungsmitteln in Signalübertragungsverbindung steht zur Übermittlung eines Farbbildes des Zahnes zu den Auswertungsmitteln, die anhand des Ausgangssignales des Farbsensors als Farbreferenz für die Messstelle und des flächigen Farbverlaufes in dem Farbbild einen flächigen Farbverlauf des Zahnes ermitteln. Bei dieser Ausführungsform dient die für die Messstelle als Referenzpunkt ermittelte Farbe als Farbreferenz, die – im Rahmen der Kalibrierung des Farbsensors – eine absolute Farbreferenz darstellt. Ausgehend von dieser absoluten Farbreferenz können erfindungsgemäß anhand des von der Kamera erfassten Farbbildes für zu der Messstelle beabstandete Stellen des Zahnes relative Farbwerte ermittelt werden, so dass im Ergebnis ein flächiger Farbverlauf des Zahnes ermittelt werden kann. Auf diese Weise erübrigen sich separate Messungen an unterschiedlichen Stellen des Zahnes. Bei dieser Ausführungsform wird der flächige Farbverlauf des Zahnes somit nicht aus dem Farbbild aus sich heraus ermittelt, sondern vielmehr als relativer Farbverlauf in Bezug zu der (absoluten) Farbreferenz an der Messstelle. Auf diese Weise wird das Ergebnis der Zahnfarbenbestimmung beispielsweise durch einen nicht korrekten oder nicht passenden Weissabgleich der Kamera nicht beeinflusst. Mit anderen Worten dienen bei dieser Ausführungsform die Messdaten des Farbsensors als Kalibrierungsdaten für die Messergebnisse der Kamera, so dass auf diese Weise exakte Farbwerte auch außerhalb der Messstelle ermittelt werden.
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Eine Auskoppelung auf die Kamera kann bei der vorgenannten Ausführungsform auf beliebige geeignete Weise erfolgen, insoweit sieht eine relativ einfach und damit kostengünstig herstellbare Ausführungsform vor, dass in dem Strahlengang vor der Kamera ein Strahlteller angeordnet ist zur Aufkopplung auf die Kamera.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist im Anspruch 11 angegeben. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 12 bis 20 angegeben. In Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren und seine Weiterbildungen ergeben sich sinngemäß die gleichen Eigenschaften und Vorteile, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Dentalvorrichtung und ihre Weiterbildungen beschrieben worden sind.
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Die erfindungsgemäße Dentalvorrichtung ist nicht nur im Bereich der Zahnheilkunde verwendbar, sondern auch in anderen medizinischen Bereichen. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Dentalvorrichtung auch in industriellen Applikationen außerhalb des Medizinbereiches verwendbar. Dementsprechend ist eine erfindungsgemäße Verwendung im Anspruch 21 angegeben. Die erfindungsgemäße Verwendung sieht die Verwendung einer kontaktlos arbeitenden erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung in einer industriellen Applikation zur Farbermittlung vor. Unter einer industriellen Applikation werden erfindungsgemäß alle Applikationen verstanden, die außerhalb des Medizinbereiches liegen. Beispielshalber und insbesondere kann die erfindungsgemäße Verwendung die Vermessung von lackierten Oberflächen, die Kalibrierung von Farbdisplays und die Farbenmischung betreffen. Vielfältige weitere Applikationen sind erfindungsgemäß möglich.
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Erfindungsgemäß kann es – im Rahmen der gewünschten Messgenauigkeit – grundsätzlich ausreichend sein, für den Abstand der Dentalvorrichtung zu dem zu untersuchenden Zahn bei der Zahnfarbenbestimmung einen bestimmten Wert vorzugeben, den die Bedienperson der Dentalvorrichtung bei der Zahnfarbenbestimmung möglichst genau einhält und der bei der Auswertung berücksichtigt wird. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, kann in die erfindungsgemäße Dentalvorrichtung auch eine Abstandsmesseinrichtung integriert sein. Auf diese Weise ist die Messgenauigkeit erhöht.
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Um die Messgenauigkeit weiter zu erhöhen, kann in die erfindungsgemäße Dentalvorrichtung auch eine 3D-Messeinrichtung zur 3D-Vermessung des Zahnes bzw. seines Umfeldes im Kiefer seines Patienten vorgesehen sein. Auf diese Weise ist die Messgenauigkeit weiter erhöht, indem berücksichtigt werden kann, dass auch die Zahnstellung und -krümmung einen Einfluss auf das Messergebnis haben können.
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Die Auswahl von geeigneten Materialien unter Verwendung des Messergebnisses des Zahnfarbenbestimmung anhand von Zahnfarbmustern ist dem Fachmann allgemein bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.
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Falls entsprechend den jeweiligen Anforderungen erforderlich, kann dem Beleuchtungsmittel der erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung eine Beleuchtungsoptik zugeordnet sein, um das Beleuchtungslicht in der gewünschten Weise zu formen.
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Erfindungsgemäß kann auch dem Farbsensor bzw. der Kamera eine beliebig geeignete Beobachtungsoptik zugeordnet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte stark schematisierten Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen und in beliebiger geeigneter Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von der Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
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Es zeigt:
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1 in einer stark schematisierten, blockschaltbildartig Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung,
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2 in gleicher Darstellung wie 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dentalvorrichtung und
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3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Anordnung eines Messfeldes eines Farbsensors der Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2 relativ zum Sichtfeld einer Kamera.
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In 1 ist stark schematisiert und blockschaltartig ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen kontaktlos arbeitenden Dentalvorrichtung 2 zur Bestimmung (Ermittlung) von Zahnfarben dargestellt, die nachfolgend auch kurz als Vorrichtung bezeichnet wird. Unter der Bestimmung einer Zahnfarbe wird erfindungsgemäß auch die Bestimmung von Opaleszenten oder anderen die Farbwahrnehmung beeinflussenden Oberflächenmerkmalen von Zähnen verstanden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 ist vorwiegend zur Bestimmung von Zahnfarben vorgesehen. Sie ist jedoch auch zur Farbbestimmung in anderen medizinischen oder technischen Bereichen, beispielsweise auf der Haut oder in anderen Bereichen einsetzbar.
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Die Vorrichtung 2 weist Beleuchtungsmittel 4 zum Beleuchten eines zu untersuchenden Zahnes mit Beleuchtungslicht bei Umgebungslicht auf. Der zu untersuchende Zahn ist in 1 durch eine Ebene 6 schematisiert. Falls entsprechend den jeweiligen Anforderungen wünschenswert oder erforderlich, kann den Beleuchtungsmitteln 4 eine Optik zur Strahlformung des Beleuchtungslichtes zugeordnet sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 weist ferner eine Farbsensor 8 zur Erfassung und spektralen Untersuchung des von dem Zahn reflektierten Lichtes auf. Der Farbsensor ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Halbleiterfarbsensor 8 gebildet, dem eine Beobachtungsoptik 10 zugeordnet ist, die einen Messfleck des Halbleiterfarbsensors 8 auf dem zu untersuchenden Zahns 6 und damit eine Messstelle definiert. Der Halbleiterfarbsensor 8 dient zur Erfassung und spektralen Untersuchung des von dem Zahn 6 reflektierten Lichtes.
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Mittels des Halbleiterfarbsensors 8 wird das von dem Zahn 6 reflektierte Licht erfasst und spektral untersucht, beispielsweise hinsichtlich der Grundfarben Rot/Grün/Blau. Der Halbleiterfarbsensor 8 kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen eine beliebige Anzahl von Photodioden aufweisen.
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Dem Halbleiterfarbsensor 8 ist eine Signalanpassungseinrichtung 12 nachgeordnet, in der beispielsweise eine Verstärkung, gegebenenfalls auch Entrauschung, der Ausgangssignale des Halbleiterfarbsensors 8 ausgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß sind dem Farbsensor, also bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Halbleiterfarbsensor 8 Filtermittel der zur wenigstens teilweisen Trennung eines von dem Beleuchtungslicht herrührenden Signalanteiles von einem von dem Umgebungslicht herrührenden Signalanteil zugeordnet. Da von dem Beleuchtungslicht herrührende Signalanteile im Kontext der Erfindung das auszuwertende Nutzsignal darstellen, während von dem Umgebungslicht herrührende Signalanteile ein Störsignal darstellen, dienen die Filtermittel 16 also zur Trennung des Nutzsignales von dem Störsignal. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Beleuchtungsmittel 4 zum Abstrahlen von moduliertem Beleuchtungslicht ausgebildet und eingerichtet. Zu diesem Zweck sind der Lichtquelle bzw. dem Lichtquellen der Beleuchtungsmittel 4 Modulationsmittel zugeordnet, die in 1 schematisch bei dem Bezugszeichen 14 angedeutet sind und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Amplitudenmodulation des Beleuchtungslichtes ausführen.
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In 1 sind die Filtermittel mit den Bezugszeichen 16 bezeichnet und den Signalanpassungsmitteln 12 und damit dem Halbleiterfarbsensor 8 nachgeordnet, so dass die Trennung der von dem Beleuchtungslicht herrührenden Signalanteile (Nutzsignal) von den von dem Umgebungslicht herrührenden Signalanteilen (Störsignal) auf Signalverarbeitungsebene erfolgt. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, die Filterung zur Trennung von Nutzsignal und Störsignal auf andere Weise auszuführen, beispielsweise dadurch, dass die Beleuchtungsmittel in einem Spektralbereich abstrahlen, der über eine optische Filterung eine Trennung von Nutz- und Störsignal ermöglicht. Beispielsweise können die Photodioden des Halbleiterfarbsensors 8 mit optischen Filtern versehen sein, so dass sie ausschließlich oder überwiegend in dem Spektralbereich des Beleuchtungslichtes ansprechen und auf diese Weise der Störeinfluss des Umgebungslichtes optisch herausgefiltert wird.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Filtermittel 16 einen Hochpass auf, dessen Grenzfrequenz so gewählt ist, dass von dem modulierten Beleuchtungslicht herrührende Signalanteile durchgelassen werden. Der Hochpass bewirkt also im Frequenzbereich eine Trennung des Nutzsignales von dem Störsignal.
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Das Ausgangssignal der Filtermittel 16 wird in Auswertungsmittel 18 eingespeist, die anhand der Ausgangssignale der Filtermittel 16 die Zahnfarbe an der jeweiligen Messstelle bestimmen. Wie oben ausgeführt, ist die Messstelle durch den Messfleck des Halbleiterfarbsensors 8 definiert, der seinerseits durch die Beobachtungsoptik 10 definiert ist.
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Wie anhand der so ermittelten Zahnfarbe unter Heranziehung von Zahnfarbmustern geeignete Dentalmaterialien für die Behandlung des Zahnes 6 ausgewählt werden können, ist dem Fachmann allgemein bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.
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Die Erfindung ermöglicht damit kontaktlos und unter Umgebungslicht auf einfache und zuverlässige Weise die Ermittlung von Zahnfarben. Falls gewünscht oder entsprechend den jeweiligen Anforderungen erforderlich kann die Bestimmung der Zahnfarbe in Bezug auf denselben Zahn nacheinander an verschiedenen Stellen ausgeführt werden, um Informationen über den flächigen Farbverlauf des Zahnes 6 zu erhalten.
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Grundsätzlich kann die Messung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 ohne Synchronisation zwischen den Modulationsmitteln 4 und den Filtermitteln 16 ausgeführt werden. Falls wünschenswert oder entsprechend den jeweiligen Anforderungen erforderlich, kann jedoch auch eine Synchronisation zwischen den Modulationsmitteln 14 und den Filtermitteln 16 ausgeführt werden, wie in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 20 angedeutet.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zu dem Halbleiterfarbsensor 8 eine Kamera 22 vorgesehen ist, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Digitalkamera mit einem Farbbildsensor gebildet ist. Zur Auskopplung des von der Beobachtungsoptik 10 gelieferten Bildes auf die Kamera 22 ist ein Strahlteiler 24 vorgesehen, der beispielsweise durch einen semitransparenten Spiegel gebildet werden kann.
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Die Kamera 22 dient zur Erfassung eines Farbbildes des Zahnes 6, wobei die Beleuchtungsmittel 4 relativ zu der Kamera 22 derart ausgerichtet oder ausrichtbar sind, dass eine von den Beleuchtungsmitteln beleuchtete, vorzugsweise im Wesentlichen punktförmige Messstelle innerhalb des Sichtfeldes der Kamera 22 liegt. Wie oben ausgeführt, ist die Messstelle durch den Messfleck des Halbleiterfarbsensors 8 und damit durch die Beobachtungsoptik 10 definiert.
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Wie in 2 durch eine Linie 24 angedeutet, steht die Kamera mit den Auswertungsmitteln 18 in Signalübertragungsverbindung zur Übermittlung eines Farbbildes des Zahnes 6 zu den Auswertungsmitteln 18, die anhand des Ausgangssignales des Halbleiterfarbsensors 8 als Farbreferenz für die Messstelle und des flächigen Farbverlaufes in dem von der Kamera erfassten Farbbild einen flächigen Farbverlauf des Zahnes 6 ermitteln. Während der Halbleiterfarbsensor 8 dazu dient, an der Messstelle eine (im Rahmen der Kalibirierung des Halbleiterfarbsensors 8) absolute Farbreferenz zu erhalten, dient das von der Kamera 22 aufgenommene Farbbild dazu, ausgehend von der absoluten Farbreferenz an der Messstelle relative Farbwerte des Zahnes entfernt von der Messstelle und damit insgesamt einen flächigen Farbverlauf des Zahnes 6 zu ermitteln. Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 ermöglicht es damit, in einer einzigen Messung mit hoher Zuverlässigkeit den flächigen Farbverlauf eines Zahnes zu ermitteln. Separate Messungen an verschiedenen Stellen erübrigen sich damit.
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In 3 ist schematisch verdeutlicht, dass ein durch die Beobachtungsoptik 10 definierter Messfleck 26 des Halbleiterfarbsensors innerhalb des von der Kamera 22 erfassten Sichtfeldes 28 liegt.
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Die Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 sind in dem Fachmann bekannter Weise in einem handgehaltenen und handgeführten Gehäuse aufgenommen, das aufgrund der schematisierten Darstellung in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Art und Weise, wie die Bestandteile der Vorrichtung 2 in dem Gehäuse aufgenommen und mit Strom versorgt werden ist genauso wie die Art und Weise der Datenübertragung von der Vorrichtung 2 dem Fachmann allgemein bekannt und wird daher dem Fachmann hier nicht näher erläutert.
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Um Auswirkungen einer Temperaturdrift der Beleuchtungsmittel 4, beispielsweise von verwendeten Leuchtdioden, auf die spektrale Zusammensetzung des Beleuchtungslichtes zu erfassen und ggf. zu kompensieren, kann die erfindungsgemäße Dentalvorrichtung 2 wenigstens einen den Beleuchtungsmitteln 4 zugeordneten Temperatursensor aufweisen. Mittels des Temperatursensors wird dann während des Betriebs der Dentalvorrichtung 2 die Temperatur der Lichtquellen der Beleuchtungsmittel 4 gemessen, so dass anhand einer vorbekannten Temperatur-Frequenz-Kennlinie eine spektrale Verschiebung des Beleuchtungslichtes festgestellt und bei der Auswertung der Ausgangssignale des Farbsensors 16 durch die Auswertungsmittel 18 berücksichtigt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 02/086431 [0002]
- EP 1307716 B1 [0002]
- WO 00/63661 [0002]
- JP 01052450 A [0002]
- JP 01052451 A [0002]
- JP 01052452 A [0002]
- JP 01052453 A [0002]
- JP 01052454 A [0002]
- JP 01052455 A [0002]
- US 6210159 B1 [0002]
- US 6206669 B1 [0002]
- US 6132210 [0002]
- US 5961324 [0002]
- US 5766006 B1 [0002]
- EP 2133820 A2 [0002]
- DE 102009023052 A1 [0006]
