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Das vorliegende Patent für eine gewerbliche Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den dentalen Einsatz zum Unterscheiden der Farbe von Zähnen.
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Eines der Hauptprobleme bei dem Ersetzen von Zähnen oder eines Teiles der Zahnstruktur entsteht durch die notwendig Farb-Übereinstimmung zwischen dem original Zahn und dem Ersatz. Eine Farb-Bestimmung ist äußerst wichtig für den Zahnarzt, um ein natürliches Aussehen des Ersatzes zu erlangen. Daher ist es wichtig, die Farbe des vorhandenen Zahnes zu kennen damit der Ersatz genau zugeordnet werden kann.
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In der Dentalbranche werden empirisch subjektive Verfahren verwendet, die auf standardisierten Farbskalen basieren, erstellt von Unternehmen die die Aufbaumaterialien herstellen. Eine Farbskala, die bei der Mehrheit der Anwender verbreitet ist, ist die VitaTM-Skala, die sechzehn verschiedenen Farbtöne umfasst. Andere weniger verbreitete Skalen enthalten Orientierungshilfen, angeboten von BioformTM und SR-Vivadent.
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Allerdings werden diese Skalen in einer rudimentären Weise verwendet. Die Orientierungshilfe ist eine Kunststoff- oder Metallplatte mit einer Vielzahl von Farbmustern, die als ein Zahn gestaltet ist, beispielsweise ein Vorderzahn. Im Allgemeinen entnimmt der Zahnarzt, um die Zahnfarbe eines Patienten festzustellen, eines der Farbmuster aus der Orientierungshilfe und legt es nah an den Zahn des Patienten, so dass der Zahnarzt die genaust mögliche Übereinstimmung erkennen kann. Nach der Bestimmung der Farbe des Zahnes, wird die Information in der folgenden Prozedur verwendet. Offensichtlich ist ein solches Verfahren willkürlich, da es von der Subjektivität des Zahnarztes bei der Erzielung einer optischen Beurteilung abhängt.
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In der adhäsiven oder rekonstruktiven Zahnmedizin, sind beispielsweise die Verbundmaterialien, die für die Wiederherstellung verwendet werden, bereits durch den Namen aus dem Bereich der Farbskala festgelegt, zum Beispiel durch eine der sechzehn Farben der VitaTM-Skala. Genauer gesagt, falls die Wiederherstellung erforderlich ist, muss die Farbe des Zahns des Patienten bestimmt werden und perfekt durch den Zahnarzt erkannt werden oder exakt an das verantwortliche Labor mitgeteilt werden, um die Rekonstruktion herzustellen.
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Die Prozedur, die verwendet wird, um das Material für eine bestimmte Zahnfarbe auszuwählen impliziert einige Schwierigkeiten bei der Beurteilung und der Herstellung der korrekten Farb-Bestimmung. Wenn zum Beispiel der Zahnarzt eine Wiederherstellung mit dem Farbton A3 des VITATM Bereichs machen möchte, sind die Materialien auf einem Modell oder direkt in den wiederherzustellendem Zahn geschichtet. Eine Wiederherstellung erfolgt mit Schichten, um die Transparenz sowie ein natürliches Aussehen zu erhalten. Jede Schicht hat eine bestimmte Farbe und Intensität. Um den Farbton A3 zu erzeugen, muss der Techniker oder der Zahnarzt einem vorgegeben Rezept vom Hersteller oder Eigen-Hergestelltem folgen, das einen unterschiedlichen Farbton bei jeder Schicht erfordert.
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Der Farb-Übereinstimmungs-Prozess kann zusätzlich erschwert werden, wenn der Zahnarzt nicht zum Bestimmen dieser Informationen qualifiziert ist. Aus diesem Grunde schicken Zahnärzte ihre Patienten häufig direkt zu einem Labor mit einem Techniker, um die Farbinformation zu bestimmen. Alternativ fragen Zahnärzte manchmal den Techniker, ob dieser in die Zahnarztpraxis kommen kann, und die Zahnfarbe erfassen kann. In beiden Fällen ist die Gefahr, einen zusätzlichen Grad an subjektiver Unsicherheit bei der Bestimmung der Zahnfarbe des Patienten zu erzeugen. Daher besteht ein Bedarf für eine zusätzliche Verbesserung in diesem Bereich.
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Der Informationsaustauch der Farbinformation zwischen dem Zahnarzt und dem Labor ist extrem wichtig. Fehler werden häufig während des Informationsaustausches gemacht, was in einem Produkt resultiert, das nicht die gleiche Farbe wie die des Patienten hat.
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In einigen Fällen verwenden Zahnärzte Farbskalen, die nicht gebräuchlich auf dem Markt sind und geben dadurch dem Techniker sehr subjektive Informationen und die Verantwortung für die Umwandlung dieser Informationen in einen Standard-Farbton der VitaTM-Skala (angesichts der Tatsache, dass Verbundmaterialien und Keramiken häufig mit der VitaTM-Farbskala gefertigt werden). Dies kann zu einer fehlerhaften Farb-Übereinstimmung führen.
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Die Situation wird zusätzlich kompliziert, wenn kommerzielle Farbskalen betrachtet werden, mit Bezug auf die Farb-Standardisierung für die Anwendung in der Zahnmedizin. Die Unterschiede zwischen Unternehmen und Materialien können erheblich sein und daher kann die Nomenklatur nicht funktionieren, und im schlimmsten Fall kann es irreführend und verwirrend sein.
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Die subjektive Farb-Übereinstimmung wird offenbar von vielen Faktoren beeinflusst, wie der Umgebung, den Fähigkeiten des Anwenders, der Wahrnehmung, der verwendeten Farbskala und der unterschiedlichen Materialien, die verwendet werden, um die Farbskala herzustellen. Es ist logisch, dass objektive Farb-Beurteilungs-Verfahren verwendet werden müssen (beispielsweise Spektralphotometer und Kolorimeter).
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Objektive Farb-Beurteilungs-Verfahren sind bekannt, die komplizierte teure Instrumente verwenden, wie beispielsweise Spektralphotometer und Kolorimeter. Im Allgemeinen jedoch, sind intraorale Spektralphotometer und Kolorimeter bei Lichtschwankungen sehr empfindlich und erfordern eine häufige Kalibrierung. Folglich sind Farbmessungen oft ungenau.
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Die Verwendung von digitalen Bildern für die Beurteilung der Zahnfarbe wurde in den letzten Jahren beliebt. Eine große Mehrheit der Zahnärzte nutzt intraorale Videokameras, Videosysteme, Spiegelreflexfotokameras, kompakte Fotokameras und Smartphones, um digitale, dentale Bilder für die Kommunikation mit dem Labor zu erhalten.
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Jedoch ist die fehlende Standardisierung von digitalen Bildern ein Problem. Zum Beispiel, neigen Bilder dazu, unterschiedlich zu sein, auch wenn sie mit derselben Kamera und vom selben Anwender gemacht werden. Daher versagen digitale Bildern häufig um zuverlässige numerische Werte zu geben und dies bestimmt die Subjektivität des ”Digitalfotografie”-Verfahrens.
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Es wäre wünschenswert, eine standardisierte digitale Fotografie, in der alle digitalen Bilder perfekt reproduzierbar sind, zu haben. Dennoch impliziert standardisierte Fotografie die folgenden Probleme:
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1.- Sensoren (CCD) und Bildschirm
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Digitale Sensoren erkennen das Licht unterschiedlich und jeder Bildschirm zeigt die Bilder mit geringen Unterschieden im Vergleich zu anderen Bildschirmen, an.
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2 -. Lichtquelle
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LEDs und Blitzlichter sind sehr empfindlich beim Herstellungsverfahren und der Stromversorgung. Sie sind auch empfindlich bei Linsen und deren Beschichtungs-Schutz und die Farbtemperatur des Lichts ändert sich weitgehend zwischen den Blitzen. Ein solcher Unterschied ist in der LED-Industrie sogar größer und daher ist dieser Faktor ist sehr schwierig zu standardisieren.
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3 -. Abstand
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Bilder, die künstlich beleuchtet werden, reagieren sehr empfindlich in Bezug auf Abstände, insbesondere im Falle von Makro-Fotografie, wie beispielsweise in der Dentalbranche. Wenn der Abstand sich um 5 mm ändert, verliert das Bild eine große Menge an Licht (Unterbelichtung). Im Gegenteil, wenn der zu fotografierende Gegenstand 5 mm näher als der ideale Abstand ist, erhält das Bild übermäßig Licht (Überbelichtung). Auch bei sehr kleinen Abstandsänderungen (+ oder –2 mm), können die Änderungen der abgeglichenen Bilder dramatisch sein, und sie werden sicherlich die Standardisierung unmöglich machen. Der Abstand muss immer der gleiche mit allen Instrumenten sein.
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4 -. TTL Abgleich
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Die ”Through The Lens” (TTL) Technologie nutzt die Fähigkeit der Kamera-Software, das empfangene Licht zu analysieren und passt den Einfall des Lichts in einer sehr kurzen Zeit an. Die TTL kann eine Bildfläche entweder teilweise oder vollständig analysieren, und die Ergebnisse des Fotos auf eine äußerst einfache Weise ändern, vor allem, wenn der Hintergrund sich ändert oder wenn der Gegenstand dunkler oder heller wird. Im Falle von sehr dunklen Zähnen, wird die Kamera wahrscheinlich die dunkle Farbe mit einem stärkeren Licht hervorheben; Im Gegensatz dazu, im Falle von sehr weißen Zähnen, wird die Kamera in die entgegengesetzte Richtung arbeiten, die Bildfläche dunkler machen und das standardisierte Foto ändern.
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5 -. Belichtung
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In automatischen Kameras wird Belichtung durch die TTL-Technologie gesteuert und basiert auf den folgenden Parametern:
- Öffnung -. Die Öffnung der Blende bestimmt den Eintritt des Lichtes. Je weiter die Blende geöffnet ist, desto geringer wird die Tiefenschärfe (schwer zu Fokussieren); je weiter die Blende geschlossen ist, desto höher wird die Tiefenschärfe (leicht zu Fokussieren).
- b) Geschwindigkeit -. Die Geschwindigkeit zeigt die Geschwindigkeit des Verschlusses beim Schließen oder Öffnen, um das Licht passieren zu lassen oder die Zeitdauer, in der der Sensor dem Licht ausgesetzt wird. Wenn die Geschwindigkeit niedriger ist, trift eine größere Lichtmenge auf die Bildfläche, aber das Risiko besteht dass das Bild „unscharf” wird. Im Gegensatz dazu, wenn die Geschwindigkeit zunimmt, trifft weniger Licht auf die Bildfläche, und das Bild wird stabiler.
- c) ISO -. bestimmt ist die Lichtempfindlichkeit des Sensors. Normalerweise erhöht sich eine solche Empfindlichkeit bei schlechten Lichtverhältnissen und verringert sich bei guten Lichtverhältnissen. Eine andere ISO wird das Endergebnis des Fotos beeinflussen: eine niedrige ISO bietet eine bessere Helligkeit und Kontrast, während eine hohe ISO den gegenteiligen Effekt haben wird.
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6 -. Weißabgleich
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Automatische Kameras messen das Licht der Bildfläche und regulieren die Temperatur des Lichts mit der Durchschnittsmessung der gesamten Lichtmenge. Weißabgleich entsprechend der Bildfläche ist völlig anders und ähnliche Bildflächen sind immer anders.
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7 -. Fokussierung
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Die automatische Fokussierung von Digitalkameras arbeitet auf der gleichen Basis wie Belichtung und Weißabgleich, die Analyse eines Durchschnittswerts von einer gesamten oder teilweisen Bildfläche und verlässt sich damit auf die Bildflächen-Eigenschaften zur korrekten Fokussierung. Diese Funktion macht standardisierte Fotografie nahezu unmöglich, es sei denn, der Gegenstand ist im gleichen Abstand und in der gleichen Position in Bezug auf die Kamera.
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Abschließend, aufgrund der oben beschriebenen Probleme ist es unmöglich, eine standardisierte digitale Fotografie zu erhalten.
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EP1528380 offenbart ein digitales Abbildungssystem, das einen Abstandhalter umfasst, der als dunkler Raum in einer Kamera von einem Mobiltelefon agiert. Polarisations-Filter und ein Kalibrierungs-Markierungsind in dem Abstandhalter angeordnet. Die digitalen Bilder der Zähne die durch die Vorrichtung der Erfindung aufgenommen werden, werden an eine Datenbank gesendet. Der Abstandhalter nach
EP1528380 hat einen zylindrischen Hohlraum mit einem gekürztemkonischen Ende mit abnehmendem Durchmesser. Die Form des Abstandhalters impliziert einige Unannehmlichkeiten, die durch das radiale Abprallen des Lichts an der zylindrischen Innenwand des Abstandhalters verursacht werden die Reflexionen erzeugen, die nicht mit Polarisations-Filtern beseitigt werden können. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass ein Zahn eine rechteckige Form aufweist und somit der kreisförmige Abschnitt des Abstandhalter-Hohlraums keine unterscheidenden Konturelemente zulässt, die nicht Teil des Zahnes sind, wie beispielsweise Zahnfleisch und Gaumen.
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Es muss berücksichtigt werden, dass die Zahnfarbe von einer Kombination einer Zahnschmelzschicht und einer Zahnbeinschicht abhängt, nämlich zwei Schichten von Materialien mit einer unterschiedlichen Dicke und einer unterschiedlichen Farbe, die in paralleler Richtung überlappen. Folglich werden mehrfache Reflexionen und Beugungen des Lichts zwischen der Zahnschmelzschicht und der Zahnbeinschicht erzeugt, wodurch eine falsche Farbwahrnehmung mit dem bloßen Auge und mit einer Kamera verursacht wird. Ein solcher Fehler wird in der Vorrichtung der
EP1528380 hervorgehoben, wobei keine effektive Unterdrückung der Lichtreflektionen in dem Abstandhalter bereitgestellt ist.
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Die Kalibrierungs-Markierung aus der
EP1528380 ist eine Standardausführung, und diese Ausführungen von Standard-Kalibrierungs-Markierungn sind nicht in der Lage, eine korrekte Zahnfarbe gemäß den Zahnschmelz- und Zahnbeinschichten des Zahns zu kalibrieren.
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EP1528380 enthält keine Ausführungen darüber, wie der Farb-Beurteilungs-Fehler, der durch die sich überlappenden Schichten von Zahnschmelz und Zahnbein auf dem Zahn verursacht wird, behoben werden kann.
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WO2009/013687 und
WO2007/034300 offenbaren die Verwendung von verschiedenen Kalibrierungs-Markierungen, um die Farbe eines digitalen Bildes, aufgenommen mit einer Kamera, wie beispielsweise das Bild eines Zahnes, zu korrigieren. Doch auch diese Dokumente enthalten keine Aussage darüber, wie der Farb-Beurteilungs-Fehler, der durch die sich überlappenden Schichten von Zahnschmelz und Zahnbein auf dem Zahn verursacht wird, behoben werden kann.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik, durch die Entwicklung einer Vorrichtung für den dentalen Einsatz zum Unterscheiden der Farbe der Zähne, die genau, zuverlässig, vielseitig, kostengünstig und leicht zu bedienen ist, zu beseitigen. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen in dem unabhängigen Anspruch 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden klarer erscheinen aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die lediglich veranschaulichend und nicht einschränkend auf Ausführungsformen ist, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei:
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Bauteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 ist eine Unteransicht des Gehäuses der Vorrichtung von 1;
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3 ist eine Draufsicht des Gehäuses von 2;
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4 ist eine Vorderansicht des Gehäuses von 2;
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5 ist eine Seitenansicht des Gehäuses von 2;
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6 ist eine Draufsicht auf die Kalibrierungs-Markierung der Vorrichtung von 1;
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7 ist ein Blockdiagramm, das den Betrieb der Vorrichtung der Erfindung zeigt;
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8 ist ein Blockdiagramm, welches die Tasten zeigt, die verwendet werden, um die Funktionen der Vorrichtung der Erfindung zu aktivieren; und
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9 ist ein Flussdiagramm, das den Zahnfarb-Unterscheidungs-Prozess der Erfindung veranschaulicht.
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Mit Bezug auf die Figuren wird die Vorrichtung zur dentalen Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart, die im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen (1) angegeben wird. Bezugnehmend auf 1, umfasst die Vorrichtung (1) ein Mobiltelefon (2) und ein Gehäuse (3). Das Mobiltelefon (2) wird mit einer digitalen Foto- oder Videokamera (20) ausgestattet. Daher ist die Rückseite des Mobiltelefons (2) mit einer Linse (21) der Kamera und einer Lichtquelle (22) die als Blitz wirkt, ausgestattet. Das Mobiltelefon (2) ist ein bekanntes Model und kann jedes Mobiltelefon sein, das mit einer digitalen Fotokamera ausgestattet ist, die normalerweise auf dem Markt erhältlich sind. Vorzugsweise ist das Mobiltelefon (2) ein Mobiltelefon hergestellt von Apple und bekannt unter dem Handelsnamen IPhoneTM.
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Auch unter Bezugnahme auf 2 bis 5 umfasst das Gehäuse (3) eine Grundplatte (30) mit rechteckiger Form und mit den gleichen Abmessungen wie das Mobiltelefon.
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Seitenwände (31) ragen aus der Grundplatte (30) in einer solchen Weise heraus, um eine parallelflache Seitenverkleidung zu definieren, die geeignet ist das Mobiltelefon (2) aufzunehmen. Die Höhe der Seitenwände (31) ist im Wesentlichen die gleiche wie die Dicke des Mobiltelefons (2). Wie in den 1 und 4 gezeigt, sind einige Seitenwände (31) des Gehäuses mit Öffnungen (32, 33, 34) ausgestattet, um die Dienste des Mobiltelefons die am Rand des Mobiltelefons zur Verfügung gestellt werden, wie zum Beispiel Tasten, Anschlüsse und dergleichen, unbedeckt zu lassen. Gegebenenfalls kann die Grundplatte (30) mit einer Öffnung (35) in Kreisform versehen werden, um das Logo des Mobiltelefons (2) sichtbar zu machen.
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Bezugnehmend auf 2 ist ein erster Polarisations-Filter (4) und ein zweiter Polarisations-Filter (5) in der Nähe einer Ecke der Grundplatte (30) des Gehäuses in der Weise angeordnet, um jeweils in Übereinstimmung mit der Linse (21) und der Lichtquelle (22) der Digitalkamera des Mobiltelefons zu sein, wenn das Mobiltelefon (2) in das Gehäuse eingesetzt ist. Die Filter (4, 5), überdecken die Linse (21) und die Lichtquelle (22) des Mobiltelefons eigenständig. Die Filter (4, 5) sind lineare Polarisations-Filter, angeordnet in einer solchen Weise, um das Licht in orthogonalen Richtungen zu polarisieren, um Licht mit Null Reflexionen zu erzeugen. Beispielsweise ist der erste Filter (4) in einer solchen Weise angeordnet, um eine vertikale Polarisation zu erhalten, wobei der zweite Filter (5) in einer solchen Art und Weise angeordnet ist, um eine horizontale Polarisation zu erhalten.
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Die Polarisations-Filter (4, 5) gehen durch die Grundplatte (30) des Gehäuses und ragen nach außen aus der Grundplatte (30) heraus. Eine Halteplatte (6) ist auf der Grundplatte (30) des Gehäuses in einer Weise befestigt, um die Polarisations-Filter (4, 5) zu halten.
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Auf den Polarisations-Filtern (4, 5) ist ein Abstandhalter (7) befestigt, der einen axialen Hohlraum (70) mit einer Achse orthogonal zu der Grundplatte (30) aufweist und einen Rand (71), der geeignet ist, um in Kontakt mit dem zu fotografierenden Zahn zu kommen. Der axiale Hohlraum (70) des Abstandhalters hat eine konische gekürzte pyramidale Form mit ansteigenden Abmessungen die von dem Gehäuse (3) nach außen führen. Die gekürzte pyramidale Form des Hohlraums (70) des Abstandhalters (7) erzeugt orthogonale Lichtreflektionen, die vollständig durch den Polarisations-Filter (4, 5) mit gegenseitiger orthogonaler Position unterdrückt werden.
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Der Abstandhalter wirkt als dunkler Raum und deshalb sind die Seitenwände des Abstandhalters schwarz oder opak, um das Licht am durchkommen zu hindern. Vorzugsweise ist der Abstandhalter (7) mit schwarzem Neoprenschaum beschichtet.
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Vorzugsweise hat der Abstandhalter (7) eine Länge von etwa 80 mm, in der Weise dass der Abstand zwischen der Linse (21) der Digitalkamera (20) des Mobiltelefons und dem zu fotografierenden Zahn höher als 78 mm ist. Ein solcher Abstand ist der ideale Abstand, um die beste Leistung der Makroobjektive von Mobiltelefonen sicherzustellen.
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Die Kombination aus der Länge des Abstandhalters, der gekürzten pyramidalen Form des Hohlraums des Abstandhalters (7) und der gekreuzten Polarisation der Polarisations-Filter (4, 5) ermöglicht die vollständige Unterdrückung der Reflektionen des Lichts im Inneren des Abstandhalters und glättet das Bild der Zahnschmelz- und Zahnbein-Schichten, dadurch wird eine einzige Farbe erhalten.
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In den 1 und 3 wird eine Kalibrierungs-Markierung (8) zur Farbkontrolle im Inneren des Abstandhalters (7) in Übereinstimmung mit dem Rand (71) des Abstandhalters angeordnet. Die Kalibrierungs-Markierung (8) hat eine rechteckige Form und nimmt etwa die halbe Oberfläche in Bezug auf den Querschnitt des Abstandhalters (7) ein. Unter Bezugnahme auf 6 umfasst die Kalibrierungs-Markierung (8) einen quadratischen Zentralabschnitt (80) mit einer reinen weißen Farbe, mit einem Fokussierungsziel (81) das eine Kreisform mit 12 mm Durchmesser hat. Das Fokussierungsziel (81) ist in Übereinstimmung mit der Linse (21) der Kamera des Mobiltelefons angeordnet.
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Auf der linken Seite des Zentralabschnitts (80) wird ein lateraler Bereich mit drei rechteckige Fahnen (82, 83, 84), jeweils mit Gelb, Magenta und Cyan Farben bereitgestellt. Auf der rechten Seite des Zentralabschnitts (80) wird ein lateraler Bereich mit drei rechteckigen Fahnen (85, 86, 87), jeweils mit Schwarz, 50% Grau und 18% Grau Farben bereitgestellt.
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Die Markierung (8) wird für den Abgleich von Weiß und Farben und für die Belichtung und die Fokussierung vor und nach der Aufnahme der Fotografie verwendet. Die Markierung (8) wird mit einer Siebdruck-Technik auf Papier mit opaken Silikonfarben, ohne Färbungsagenten/coloring agents oder anderen metamerischen Pigmenten erhalten.
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Die Kalibrierungs-Markierung (8) ist keine Standard-Markierung, die personalisiert wurde gemäß den Farben, die speziell für die Rekonstruktion der Farben von Zahnschmelz und Zahnbein entwickelt wurden.
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Die Kalibrierungs-Markierung (8) hat eine rechteckige Form und die Öffnung des Rands (71) des Abstandhalters hat eine quadratische Form. Die Abmessungen der Kalibrierungs-Markierungs (8) und der Öffnung des Rands (71) des Abstandhalters sind, so dass ein rechteckiger Aufnahmebereich mit Abmessungen 20 mm × 12 mm erhalten wird. Eine solche Form und Größe des Aufnahmebereichs ist von wesentlicher Bedeutung, um der rechteckigen Form der Zähne zu folgen, und ermöglicht Unterscheiden von Fremdelementen, wie Gaumen und Zahnfleisch.
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Zurückgehend zu 1 umfasst die Vorrichtung (1) einen Antikontaminationsschutz (9), geeignet um an dem Rand (71) von der Spitze des Abstandhalters (7) mit Schnappverbindung, wie einem abnehmbaren Deckel angeordnet zu sein. Offensichtlich hat der Antikontaminationsschutz (9) einen transparenten Bereich (90), um die Aufnahme einer Fotografie zu ermöglichen. Der Antikontaminationsschutz (9) ist aus Kunststoff hergestellt und ein Einweg-Modell. Der Schutz (9) wird verwendet, um zu verhindern, dass der Abstandhalter (7) in Kontakt mit dem Mundgewebe und mit der Feuchtigkeit kommt, und wirkt als Barriere gegen Infektionen.
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Zusätzlich, um einem Abstand für den Polarisations-Filter (4, 5) bereitzustellen, ist das Gehäuse (3) entsprechend den Anforderungen des Mobiltelefons (2) konzipiert, um nicht die Vorrichtungen des Mobiltelefons zu bedecken, so wie: Abstandssensoren, Ohrstöpsel-Anschlüsse, Akku-Ladung und Mini-Stecker Audio-Kabel, Einschalt-Taste und Lautstärke-Tasten, Bildschirm-Sperrtaste, Home-Taste, Front-Kamera und Lautsprecher.
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Mit der Hardware des Gehäuses (3) werden die folgenden Probleme der standardisierten Fotografie gelöst:
Entfernung -. Der Mindestabstand für perfekte Fokussierung mit der Makrofunktion des IPhone ist 78 mm. Die Länge des Abstandhalters ist 80 mm, weil dieser Abstand die Fokussierung eines Objekts mit der maximalen Auflösung und Vergrößerungsmöglichkeiten ermöglicht, wobeis 2 mm Toleranz ermöglicht werden. Die Bilder werden durch einen Abstandhalter mit einem axialen Hohlraum mit gekürzter-pyramidaler Form gemacht, der einen konstanten Abstand und minimale Variation garantiert.
Die folgenden Eigenschaften: Blende – Tiefenschärfe – Geschwindigkeit – ISO – Weißabgleich werden immer für jede Fotografie die gleiche sein, weil sie auf ein Muster mit bekannten Eigenschaften (Markierung 6) kalibriert sind, mit dem gleichen Licht (i-Phone Blitz (22)), dem gleichen Abstand (durch den Abstandhalter (7) auferlegt), und daher die gleichen Aufnahmebedingungen. Lichtquellen -. Externe Lichter werden durch das Kegel-Design, das schwarze Material und die Lichtundurchlässigkeit eliminiert, die das externe Licht blockiert, die das Messergebnis verändern können. t
TTL -. Alle Messungen werden durch die Linsen (TTL), die auf dasselbe Muster konzentrieren sind, gemacht. Die Lichtmenge und die Beleuchtung der Bildfläche wird immer die gleiche sein, obwohl kleine Abweichungen der Blitztemperatur möglich sind.
Fokussierung -. Es wird immer die gleiche sein, da die Messung mit der Kalibrierungs-Markierung (8) gemacht wird, bei der ein spezielles Fokussierungsziel (81) vorgesehen ist, mit dem gleichen Licht, Abstand und Bildflächen-Bedingungen.
Weißabgleich -. Er wird in dem Zentralabschnitt (80) der Kalibrierungs-Markierungs (8) mit Papier, das mit reinem weiß gefärbt wurde, gemacht. Daher wir der Weißabgleich immer gleich sein, weil er mit der Abgleich-Markierung, mit dem gleichen Licht, dem gleichen Abstand und den gleichen Aufnahmebedingungen, kalibriert wird.
Digitale Sensoren (CCD) – Die digitalen Sensoren (CCD), die in Digitalkameras verwendet werden, können kleine Abweichungen von Vorrichtung zu Vorrichtung haben. Allerdings werden digitale Sensoren digital mit der Kalibrierung-Markierung (8) kalibriert, um Beleuchtungs-Abweichung herauszurechnen.
Lichttemperatur -. Die Lichtquelle (22) kann leichte Abweichungen von Vorrichtung zu Vorrichtung haben. Daher wird die Lichtquelle (22) digital mit der Kalibrierungs-Markierung (8) kalibriert, um etwaige Leucht-Abweichungen herauszurechnen.
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Die Vorrichtung (1) der Erfindung umfasst die folgenden Funktionen:
- 1-. Fokussierungs-Ziel. Es besteht aus einem speziellen Raster (81), das ähnlich zu einem Ziel ist, und stellt den Autofokus bereit, um effizient und genau in der gleichen Weise jedes Mal, wenn ein Foto aufgenommen wird, zu kalibrieren.
- 2 -. Bild Standards und Normierung. Reflektierte Farben können unter Verwendung irgendeiner Digitalkamera gemessen werden, die Messungen im sichtbaren Spektrum (und etwas darüber hinaus) von einem Farbmuster macht. Die reflektierten Farben der Vorrichtung müssen nicht zu 100% präzise berücksichtigt werden, angesichts der Tatsache, dass die Blitze und Sensoren sicherlich kleinere Abweichungen haben können. Um die Bilder feinabzugleichen, müssen die Fotografien jedes Mal mit dem Muster-Etikett (8) kalibriert werden.
- 3 -. Gekreuzte Polarisation -. Diese Art von polarisiertem Licht wird mit der orthogonalen Anordnung der beiden linearen Polarisations-Filter (4, 5), die jeweils auf der Linse (Empfänger) (21) und auf dem Blitz (Quelle) (22) angeordnet sind, erhalten. Diese Filter-Anordnung produziert ein Licht, das keine Störungen erzeugt, und damit ein Licht ohne spiegelnde oder indirekte Reflexionen. Diese Arten von reflexionsfreien Bildern können numerisch analysiert werden, nachdem eine unerwünschte Reflexion beseitigt wurde. Außerdem ermöglichen sie es dem Benutzer, den Zahn zu betrachten und die Zahnfarbe leichter festzustellen, mit einem besseren Verständnis der Tiefe und Transparenz. Hyper-Kontrast-Bilder, d. h. Bilder mit helleren Farben, werden mit diesem Licht erhalten.
- 4 -. Beseitigung von externen Lichtquellen -. Der Abstandhalter (7) ist mit schwarzem Neopren-Schaum beschichtet, der die Störung des internen Lichts beseitigt und das externe Licht isoliert. Der enge Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Abstandhalter (7) blockiert auch das externe Licht wirksam.
- 5 -. Belichtungsabgleich -. I wird auf der Kalibrierungs-Markierung (8) gebildet, immer den gleichen Belichtungsabgleich erhaltend.
- 6 -. Fokus-Konstanz -. I wird auf dem Kalibrierungs-Markierung (8) gebildet, immer den gleichen Fokus erhaltend. Das Objekt wird nur unscharf sein, wenn es nicht in der richtigen Entfernung positioniert ist, d. h. in Kontakt mit dem Konus.
- 7 -. Farb-Übereinstimmung mit sieben Referenzfarben -. Sieben Farben werden in jedem einzelnen Foto erfasst. Dies ermöglicht es der Software, jede Farbe in einer bestimmten Reihenfolge abzugleichen, um eine Fotografie bis zu den kleinsten Details und Standardisierung mit einer Datenbank abzugleichen. Mit Bezug auf die Kalibrierungs-Markierung 8, gezeigt in 6, sind die sieben Farben die folgenden:
- 1) Schwarz -. Wenn es vorgefunden wird, kann es den digitalen Sensor über einen möglichen Zustand von übermäßiger Belichtung informieren;
- 2) 50% Grau-. Wenn es vorgefunden wird, zeigt es grüne und blaue Spuren an;
- 3) 18% Grau-. Wenn es vorgefunden wird, zeigt es, gelbe, grüne und rote Spuren, an;
- 4) Weiß -. Wenn es vorgefunden wird, zeigt es eine Unterbelichtung (Schatten) und starke Spuren anderer Farben, an;
- 5) Cyan -. Steuerfarbe für 90% Übereinstimmung
- 6) Magenta -. Steuerfarbe für 95% Übereinstimmung
- 7) Gelb -. Steuerfarbe für 100% Übereinstimmung
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Farben 1, 3 und 4 sind der Standard für den klassischen Weißabgleich. Farbe 2 wird hinzugefügt, um die Beseitigung unerwünschter Farben zu verbessern. Farben 5, 6 und 7 sind die reinste Ausprägung der Primärfarben in dem subtraktiven Farbsystem, d. h. reine Farben ohne jede Mischung von anderen Farben. Wenn alle Farben in einem digitalen Bild vorgefunden werden, wird jede einzelne Variation auf mindestens einer der Farben erscheinen, die in diesen Standard enthalten sind, angesichts der Tatsache, dass alle Farbbereiche abgedeckt sind. Das normierte Bild wird in einer großen Datenbank von standardisierten Bildern analysiert und verglichen.
- 8 -. Beleuchtung-. Obwohl es ein Merkmal des Mobiltelefons (2) ist, wird die Vorrichtung (1) es dem Licht ermöglichen ohne Störungen auzutreten. Es erfolgt ein Bereitstellen der idealen Beleuchtung, um leicht standardisierte Bilder zu erhalten.
- 9 -. Blende -. Es ist ein Merkmal der Kamera (20) des Mobiltelefons (2). Wegen des kleinen Durchmessers der Videokamera (20), ist die Blende sehr klein und somit wird immer eine korrekte Tiefenschärfe erhalten, die durch die standarisierten Lichtverhältnissen mit der Vorrichtung der Erfindung erzielt wird.
- 10 -. Geschwindigkeit -. Die Geschwindigkeit ist ziemlich schnell, weil die Beleuchtung ziemlich stark ist, so dass Bilder jedes Mal wenn ein Foto aufgenommen wird sehr beständig werden,. Das Mobiltelefon (2) wird mit einer Softwareanwendung bereitgestellt, um die Anwendung der Vorrichtung (1) der Erfindung zu steuern.
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Bezugnehmend auf 7 wird eine Datenbank (100) in dem Mobiltelefon gespeichert, die digitale Musterbilder enthält, die eindeutig Musterfarben identifizieren. Die Musterfarben der Datenbank sind mit einem dreidimensionalen Element kalibriert, umfassend eine Zahnschmelzschicht mit einer Dicke von 0,5 mm und einer Zahnbeinschicht mit einer Dicke von 2 mm. Solch eine Kalibrierung der Musterfarben in der Datenbank ermöglicht bei der Farberkennung gegebenenfalls gemachte Fehler durch die Vorrichtung (1) zu berücksichtigen.
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Weiterhin ist das Mobiltelefon (2) mit einer Vergleichs-Software (101) ausgestattet, die ein Digitalbild (D) aufgenommen mit der Vorrichtung (1) mit den digitalen Musterbildern, die in der Datenbank (100) gespeichert sind, vergleicht. Daher stellt die Vergleichs-Software (101) Informationen (I) bereit, um die Farbe des fotografierten Bildes (D), gemäß den Musterfarben des digitalen Musterbildes, das in der Datenbank (100) gespeichert ist, zu unterscheiden.
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Die Unterscheidung wird durch Auslesen der Farbwerte der Pixel in dem digitalen fotografierten Bild (D) gemacht und durch den Vergleich mit den Werten der Musterfarben, die in der Datenbank (100) enthalten sind. In der Tat hat jeder Pixel einen Farbwert, der mit den Farbwerten der Musterfarben in der Datenbank (100) verglichen wird.
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Bezugnehmend auf 9 sehen das Vergleichs- und Unterscheidungsverfahren, für eine fortlaufende, zyklische, statistische Analyse die folgenden Schritte vor:
- a) Auswählen, wobei ein Bereich bestehend aus einer Vielzahl von Pixeln des digitalen Bildes (D), fotografiert mit der Vorrichtung (1) ausgewählt wird,
- b) Löschen, wobei die Pixel der Farben, die nicht in der Datenbank (100) gespeichert sind, gelöscht werden, und die Pixel der übrigen Farben zu Schritt (c) gesendet werden,
- c) Frequenz, wobei die Pixel der häufigsten Farben hinsichtlich der verbleibenden Pixel ausgewählt werden, und die besagten Pixel der häufigsten Farben werden zu Schritt (d) gesendet,
- d) Durchschnitt, wobei ein Durchschnittswert der häufigsten Farben berechnet wird,
- e) Vergleich, wobei die Durchschnittswerte der häufigsten Farben mit den Werten der Musterfarben der Datenbank verglichen werden; wenn der Durchschnittswert nicht mit irgend einem Wert der Musterfarben der Datenbank übereinst, kehrt das Verfahren zu Schritt b) zurück,
- f) der Vorgang fährt fort, bis eine Übereinstimmung zwischen den am meisten repräsentativsten Pixeln des ausgewählten Bereichs und den Musterfarben der Datenbank gefunden wird. Bezugnehmend auf 8 umfasst die Software der Vorrichtung (1) die Funktionen die mit den Tasten, gezeigt in 8, aktiviert werden.
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Foto aufnehmen: Es aktiviert das gesamte System, um ein Foto aufzunehmen, schaltet den LED-Blitz (22) an und kalibriert die Fokussierung, den Weißabgleich und die Belichtung auf der Kalibrierungs-Markierung (8).
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Rechts/Links-Tasten: Tasten werden verwendet, um ein Foto aufzunehmen, auf die von der linken und der rechten Seite des Bildschirms während der Aufnahme des Fotos, für eine bessere Ergonomie, zugegriffen werden kann.
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Beschleunigungssensor: Der Beschleunigungssensor bestimmt automatisch, ob das Mobiltelefon (2) positioniert ist, um entweder die oberen oder die unteren Zähne zu fotografieren. Pop-up: Wenn erwünscht, vor dem Aufnehmen der Foto-Session, wird ein Pop-up-Fenster angezeigt, um Patientendaten einzugeben. Nach der Aufnahme des Fotos wird ein weiteres Pop-up-Fenster angezeigt, das dem Benutzer Speichern, Löschen oder Analysieren des aufgenommenen Bildes ermöglicht. Die ”Save”-Funktion speichert das Foto im Archiv und kehrt zu dem Kamera-Modus zurück, die ”Delete”-Funktion löscht das Bild und kehrt zu dem Kamera-Modus zurück. Die ”analyze”-Taste startet die Analyse des Bildes, das mit den Bildern in der Datenbank verglichen wird, um die korrekte Übereinstimmung zu finden.
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Ansicht: wenn das Bild im Vollbildmodus angezeigt wird (entweder Auswählen eines Bildes aus dem Archiv oder das Bild das gerade aufgenommen wurde) werden die 3 Tasten ”Saue”, ”Delete” oder ”Analyze” angezeigt. Die ”Save”-Funktion speichert das Foto im Archiv kehrt zu dem Kamera-Modus zurück, die ”Delete”-Funktion löscht das Bild und kehrt zu dem Kamera-Modus zurück. Die ”Analyze”-Taste startet die Analyse des Bildes, das mit den Bildern in der Datenbank verglichen wird, um die korrekte Übereinstimmung zu finden.
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Archiv: Das Fotoarchiv wird in Ordner mit einer Markierung mit dem Namen des Patienten und einer Sub-Markierung mit dem Aktenzeichen geordnet. DierMarkierung der Bilder, ohne vorher eingegebene Daten, verfügt über das Datum und die Stunde als Sub-Markierung. Jede Session wird als ein neuer Patient angesehen. Die Session wird enden, wenn der Benutzer den ”Kamera-Modus” (alle Bilder der Session werden im gleichen Ordner gespeichert) verlässt. Der Anwender kann den Namen des Patienten und das Aktenzeichen zu jeder Zeit bearbeiten. Die Liste der Ordner kann nach alphabetischer Reihenfolge oder nach Datum sortiert werden.
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Patient: Nach der Auswahl des zu prüfenden Ordners, wird der Benutzer Zugriff auf die Bilder haben. Die Erweiterung der Bilder enthält das Datum und die Zahn-Referenznummer.
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Analysieren: Wenn diese Taste durch den Benutzer gedrückt wird, macht das System einen Vergleich an verschiedenen Punkten des digitalen Bildes des fotografierten Zahns in einem definierten Bereich des Zahnes, und sucht nach den sich am meisten wiederholenden Werten der Farben, die mit den Musterfahren der Bilder in der Datenbank übereinstimmen. Dann wird eine Diagnose der Farbe gegeben und eine Liste der Äquivalten Zahnfarbe wird bereitgestellt.
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Anatomischen Bild-Zentrierung: Wenn die Analyse gestartet wird, werden verschiedene vorinstallierte anatomischen Figuren erscheinen, um die Zahnkontur zu bestimmen.
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Vergrößern/verkleinern: Die vorinstalliert Zahnkontur kann vergrößert oder verkleinert werden, um die Größe gemäß dem Zahn zu erhöhen oder verringern.
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Zahn-Gleit-Formen: Die vorinstallierten Zahnkonturen können mit der ”Wisch” Bewegung durchsucht werden, die den Benutzer zu der folgenden Form bringen. Zum Beispiel, wenn der Zahn 11 angezeigt wird und der Benutzer nach rechts wischt, wird der folgende Zahn, der auf dem Bildschirm angezeigt wird, Zahn 12 sein.
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Variationen und Modifikationen können an den vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung im Rahmen des Wissenseines Fachmanns vorgenommen werden, wobei sie immer noch in den Umfang der Erfindung fallen.
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Eine Vorrichtung (1) für die dentale Verwendung zum Unterscheiden der Farbe von Zähnen, umfassend: ein Mobiltelefon (2) mit einer Digitalkamera (20) umfassend eine Linse (21) und eine Lichtquelle (22) die als Blitz fungiert, ein Gehäuse (3), ein Abstandhalter (7) angebracht auf dem Gehäuse (3) in Übereinstimmung mit der Linse (21) und der Lichtquelle (22), einen ersten Polarisations-Filter (4) und einen zweiten Polarisations-Filter (5) angeordnet im Inneren des Abstandhalters (7), jeweils auf der genannten Linse (21) und auf der genannten Lichtquelle (22), eine Kalibrierungs-Markierung (8) angeordnet in dem Abstandhalter (7), eine Datenbank (100), die eine Vielzahl von digitalen Musterbilder beinhaltet, die Musterfarben eindeutig definieren, und eine Vergleichssoftware (101), um das digitale Bild des Zahnes, aufgenommen mit der Vorrichtung (1), mit den genannten Musterbildern der Datenbank (100) zu vergleichen, um die Farbe des fotografierten Zahnes zu unterscheiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1528380 [0024, 0024, 0025, 0026, 0027]
- WO 2009/013687 [0028]
- WO 2007/034300 [0028]
