DE3126911C2 - Vorrichtungen zur optoelektronischen ein-bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer-bzw. Kiefergelenkbewegungen - Google Patents

Vorrichtungen zur optoelektronischen ein-bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer-bzw. Kiefergelenkbewegungen

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DE3126911C2 DE19813126911 DE3126911A DE3126911C2 DE 3126911 C2 DE3126911 C2 DE 3126911C2 DE 19813126911 DE19813126911 DE 19813126911 DE 3126911 A DE3126911 A DE 3126911A DE 3126911 C2 DE3126911 C2 DE 3126911C2
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen ein- bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer- bzw. Kiefergelenkbewegungen mit Hilfe von Meßeinrichtungen, die optoelektronische Signalgeber und Signalempfänger aufweisen, zwischen denen Lichtsignale direkt oder über einen zur Meßeinrichtung gehörenden Reflektor übertragen werden, bei der am Unterkiefer eines Patienten ein Teil der Meßeinrichtung angebracht ist. Gemäß einer Ausführungsform wird vom Signalgeber ein Lichtstrahl abgegeben, der auf einen lichtempfindlichen Signalempfänger ein- oder zweiachsiger Positionsempfindlichkeit quer zur Auftreffrichtung des Lichtstrahls auftrifft, so daß das Ausgangssignal des Signalempfängers von der Relativverschiebung zwischen Signalgeber und Signalempfänger quer zur Auftreffrichtung des Lichtstrahls abhängig ist. Bei einer weiteren Ausführungsform wird von jedem Signalgeber, der nur mit dem Oberkiefer oder Unterkiefer verbunden ist, ein Lichtstrahl abgegeben, der auf ein reflektierendes oder durchlässiges Gitter auftrifft, das sich relativ zum Signalgeber bewegt, so daß die Zahl der vom Gitter reflektierten oder durchgelassenen Lichtimpulse von der Relativverschiebung des jeweiligen Signalgebers zu dem dazugehörigen Gitter quer zur Auftreffrichtung des Lichtstrahls abhängig ist (inkrementale Wegmessung).

Description

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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur optoelektronischen ein- bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer- bzw. Kiefergelenkbewegungen mit Hilfe von Meßeinrichtungen, die optoelektronische Signalgeber und Signalempfänger aufweisen, bei der von jedem Signalgeber ein Lichtstrahl abgegeben wird, der auf ein Gitter auftrifft, das sich relativ zum Signalgeber bewegt, wobei Signalgeber oder Gitter mit dem Unterkiefer verbunden sind, so daß die Zahl der am Gitter entstehenden Lichtimpulse von der Relativbewegung des jeweiligen Signalgebers zu dem zugehörigen Gitter quer zur Auftreffrichtung des Lichtstrahls abhängig ist.
Eine derartige Vorrichtung wurde bereits in »Dental Clinics of North America« - Vol. 13, Nr. 3 (Juli 1969), Seiten 629 ff. beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird innerhalb der Baueinheit eines Transducers ein Lichtstrahl quer zu einem durchlässigen Gitter bewegt und von diesem unterbrochen, so daß die erzeugten Lichtimpulse ein Maß für die Verschiebung des Lichtstrahls quer zum Gitter sind. Der Transducer ist an beiden Enden jeweils mechanisch fest mit dem Ober- und Unterkiefer verbunden. Bei Unterkieferbewegungen werden jedoch über den Transducer, der nicht reibungsfrei arbeitet, Kräfte zwischen Ober- und Unterkieferübertragen.
Es ist andererseits aus der DE-OS 28 25 204 bereits eine Vorrichtung zur berührungslosen ein- bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer- bzw. Kiefergelcnkbewegungen bekannt. Bei dieser Vorrichtung bestehen die Sigtialempfängcr aus Platten, an denen eine ti") Vielzahl von Fototransistoren angeordnet und elektrisch miteinander verbunden sind. Licht wird von optoelektronischen Signalgebern, nämlich Fotodioden, ab gegeben. Die Vermessung in jeder Raumrichtung ist bei dieser Vorrichtung dadurch möglich, daß das von den Fototransistoren empfangene integrale Signal vom Abstand der Fototransistoren zur Lichtquelle abhängig ist. Der Nachteil bei diesem Verfahren ist, daß das Meßsignal insbesondere bei großen Abständen zwischen Signalgeber und Signalempfänger leicht durch Störlicht verfälscht werden kann und rlaß keine Linearität zwischen Meßsignal und Abstand zwischen Signalgeber und Signalempfänger besteht. Weiterhin ist bei dieser Vorrichtung der Aufbau der Platten mit vielen Signalempfängern bzw. auch mit den Signalgebern verhältnismäßig kompliziert.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und keine höheren Anforderungen an die Auswerteschaltung stellt, ohne daß die Meßgenauigkeit vermindert ist.
Die Aufgabe wird durch die Lehren des Anspruchs 1 gelöst.
Wesentlich bei der Erfindung ist, daß Signalgeber und Gitter so beabstandet sind, daß keine direkte oder indirekte Krafteinwirkung zwischen den Signalgebern und den Gittern vorhanden ist.
Bei der Lösung nach der Erfindung werden bei der Bewegung des Unterkiefers die Striche eines Gitters quer zur Strichrichtung optisch abgetastet und abgezählt. Dadurch ist die Zahl der empfangenen Impulse ein direktes Maß für die Größe der Kieferbewegung in einer Richtung quer zum Gitter. Der Vorteil dieses Lösungsweges ist die durch die Qualität des Gitters bestimmte Linearität und die Tatsache, daß die Signale digital vorliegen und sofort in Rechnern oder Zählern weiterverarbeitet werden können. Bei Verwendung von kodierten Gittern lassen sich vorteilhaft auch absolute Positionsmessungen durchführen.
Für die Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahls eignen sich Leuchtdioden mit enger Ausstrahlcharakteristik. Deren ausgesandtes Licht kann durch Linsensysteme noch besser gebündelt werden. Beste Ergebnisse hinsichtlich des Auflösungsvermögens lassen sich durch Verwendung von Lasern (z. B. vom Helium-Neon-Typ) oder Laserdioden erreichen, da diese sehr eng gebündeltes Licht abgeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Dabei zeigt die Figur eine Vorrichtung zur berührungslosen dreidimensionalen inkrementalen Vermessung von Kiefer- bzw. Kiefergelenkbewegungen.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung weist in drei zueinander senkrechten Raumebenen Strichgitter 19 auf. Von Sendern des Meßkopfs 20 werden senkrecht auf die Ebene Lichtstrahlen ausgesandt, die von den Gittern auf den Empfänger im Meßkopf 20 reflektiert werden, so daß digitale Empfängersignale entstehen. Bei dieser Vorrichtung sind die Gitter mit dem Oberkiefer und der Meßkopf mit dem Unterkiefer verbunden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur optoelektronischen ein- bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer- bzw. Kiefergelenlcbewegungen mit Hilfe von Meßeinrichtungen, die optoelektronische Signalgeber und Signalempfänger aufweisen, bei der von jedem Signalgeber ein Lichtstrahl abgegeben wird, der auf ein Gitter auftrifft, das sich relativ zum Signalgeber bewegt, wobei Signalgeber oder Gitter mit dem Unterkiefer verbunden sind, so daß die Zahl der am Gitter entstehenden Lichtimpulse von der Relativbewegung des jeweiligen Signalgebers zu dem zugehörigen Gitter quer zur Auftreff richtung des Lichtstrahls abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß Signalgeber und Gitter so oeabstandet sind, daß keine direkte oder indirekte Krafteinwirkung zwischen den Signalgebern und den Gittern vorhanden isi und daß die Zahl der durch das Gitter hervorgerufenen Lichtimpulse proportional zur zurückgelegten Wegstrecke des zu erfassenden Punktes am Kiefer ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter reflektierend oder durchlässig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter ein kodiertes Gitter ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Lichtstrahl abgebende Signalgeber (20) ein Laser ist.
in
DE19813126911 1981-04-30 1981-07-08 Vorrichtungen zur optoelektronischen ein-bis dreidimensionalen Vermessung von Kiefer-bzw. Kiefergelenkbewegungen Expired DE3126911C2 (de)

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US06/371,578 US4495952A (en) 1981-04-30 1982-04-26 Apparatus for measuring jaw movement
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